Påvirkning av utglødningsprosess på øregangsfrekvens av 8011 Støpt valset aluminiumslegering for flaskekorker

Abstrakt

I denne artikkelen, 8011 støpte valsede emner brukes til å produsere aluminiumsplater for flaskekorker, og effekten av homogeniseringsgløding og mellomglødingsprosesser på produktegenskaper undersøkes.

Resultatene viser at aluminiumsplater med flaskekork som oppfyller kundens krav kan produseres fra støpte valsede emner ved å ta i bruk passende homogeniseringsglødingsprosesser.

Introduksjon

På grunn av de iboende egenskapene til støpevalseprosessen, støpte valsede emner viser tydelig anisotropi, som begrenser deres anvendelse i dyptrekkende produkter.

I dette arbeidet, en rimelig homogeniseringsglødingsprosess er tatt i bruk for å lindre sammensetningssegregering og anisotropi av 8011 støpevalsede emner indusert av støpevalseprosessen og optimaliserer den interne mikrostrukturen.

Kombinert med passende mellomgløding og rimelig kaldreduksjon av den endelige valsepassasjen i etterfølgende prosessering, proporsjonene av ulike teksturer i arkene er balansert, materialanisotropi reduseres, og aluminiumsplater med flaskekork som tilfredsstiller krav til dyptrekking er vellykket fremstilt.

1 Eksperimentell opplegg

1.1 Eksperimentelle materialer

Råstoffet er 8011 støpt rulle med en innledende emnetykkelse på 6,0–6,5 mm, og målet for ferdig tykkelse på produktet er 0.21 mm.

Kornstørrelsen på støpte ruller skal nå Grade 1.

Kjemisk sammensetning av 8011 Legering for flaskekorker (massefraksjon, %)

1.2 Eksperimentelle prosedyrer

Med faste kaldrullende pasninger, homogeniseringsgløding og mellomglødetemperaturer settes som variable parametere. Den komplette prosessruten er som følger:

Støpevalset råemne → kaldvalsing til 3.8 mm → homogeniseringsgløding → kaldvalsing til 0.43 mm → mellomgløding → kaldvalsing til ferdig tykkelse på 0.21 mm

Tre komparative prosessskjemaer er designet:

Opplegg 1: Homogenisering kl 480 °C for 4 h for 3.8 mm tykke emner; mellomgløding kl 360 °C for 2 h for 0.43 mm strimler

Opplegg 2: Homogenisering kl 480 °C for 4 h for 3.8 mm tykke emner; mellomgløding kl 280 °C for 2 h for 0.43 mm strimler

Opplegg 3: Homogenisering kl 530 °C for 4 h for 3.8 mm tykke emner; mellomgløding kl 320 °C for 2 h for 0.43 mm strimler

1.3 Test elementer

Strekkstyrke \(R_m), forlengelse A og øregangshastighet e av prøver etter mellomgløding og ferdige produkter er testet i samsvar med nasjonale standarder.

Ferdige ark produsert av de tre ordningene leveres til kunder for kopptrekkprøver, og den optimale industrielle produksjonsprosessen bestemmes basert på praktisk stemplingstilbakemelding.

2 Eksperimentelle resultater

2.1 Testresultater av mellomgløding

Prøver kaldvalset til 0.43 mm glødes i en kasseovn (settes inn i ovnen etter at den innstilte temperaturen er nådd, holdetid: 2–4 timer) for å teste mekaniske egenskaper og øreringskarakteristikker.

1. Innenfor temperaturområdet 230–250 °C, strekkfastheten synker kraftig mens forlengelsen øker betydelig, som indikerer at full omkrystallisering skjer i dette temperaturintervallet. Dramatiske endringer i øreatferd finner sted under rekrystallisering: etter gløding kl 240 °C for 2 h, ørering forekommer hovedsakelig langs 45°-retningen med lett 0°/90°-øring; når holdetiden forlenges til 4 h, øret skifter helt til 0°/90°-retningen.
2. Etter full omkrystallisering, ytterligere økende utglødningstemperatur forårsaker ingen åpenbar endring i øregangshastighet; når temperaturen overskrider 360 °C, forlengelsen av ark avtar tydeligvis. Derfor, det passende temperaturområdet for mellomgløding er 250–360 °C.
3. Sammenligning av homogeniseringstemperaturer: Prøver homogenisert ved lav temperatur (480 °C) viser høyere ørering og raskere overgang av øreringsretninger etter mellomgløding, mens prøvene homogeniserte kl 530 °C viser generelt lavere øreklokker.

Faktiske egenskaper etter mellomgløding

2.2 Egenskaper til ferdige produkter

Etter mellomgløding, strimler kaldvalses til ferdig tykkelse på 0.21 mm med en kuldreduksjon på ca 51%.

De mekaniske og øreringsytelsesdataene til ferdige produkter er oppført som følger.

Egenskaper til ferdige produkter

Kundeprøveresultater

Testkonklusjon: De ferdige produktene til Scheme 1 og Scheme 2 homogenisert kl 480 °C har en øreklokke nær 10%, ikke oppfyller kravene til dyptrekking for flaskekorker.

De ferdige produktene til Scheme 3 homogenisert kl 530 °C har en øreklokke på ca 5% uten stempling sprekker, og har blitt levert til flere flaskekorkprodusenter i masseproduksjon.

3 Analyse og diskusjon

3.1 Korrelasjon mellom tekstur og ørefrekvens

Øreadferden til aluminiumsplater er dominert av interne krystallteksturer.

Kaldvalsing gir deformasjonsteksturer, som fører til 45° øregang under kopptrekking.

Etter gløding av ark utsatt for stor kuldreduksjon, rekrystalliseringsteksturer består hovedsakelig av kubetekstur og R-tekstur.

• Kube tekstur: induserer ørering langs 0°/90° retningene;
• R tekstur: induserer ørering langs 45°-retningen.

Optimaliseringsideen for dyptrekkende aluminiumsplater er å regulere andelen av de to teksturene, oppveie øreeffekten som induseres av forskjellige teksturer gjensidig, Reduser den totale øreklokken og forbedre formbarheten for dyptrekking.

3.2 Reguleringsmekanisme for homogeniseringstemperatur på støpt valset mikrostruktur

Støpevalseprosessen har høy underkjølingsgrad og rask avkjøling, resulterer i et stort antall andrefaser som ikke er likevektsmessige og alvorlig fastløsningssegregering av Si- og Fe-elementer i aluminiummatrisen etter størkning.

Homogeniseringsgløding fremmer transformasjonen av ikke-likevektsfaser, utfelling av overmettede faste løsninger og eliminering av sammensetningssegregering.

1. Metallografisk sammenligning (Figur 3 & Figur 4)
   • Homogenisering kl 530 °C: Intermetalliske forbindelser er fine og jevnt spredt, og korn er typiske likeaksede korn.
   • Homogenisering kl 480 °C: Utfelte faser er grove, kornstørrelsene er uensartede, og lokale grove korn finnes.
2. Konkurranse mellom nedbør og omkrystallisering Ved lav homogeniseringstemperatur (480 °C), utfelling skjer før omkrystallisering. Utfelte partikler fester forskyvninger og hindrer kjernedannelsen av rekrystallisering, danner til slutt grove og ujevne omkrystalliserte mikrostrukturer. Ved høy homogeniseringstemperatur (530 °C), rekrystallisering har forrang, og påfølgende utfellinger begrenser overdreven kornvekst, gir fine og jevne likeaksede kornstrukturer.

3.3 Reguleringseffekt av Fe/Si-utfellinger på teksturer

De viktigste legeringselementene til 8011 legering er Fe og Si. Rask avkjøling i støpevalsing gjør at en stor mengde Fe og Si overmettet i aluminiumsmatrisen.

Under homogenisering, Fe og Si utfelles for å danne dispergert \(FeAl_3) partikler:

1. \(FeAl_3) partikler kan raffinere rekrystalliserte korn, gjøre glødede mikrostrukturer tette og ensartede, og svekke materialanisotropi.
2. Under homogenisering kl 530 °C, Fe og Si utfelles tilstrekkelig. Dispergerte andrefasepartikler fremmer omkrystallisering in situ under mellomgløding. En del av kaldvalsingsdeformasjonsteksturen beholdes i denne prosessen, mens dannelsen av R-tekstur lettes og den overdrevne utviklingen av kubetekstur hemmes. Proporsjonene til de to rekrystalliseringsteksturene er balansert, redusere øret på ferdige produkter betydelig.

4 Konklusjoner

1. Økning av homogeniseringsglødingstemperaturen fra 480 °C til 530 °C muliggjør jevne og spredte legeringsutfellinger og forbedrer konsistensen til rekrystalliserte kornstørrelser. Kubeteksturen og R-teksturen generert etter mellomgløding motvirker gjensidig deformasjonsteksturen som dannes i den siste kaldvalsingen, bemerkelsesverdig redusere øreklokken på 8011 støpte valsede aluminiumsplater.
2. Etter full omkrystallisering er fullført via mellomgløding, prosessparametrene har begrenset innflytelse på ørefrekvensen. Homogenisering annealing prosess er kjernen avgjørende faktor som styrer earing rate av 8011 støpte valsede aluminiumsplater for flaskekorker.