Influencia del proceso de recocido en la tasa de orejado de 8011 Aleación de aluminio laminado para tapas de botellas

Abstracto

en este documento, 8011 Se adoptan piezas en bruto laminadas fundidas para fabricar láminas de aluminio para tapas de botellas., y se investigan los efectos de los procesos de recocido por homogeneización y recocido intermedio sobre las propiedades del producto..

Los resultados muestran que se pueden producir láminas de aluminio para tapas de botellas que cumplan con los requisitos del cliente a partir de piezas laminadas fundidas mediante la adopción de procesos de recocido de homogeneización adecuados..

Introducción

Debido a las características inherentes del proceso de fundición y laminación., los espacios en blanco laminados exhiben una anisotropía obvia, lo que restringe su aplicación en productos de embutición profunda.

en este trabajo, Se adopta un proceso de recocido de homogeneización razonable para aliviar la segregación de la composición y la anisotropía de 8011 Piezas laminadas fundidas inducidas por el proceso de laminado y optimización de la microestructura interna..

Combinado con un recocido intermedio apropiado y una reducción en frío razonable de la pasada de laminación final en el procesamiento posterior., las proporciones de varias texturas en las hojas están equilibradas, La anisotropía del material se reduce., y láminas de aluminio para tapas de botellas que satisfacen los requisitos de embutición profunda se fabrican con éxito.

1 Esquema experimental

1.1 Materiales experimentales

La materia prima es 8011 bobina laminada fundida con un espesor inicial de 6,0 a 6,5 ​​mm, y el espesor final objetivo del producto es 0.21 milímetro.

El tamaño de grano de las bobinas laminadas fundidas deberá alcanzar el Grado 1.

Composición química de 8011 Aleación para tapas de botellas (fracción de masa, %)

1.2 Procedimientos experimentales

Con pasadas fijas de laminación en frío., Las temperaturas de recocido de homogeneización y recocido intermedio se establecen como parámetros variables.. La ruta completa del proceso es la siguiente:

Pieza laminada en bruto → laminada en frío para 3.8 mm → recocido de homogeneización → laminado en frío para 0.43 mm → recocido intermedio → laminado en frío hasta el espesor final de 0.21 milímetro

Se diseñan tres esquemas de procesos comparativos.:

Esquema 1: Homogeneización en 480 ° C para 4 h para 3.8 espacios en blanco de mm de espesor; recocido intermedio en 360 ° C para 2 h para 0.43 tiras de mm

Esquema 2: Homogeneización en 480 ° C para 4 h para 3.8 espacios en blanco de mm de espesor; recocido intermedio en 280 ° C para 2 h para 0.43 tiras de mm

Esquema 3: Homogeneización en 530 ° C para 4 h para 3.8 espacios en blanco de mm de espesor; recocido intermedio en 320 ° C para 2 h para 0.43 tiras de mm

1.3 Artículos de prueba

Resistencia a la tracción \(R_m), El alargamiento A y la tasa de rotura e de las muestras después del recocido intermedio y los productos terminados se prueban de acuerdo con las normas nacionales..

Las hojas terminadas producidas por los tres esquemas se entregan a los clientes para pruebas de embutición de copas., y el proceso de producción industrial óptimo se determina basándose en comentarios prácticos de estampado..

2 Resultados experimentales

2.1 Resultados de la prueba de recocido intermedio

Muestras laminadas en frío para 0.43 mm se recocen en un horno de caja (poner en el horno después de alcanzar la temperatura establecida, tiempo de espera: 2–4 horas) para probar las propiedades mecánicas y las características del oído.

1. Dentro del rango de temperatura de 230–250 °C, la resistencia a la tracción cae bruscamente mientras que el alargamiento aumenta significativamente, indicando que se produce una recristalización completa en este intervalo de temperatura. Durante la recristalización se producen cambios dramáticos en el comportamiento del oído.: después del recocido en 240 ° C para 2 h, La pendiente se produce principalmente en la dirección de 45° con una ligera pendiente de 0°/90°.; cuando el tiempo de espera se extiende a 4 h, La oreja se desplaza completamente a la dirección 0°/90°..
2. Después de la recristalización completa, Un aumento adicional de la temperatura de recocido no causa ningún cambio obvio en la tasa de formación de orejas.; cuando la temperatura excede 360 °C, El alargamiento de las hojas disminuye evidentemente.. Por lo tanto, el rango de temperatura adecuado para el recocido intermedio es de 250 a 360 °C.
3. Comparación de temperaturas de homogeneización.: Muestras homogeneizadas a baja temperatura. (480 °C) muestran tasas de formación de orejas más altas y una transición más rápida de las direcciones de las orejas después del recocido intermedio, mientras que las muestras se homogeneizaron a 530 °C exhiben tasas de producción más bajas en general.

Propiedades reales después del recocido intermedio

2.2 Propiedades de los productos terminados

Después del recocido intermedio, Las tiras se laminan en frío hasta alcanzar el espesor final de 0.21 mm con una reducción en frío de aproximadamente 51%.

Los datos de rendimiento mecánico y auditivo de los productos terminados se enumeran a continuación.

Propiedades de los productos terminados

Resultados de la prueba del cliente

Conclusión de la prueba: Los productos terminados de Scheme. 1 y esquema 2 homogeneizado en 480 °C tienen una tasa de formación de orejas cercana a 10%, No cumplir con los requisitos de embutición profunda para tapas de botellas..

Los productos terminados de Scheme. 3 homogeneizado en 530 °C tienen una tasa de formación de aproximadamente 5% sin estampar grietas, y se han suministrado a múltiples fabricantes de tapas de botellas en producción en masa..

3 Análisis y discusión

3.1 Correlación entre textura y tasa de formación de orejas

El comportamiento auditivo de láminas de aluminio Está dominado por texturas cristalinas internas..

El laminado en frío produce texturas de deformación., lo que conduce a una inclinación de 45° durante la extracción de la copa.

Después del recocido de láminas sometidas a una gran reducción en frío., Las texturas de recristalización consisten principalmente en textura de cubo y textura R..

• textura del cubo: induce la oreja en las direcciones 0°/90°;
• textura R: induce la oreja a lo largo de la dirección de 45°.

La idea de optimización para chapas de aluminio de embutición profunda es regular la proporción de las dos texturas., compensar los efectos de oreja inducidos por diferentes texturas mutuamente, reducir la tasa general de formación de orejas y mejorar la conformabilidad por embutición profunda.

3.2 Mecanismo de regulación de la temperatura de homogeneización en microestructura laminada fundida

El proceso de fundición y laminación presenta un alto grado de sobreenfriamiento y un enfriamiento rápido., lo que resulta en una gran cantidad de segundas fases en desequilibrio y una severa segregación en solución sólida de elementos de Si y Fe en la matriz de aluminio después de la solidificación..

El recocido de homogeneización promueve la transformación de fases de desequilibrio., Precipitación de soluciones sólidas sobresaturadas y eliminación de la segregación de la composición..

1. Comparación metalográfica (Cifra 3 & Cifra 4)
   • Homogeneización en 530 °C: Los compuestos intermetálicos están finos y uniformemente dispersos., y los granos son granos típicos equiaxiales.
   • Homogeneización en 480 °C: Las fases precipitadas son gruesas., Los tamaños de grano no son uniformes., y existen cereales secundarios locales.
2. Competencia entre precipitación y recristalización a baja temperatura de homogeneización (480 °C), La precipitación ocurre antes de la recristalización.. Las partículas precipitadas fijan las dislocaciones y dificultan la nucleación de la recristalización., eventualmente formando microestructuras recristalizadas gruesas y desiguales. A alta temperatura de homogeneización (530 °C), la recristalización tiene prioridad, y los precipitados posteriores frenan el crecimiento excesivo del grano, produciendo estructuras de grano equiaxiales finas y uniformes.

3.3 Efecto regulador de los precipitados de Fe/Si sobre las texturas

Los principales elementos de aleación de 8011 aleación son Fe y Si. El enfriamiento rápido en el laminado de fundición genera una gran cantidad de Fe y Si sobresaturados en la matriz de aluminio..

Durante la homogeneización, Fe y Si precipitan para formar compuestos dispersos. \(FeAl_3) partículas:

1. \(FeAl_3) Las partículas pueden refinar los granos recristalizados., hacer que las microestructuras recocidas sean densas y uniformes, y debilitar la anisotropía del material.
2. Bajo homogeneización en 530 °C, Fe y Si precipitan suficientemente. Las partículas dispersas de la segunda fase promueven la recristalización in situ durante el recocido intermedio. En este proceso se conserva parte de la textura de deformación por laminación en frío., mientras que se facilita la formación de textura R y se inhibe el desarrollo excesivo de textura de cubo. Las proporciones de las dos texturas de recristalización están equilibradas., reduciendo significativamente la tasa de ganancia de productos terminados.

4 Conclusiones

1. Aumentar la temperatura de recocido de homogeneización desde 480 °C a 530 °C permite precipitados de aleación uniformes y dispersos y mejora la consistencia de los tamaños de grano recristalizados. La textura del cubo y la textura R generadas después del recocido intermedio contrarrestan mutuamente la textura de deformación formada en la pasada final de laminación en frío., reduciendo notablemente la tasa de ganancia de 8011 láminas acabadas de aluminio laminado fundido.
2. Una vez completada la recristalización completa mediante recocido intermedio, sus parámetros de proceso ejercen una influencia limitada en la tasa de formación de orejas. El proceso de recocido de homogeneización es el factor decisivo central que rige la tasa de extracción de 8011 láminas de aluminio laminadas para tapas de botellas.