Invloed van het gloeiproces op de Earing-snelheid van 8011 Gegoten aluminiumlegering voor flessendoppen

Abstract

In dit document, 8011 gegoten gewalste plano's worden gebruikt om aluminiumplaten voor flessendoppen te vervaardigen, en de effecten van homogenisatie- en tussentijdse gloeiprocessen op producteigenschappen worden onderzocht.

De resultaten tonen aan dat aluminium platen met flesdoppen die aan de eisen van de klant voldoen, kunnen worden geproduceerd uit gegoten gewalste plano's door geschikte homogenisatie-gloeiprocessen toe te passen..

Invoering

Vanwege de inherente kenmerken van het gietwalsproces, gegoten gewalste plano's vertonen duidelijke anisotropie, wat de toepassing ervan in dieptrekproducten beperkt.

In dit werk, er wordt een redelijk homogenisatie-gloeiproces toegepast om de segregatie van de samenstelling en de anisotropie van te verminderen 8011 gegoten gewalste plano's veroorzaakt door het gietwalsproces en optimaliseren de interne microstructuur.

Gecombineerd met passend tussentijds gloeien en redelijke koudereductie van de laatste walsgang bij daaropvolgende verwerking, de verhoudingen van verschillende texturen in de vellen zijn in balans, materiële anisotropie wordt verminderd, en aluminium platen met flesdoppen die voldoen aan de dieptrekvereisten worden met succes vervaardigd.

1 Experimenteel schema

1.1 Experimentele materialen

De grondstof is 8011 gegoten rol met een initiële blanco-dikte van 6,0–6,5 mm, en de beoogde afgewerkte dikte van het product is 0.21 mm.

De korrelgrootte van gegoten rollen moet een kwaliteit bereiken 1.

Chemische samenstelling van 8011 Legering voor flessendoppen (massafractie, %)

1.2 Experimentele procedures

Met vaste koudwalsgangen, homogenisatie-gloeien en tussenliggende gloeitemperaturen worden ingesteld als variabele parameters. Het volledige procestraject is als volgt:

Gegoten blanco → koudwalsen tot 3.8 mm → homogenisatie gloeien → koudwalsen 0.43 mm → tussentijds gloeien → koudwalsen tot een afgewerkte dikte van 0.21 mm

Er zijn drie vergelijkende processchema's ontworpen:

Schema 1: Homogenisatie bij 480 ° C voor 4 h voor 3.8 mm dikke spaties; tussentijds gloeien bij 360 ° C voor 2 h voor 0.43 mm-stroken

Schema 2: Homogenisatie bij 480 ° C voor 4 h voor 3.8 mm dikke spaties; tussentijds gloeien bij 280 ° C voor 2 h voor 0.43 mm-stroken

Schema 3: Homogenisatie bij 530 ° C voor 4 h voor 3.8 mm dikke spaties; tussentijds gloeien bij 320 ° C voor 2 h voor 0.43 mm-stroken

1.3 Testartikelen

Treksterkte \(R_m\), rek A en oorsnelheid e van monsters na tussentijds uitgloeien en eindproducten worden getest in overeenstemming met nationale normen.

Afgewerkte platen geproduceerd door de drie schema's worden aan klanten geleverd voor bekertrektests, en het optimale industriële productieproces wordt bepaald op basis van praktische stempelfeedback.

2 Experimentele resultaten

2.1 Testresultaten van tussentijds gloeien

Exemplaren koudgewalst tot 0.43 mm worden gegloeid in een doosoven (nadat de ingestelde temperatuur is bereikt, in de oven worden geplaatst, tijd vasthouden: 2–4 uur) om mechanische eigenschappen en ooreigenschappen te testen.

1. Binnen het temperatuurbereik van 230–250 °C, de treksterkte neemt sterk af terwijl de rek aanzienlijk toeneemt, wat aangeeft dat volledige herkristallisatie plaatsvindt in dit temperatuurinterval. Tijdens herkristallisatie vinden dramatische veranderingen in het oorgedrag plaats: na uitgloeien bij 240 ° C voor 2 H, Earing vindt voornamelijk plaats in de richting van 45° met een lichte 0°/90°-earing; wanneer de bewaartijd wordt verlengd 4 H, De oorring verschuift volledig naar de richting 0°/90°.
2. Na volledige herkristallisatie, een verdere verhoging van de gloeitemperatuur veroorzaakt geen duidelijke verandering in de oorvormingssnelheid; wanneer de temperatuur hoger wordt 360 °C, de rek van platen neemt duidelijk af. Daarom, het geschikte temperatuurbereik voor tussentijds gloeien is 250–360 °C.
3. Vergelijking van homogenisatietemperaturen: Monsters gehomogeniseerd bij lage temperatuur (480 °C) vertonen hogere oorsnelheden en een snellere overgang van oorrichtingen na tussentijds uitgloeien, terwijl exemplaren gehomogeniseerd zijn 530 °C vertonen over het algemeen lagere oorpercentages.

Werkelijke eigenschappen na tussentijds gloeien

2.2 Eigenschappen van eindproducten

Na tussentijds gloeien, strips worden koudgewalst tot de uiteindelijke dikte van 0.21 mm met een koudereductie van ongeveer 51%.

De mechanische en oorprestatiegegevens van eindproducten worden als volgt vermeld.

Eigenschappen van eindproducten

Resultaten van klantproeven

Testconclusie: De eindproducten van Scheme 1 en Schema 2 gehomogeniseerd bij 480 °C heeft een oorsnelheid dichtbij 10%, het niet voldoen aan de dieptrekvereisten voor kroonkurken.

De eindproducten van Scheme 3 gehomogeniseerd bij 530 °C heeft een oorsnelheid van ongeveer 5% zonder stampen, en zijn in massaproductie aan meerdere producenten van flessendoppen geleverd.

3 Analyse en discussie

3.1 Correlatie tussen textuur en oorfrequentie

Het oorgedrag van aluminium platen wordt gedomineerd door interne kristaltexturen.

Koudwalsen produceert vervormingstexturen, wat leidde tot een oorhoek van 45° tijdens het trekken van de cup.

Na het uitgloeien van platen onderworpen aan een grote koude reductie, herkristallisatietexturen bestaan ​​voornamelijk uit kubustextuur en R-textuur.

• Kubus textuur: induceert oorvorming in de richtingen 0°/90°;
• R-textuur: induceert oorbeweging in de richting van 45°.

Het optimalisatie-idee voor het dieptrekken van aluminiumplaten is het reguleren van de verhouding van de twee texturen, compenseren de ooreffecten veroorzaakt door verschillende texturen onderling, verminder de totale oorsnelheid en verbeter de dieptrekvervormbaarheid.

3.2 Regelmechanisme van homogenisatietemperatuur op gegoten microstructuur

Het gietwalsproces kenmerkt zich door een hoge mate van onderkoeling en snelle afkoeling, resulterend in een groot aantal tweede fasen die niet in evenwicht zijn en ernstige segregatie van Si- en Fe-elementen in de aluminiummatrix in vaste oplossingen na stollen.

Homogenisatie-gloeien bevordert de transformatie van niet-evenwichtsfasen, precipitatie van oververzadigde vaste oplossingen en eliminatie van segregatie van de samenstelling.

1. Metallografische vergelijking (Figuur 3 & Figuur 4)
   • Homogenisatie bij 530 °C: Intermetaalverbindingen zijn fijn en gelijkmatig verspreid, en granen zijn typische gelijkassige granen.
   • Homogenisatie bij 480 °C: Neergeslagen fasen zijn grof, korrelgroottes zijn niet uniform, en er bestaan ​​lokale grove granen.
2. Competitie tussen neerslag en herkristallisatie Bij lage homogenisatietemperatuur (480 °C), precipitatie vindt plaats voorafgaand aan herkristallisatie. Neergeslagen deeltjes houden dislocaties vast en belemmeren de kernvorming van herkristallisatie, uiteindelijk vorming van grove en ongelijkmatige herkristalliseerde microstructuren. Bij hoge homogenisatietemperatuur (530 °C), herkristallisatie heeft voorrang, en daaropvolgende neerslagen beperken de overmatige graangroei, wat fijne en uniforme gelijkassige korrelstructuren oplevert.

3.3 Reguleringseffect van Fe/Si-precipitaten op texturen

De belangrijkste legeringselementen van 8011 legering zijn Fe en Si. Door snelle afkoeling bij het walsen van gietstukken wordt een grote hoeveelheid Fe en Si oververzadigd in de aluminiummatrix.

Tijdens homogenisatie, Fe en Si slaan neer en vormen zich gedispergeerd \(FeAl_3\) deeltjes:

1. \(FeAl_3\) deeltjes kunnen herkristalliseerde korrels verfijnen, maken gegloeide microstructuren compact en uniform, en verzwakken de materiële anisotropie.
2. Onder homogenisatie bij 530 °C, Fe en Si slaan voldoende neer. Gedispergeerde deeltjes uit de tweede fase bevorderen in-situ herkristallisatie tijdens tussentijds uitgloeien. Bij dit proces blijft een deel van de koudwalsvervormingstextuur behouden, terwijl de vorming van R-textuur wordt vergemakkelijkt en de overmatige ontwikkeling van kubustextuur wordt geremd. De verhoudingen van de twee herkristallisatietexturen zijn in evenwicht, waardoor de opbrengst van eindproducten aanzienlijk wordt verlaagd.

4 Conclusies

1. Het verhogen van de homogenisatie-gloeitemperatuur vanaf 480 °C tot 530 °C maakt uniforme en gedispergeerde legeringsprecipitaten mogelijk en verbetert de consistentie van herkristalliseerde korrelgroottes. De kubustextuur en de R-textuur die worden gegenereerd na tussentijds uitgloeien, neutraliseren wederzijds de vervormingstextuur die wordt gevormd in de laatste koudwalsgang, opmerkelijk verminderen van de Earing Rate van 8011 gegoten gewalste aluminium afgewerkte platen.
2. Nadat de volledige herkristallisatie is voltooid via tussentijds uitgloeien, de procesparameters ervan oefenen een beperkte invloed uit op de oorsnelheid. Het homogenisatie-gloeiproces is de belangrijkste beslissende factor die de oorsnelheid bepaalt 8011 gegoten aluminium platen voor flessendoppen.