Inverkan av glödgningsprocessen på öronfrekvensen av 8011 Gjutvalsad aluminiumlegering för kapsyler

Abstrakt

I denna tidning, 8011 gjutna valsade ämnen används för att tillverka aluminiumplåtar för kapsyler, och effekterna av homogeniseringsglödgning och mellanglödgningsprocesser på produktegenskaper undersöks.

Resultaten visar att aluminiumplåtar med kapsyl som uppfyller kundernas krav kan tillverkas av gjutvalsade ämnen genom att använda lämpliga homogeniseringsglödgningsprocesser.

Introduktion

På grund av de inneboende egenskaperna hos gjutvalsningsprocessen, gjutna valsade ämnen uppvisar uppenbar anisotropi, vilket begränsar deras användning i djupdragningsprodukter.

I detta arbete, en rimlig homogeniseringsglödgningsprocess används för att lindra sammansättningssegregering och anisotropi av 8011 gjutvalsade ämnen inducerade av gjutvalsningsprocessen och optimerar den interna mikrostrukturen.

Kombinerat med lämplig mellanglödgning och rimlig kallreduktion av den slutliga valsningen i efterföljande bearbetning, proportionerna mellan olika texturer i arken är balanserade, materialanisotropi reduceras, och aluminiumplåtar på flasklock som uppfyller kraven på djupdragning tillverkas framgångsrikt.

1 Experimentellt schema

1.1 Experimentellt material

Råvaran är 8011 gjutvalsad rulle med en initial ämnestjocklek på 6,0–6,5 mm, och målet för produktens färdiga tjocklek är 0.21 mm.

Kornstorleken på gjutna rullar ska nå Grade 1.

Kemisk sammansättning av 8011 Legering för kapsyler (massfraktion, %)

1.2 Experimentella procedurer

Med fasta kallvalsningspass, homogeniseringsglödgning och mellanglödgningstemperaturer ställs in som variabla parametrar. Den fullständiga processvägen är som följer:

Gjutvalsade ämne → kallvalsning till 3.8 mm → homogenisering glödgning → kallvalsning till 0.43 mm → mellanglödgning → kallvalsning till färdig tjocklek av 0.21 mm

Tre jämförande processscheman är utformade:

Schema 1: Homogenisering kl 480 °C för 4 h för 3.8 mm tjocka ämnen; mellanglödgning kl 360 °C för 2 h för 0.43 mm remsor

Schema 2: Homogenisering kl 480 °C för 4 h för 3.8 mm tjocka ämnen; mellanglödgning kl 280 °C för 2 h för 0.43 mm remsor

Schema 3: Homogenisering kl 530 °C för 4 h för 3.8 mm tjocka ämnen; mellanglödgning kl 320 °C för 2 h för 0.43 mm remsor

1.3 Testobjekt

Draghållfasthet \(R_m\), töjning A och öronningshastighet e för prover efter mellanglödgning och färdiga produkter testas i enlighet med nationella standarder.

Färdiga plåtar som produceras av de tre systemen levereras till kunder för koppdragningstest, och den optimala industriella produktionsprocessen bestäms baserat på praktisk stämplingsfeedback.

2 Experimentella resultat

2.1 Testresultat av mellanglödgning

Exemplar kallvalsade till 0.43 mm glödgas i en lådugn (sätts in i ugnen efter att den inställda temperaturen har uppnåtts, hålltid: 2–4 timmar) för att testa mekaniska egenskaper och öronegenskaper.

1. Inom temperaturområdet 230–250 °C, draghållfastheten sjunker kraftigt samtidigt som töjningen ökar markant, vilket indikerar att full omkristallisation sker i detta temperaturintervall. Dramatiska förändringar i öronbeteende äger rum under omkristallisering: efter glödgning kl 240 °C för 2 h, öronbildning sker främst längs 45°-riktningen med lätt 0°/90° öronning; när hålltiden förlängs till 4 h, öronningen skiftar helt till 0°/90°-riktningen.
2. Efter full omkristallisation, ytterligare ökande glödgningstemperatur orsakar ingen uppenbar förändring i öronfrekvens; när temperaturen överstiger 360 °C, töjningen av ark minskar tydligt. Därför, det lämpliga temperaturområdet för mellanglödgning är 250–360 °C.
3. Jämförelse av homogeniseringstemperaturer: Prover homogeniserade vid låg temperatur (480 °C) visar högre öronfrekvens och snabbare övergång av öronriktningar efter mellanliggande glödgning, medan proverna homogeniserades kl 530 °C uppvisar generellt lägre öronfrekvenser.

Faktiska egenskaper efter mellanglödgning

2.2 Egenskaper för färdiga produkter

Efter mellanglödgning, remsor kallvalsas till färdig tjocklek av 0.21 mm med en köldminskning på ca 51%.

De mekaniska och öronformiga uppgifterna för färdiga produkter listas enligt följande.

Egenskaper för färdiga produkter

Resultat från kundprov

Test slutsats: De färdiga produkterna av Scheme 1 och Schema 2 homogeniserad kl 480 °C har en öronfrekvens nära 10%, inte uppfyller kraven på djupdragning för kapsyler.

De färdiga produkterna av Scheme 3 homogeniserad kl 530 °C har en öronfrekvens på ca 5% utan stämplingssprickor, och har levererats till flera tillverkare av flaskkork i massproduktion.

3 Analys och diskussion

3.1 Korrelation mellan textur och öronfrekvens

Öronbeteendet hos aluminiumplåtar domineras av inre kristallstrukturer.

Kallvalsning ger deformationstexturer, vilket leder till 45° öronning vid koppdragning.

Efter glödgning av ark utsatta för stor kylreduktion, omkristallisationstexturer består huvudsakligen av kubtextur och R-textur.

• Kub textur: inducerar öronbildning längs 0°/90°-riktningarna;
• R konsistens: inducerar öronbildning längs 45°-riktningen.

Optimeringsidén för djupdragande aluminiumplåtar är att reglera proportionen mellan de två texturerna, kompensera öroneffekterna som induceras av olika texturer ömsesidigt, minska den totala öronfrekvensen och förbättra djupdragningsformbarheten.

3.2 Reglermekanism för homogeniseringstemperatur på gjuten valsad mikrostruktur

Den gjutna valsningen har hög underkylningsgrad och snabb kylning, vilket resulterar i ett stort antal icke-jämviktsmässiga andra faser och allvarlig segregering i fast lösning av Si- och Fe-element i aluminiummatrisen efter stelning.

Homogeniseringsglödgning främjar transformationen av icke-jämviktsfaser, utfällning av övermättade fasta lösningar och eliminering av sammansättningssegregering.

1. Metallografisk jämförelse (Figur 3 & Figur 4)
   • Homogenisering kl 530 °C: Intermetalliska föreningar är fina och likformigt dispergerade, och korn är typiska likaxliga korn.
   • Homogenisering kl 480 °C: Utfällda faser är grova, kornstorlekarna är ojämna, och lokala grova korn finns.
2. Konkurrens mellan utfällning och omkristallisering Vid låg homogeniseringstemperatur (480 °C), utfällning sker före omkristallisation. Utfällda partiklar stift dislokationer och hindrar kärnbildning av omkristallisation, bildar så småningom grova och ojämna omkristalliserade mikrostrukturer. Vid hög homogeniseringstemperatur (530 °C), omkristallisation har företräde, och efterföljande fällningar hämmar överdriven korntillväxt, ger fina och enhetliga likaxliga kornstrukturer.

3.3 Regleringseffekt av Fe/Si-utfällningar på texturer

De viktigaste legeringselementen i 8011 legering är Fe och Si. Snabb kylning vid gjutvalsning gör att en stor mängd Fe och Si övermättas i aluminiummatrisen.

Under homogenisering, Fe och Si fälls ut för att bilda dispergerade \(FeAl_3\) partiklar:

1. \(FeAl_3\) partiklar kan förfina omkristalliserade korn, göra glödgade mikrostrukturer täta och enhetliga, och försvagar materialanisotropi.
2. Under homogenisering kl 530 °C, Fe och Si fälls ut tillräckligt. Dispergerade andrafaspartiklar främjar omkristallisation in situ under mellanliggande glödgning. En del av kallvalsningsdeformationstexturen behålls i denna process, medan bildningen av R-textur underlättas och den överdrivna utvecklingen av kubtextur hämmas. Proportionerna av de två omkristallisationstexturerna är balanserade, avsevärt sänka öronfrekvensen för färdiga produkter.

4 Slutsatser

1. Ökning av homogeniseringsglödgningstemperaturen från 480 °C till 530 °C möjliggör enhetliga och dispergerade legeringsfällningar och förbättrar konsistensen hos omkristalliserade kornstorlekar. Kubtexturen och R-texturen som genereras efter mellanglödgning motverkar ömsesidigt den deformationstextur som bildas i det sista kallvalsningspasset, anmärkningsvärt sänka insättningsfrekvensen för 8011 gjutvalsade aluminiumplåtar.
2. Efter fullständig omkristallisering är fullbordad via mellanglödgning, dess processparametrar utövar begränsat inflytande på öronfrekvensen. Homogeniseringsglödgningsprocessen är den centrala avgörande faktorn som styr öronfrekvensen för 8011 gjutna aluminiumplåtar för kapsyler.