焼鈍プロセスが耳形成率に及ぼす影響 8011 ボトルキャップ用アルミニウム合金鋳造圧延品

抽象的な

この論文では, 8011 鋳造圧延ブランクはボトルキャップ用のアルミニウムシートの製造に採用されています, 均質化焼鈍と中間焼鈍プロセスが製品特性に及ぼす影響を調査します.

結果は、適切な均質化焼鈍プロセスを採用することで、顧客の要件を満たすボトルキャップアルミニウムシートを鋳造圧延ブランクから製造できることを示しています。.

導入

鋳造圧延プロセスの固有の特性により, 鋳造圧延ブランクは明らかな異方性を示します, そのため、深絞り製品への適用が制限されます。.

この作品では, 合理的な均質化焼鈍プロセスを採用し、組成偏析と異方性を緩和します。 8011 鋳造圧延プロセスによって引き起こされる鋳造圧延ブランクと内部微細構造の最適化.

適切な中間焼鈍と後続の加工における最終圧延パスの合理的な冷間圧下を組み合わせる, シート内のさまざまなテクスチャの比率がバランスが取れている, 材料の異方性が減少する, 深絞り要件を満たすボトルキャップアルミニウムシートの製造に成功.

1 実験スキーム

1.1 実験材料

原材料は、 8011 初期ブランク厚さ 6.0 ～ 6.5 mm の鋳造圧延コイル, 製品の目標仕上がり厚さは 0.21 mm.

鋳造圧延コイルの粒径はグレードに達する必要があります 1.

の化学組成 8011 ボトルキャップ用合金 (質量分率, %)

1.2 実験手順

固定冷間圧延パスあり, 均質化焼鈍温度と中間焼鈍温度を可変パラメータとして設定. 完全なプロセスルートは次のとおりです:

鋳造圧延ブランク→冷間圧延 3.8 mm → 均質化焼鈍 → 冷間圧延 0.43 mm → 中間焼鈍 → 冷間圧延、仕上げ厚さ 0.21 mm

3 つの比較プロセススキームが設計されています:

スキーム 1: 均質化 480 °C for 4 時間のための 3.8 mm厚のブランク; 中間焼鈍 360 °C for 2 時間のための 0.43 mmストリップ

スキーム 2: 均質化 480 °C for 4 時間のための 3.8 mm厚のブランク; 中間焼鈍 280 °C for 2 時間のための 0.43 mmストリップ

スキーム 3: 均質化 530 °C for 4 時間のための 3.8 mm厚のブランク; 中間焼鈍 320 °C for 2 時間のための 0.43 mmストリップ

1.3 テスト項目

抗張力 \(R_m\), 中間焼鈍後の試験片と最終製品の伸び A と耳抜き率 e は国家基準に従って検査されます。.

3 つのスキームで製造された完成シートは、カップ絞りテストのために顧客に納品されます, 最適な工業生産プロセスは、実際のスタンピングフィードバックに基づいて決定されます。.

2 実験結果

2.1 中間焼鈍試験結果

冷間圧延された試験片 0.43 mmは箱型炉でアニールされます (設定温度に達したら炉に入れます, 保持時間: 2–4時間) 機械的特性と耳鳴り特性をテストするため.

1. 230～250℃の温度範囲内, 引張強さは急激に低下しますが、伸びは大幅に増加します, この温度間隔で完全な再結晶が起こることを示します. 再結晶中に耳鳴り挙動に劇的な変化が起こる: でアニーリングした後 240 °C for 2 h, イヤリングは主に 45° 方向に沿って発生しますが、わずかに 0°/90° のイヤリングが発生します; 開催時間が延長された場合 4 h, イヤリングが完全に0°/90°方向に移動します.
2. 完全再結晶後, アニーリング温度をさらに上げても、耳形成率に明らかな変化は生じません; 温度が超えると 360 ℃, シートの伸びが明らかに減少する. したがって, 中間焼鈍に適した温度範囲は 250 ～ 360 °C です。.
3. 均質化温度の比較: 低温で均質化された試料 (480 ℃) 中間焼鈍後のより高い耳形成率とより速い耳形成方向の移行を示す, 試料を均質化しながら 530 °C は全体的に低い耳鳴り率を示します.

中間焼鈍後の実際の特性

2.2 完成品の特性

中間焼鈍後, ストリップは、最終厚さまで冷間圧延されます。 0.21 約 mm の冷間圧下あり 51%.

完成品の機械的および耳付き性能データは次のとおりです。.

完成品の特性

お客様によるトライアル結果

テストの結論: Schemeの完成品 1 とスキーム 2 で均質化された 480 °C の耳鳴り率は次のとおりです。 10%, ボトルキャップの深絞り要件を満たしていない.

Schemeの完成品 3 で均質化された 530 °C の耳鳴り率は約 5% スタンピング割れなし, 複数のボトルキャップメーカーに量産供給されています.

3 分析と考察

3.1 質感と耳つき率の相関関係

耳を傾ける動作 アルミシート 内部の結晶組織が支配的である.

冷間圧延により変形テクスチャが生成されます, これにより、カップ描画中に 45° のイヤーリングが発生します。.

大幅な冷間圧下を施した板の焼鈍後, 再結晶組織は主に立方体組織とR組織から構成されます.

• キューブテクスチャ: 0°/90°方向に沿ってイヤリングを誘発します;
• Rテクスチャ: 45°方向に沿ってイヤリングを誘発します.

深絞りアルミニウム板の最適化アイデアは、2 つのテクスチャーの比率を制御することです。, 異なるテクスチャによって引き起こされるイヤリング効果を相互に相殺します。, 全体的な耳抜き率を低減し、深絞り成形性を向上させます。.

3.2 鋳造圧延組織の均質化温度の制御機構

鋳造圧延法は過冷却度が高く急冷が特徴, その結果、凝固後のアルミニウムマトリックス中に多数の非平衡第二相とSiおよびFe元素の深刻な固溶偏析が発生します。.

均質化アニーリングは非平衡相の変態を促進します, 過飽和固溶体の析出と組成偏析の解消.

1. 金属組織学的比較 (形 3 & 形 4)
   • 均質化 530 ℃: 金属間化合物が微細で均一に分散, 粒子は典型的な等軸粒子です.
   • 均質化 480 ℃: 析出相が粗大である, 粒子サイズが不均一である, 局所的な粗粒が存在する.
2. 析出と再結晶の競合低い均質化温度で (480 ℃), 再結晶化の前に析出が起こる. 析出した粒子は転位を固定し、再結晶の核生成を妨げます。, 最終的には粗くて不均一な再結晶微細構造が形成されます。高い均質化温度では (530 ℃), 再結晶が優先される, そしてその後の析出物が過度の粒子成長を抑制します, 微細で均一な等軸結晶粒構造を生成.

3.3 Fe/Si析出物の組織に対する制御効果

主な合金元素 8011 合金はFeとSiです. 鋳造圧延時の急冷により、アルミニウム母材中に多量のFeとSiが過飽和になります。.

均質化中, FeとSiが析出して分散状態となる \(FeAl_3\) 粒子:

1. \(FeAl_3\) 粒子は再結晶粒を微細化することができます, アニール後の微細構造を緻密かつ均一にする, 材料の異方性を弱める.
2. 均質化中 530 ℃, FeとSiが十分に析出する. 分散した第 2 相粒子は、中間焼鈍中にその場での再結晶化を促進します。. 冷間圧延変形組織の一部がこのプロセスで保持されます。, R組織の形成を促進し、キューブ組織の過剰な発達を抑制します。. 2 つの再結晶集合組織の比率はバランスが取れています。, 完成品の入荷率を大幅に削減.

4 結論

1. 均質化焼鈍温度を 480 ℃～ 530 ℃により均一かつ分散した合金の析出が可能になり、再結晶粒径の一貫性が向上します。. 中間焼鈍後に生成される立方体集合組織とR集合組織は、最終冷間圧延パスで形成される変形集合組織を相互に打ち消します。, の獲得率が著しく低下する 8011 鋳造圧延アルミニウム仕上げシート.
2. 中間焼鈍を経て完全再結晶化が完了した後, そのプロセスパラメータは、採掘率に限定的な影響を与えます. 均質化焼鈍プロセスは、耳抜き率を決定する重要な要素です。 8011 ボトルキャップ用鋳造圧延アルミニウム板.