1 研制过程
1.1 4343、3003、313合金的化学成分见表1
1.2 工艺流程
3003合金铸锭→铣面→表面处理(一面包覆4343厚板,一面包覆313厚板→加热→热轧→热卷取→冷轧→中间退火→冷轧(本文中称为冷作)→剪切→精整→检验→包装
1.3 芯层铸锭与包覆板厚度的确定
由于每面包覆率为4%~10%,根据计算确定芯层3003合金铸锭铣面后厚度为220mm,4343与313合金包覆板的厚度为18mm。
1.4 研制过程
包覆板的准备:将4343合金铸锭和313合金铸锭在双膛链式加热炉内加热,当4343合金达到400~450℃及313合金达到480~520℃时进行热轧,剪切后包覆板规格为(18±1。0)mmX1070mmX3800mm。
芯层铸锭的准备:经验收后的3003合金240mmX1070mmX3800mm的铸锭在铣床上铣面至(220±2)mm厚。
将表面处理后的包覆板与芯层铸锭用专用吊具叠合,装入双膛链式加热炉,金属温度400~450℃热轧,热轧终了厚度8。00mm,热卷取,切取试验用料,在二重可逆式轧机上冷轧制或留有不同冷作余量(35%~65%)的毛料,并将毛料在同一炉内进行完全再结晶退火,然后按不同冷加工率轧制(冷作)到成品厚度,并测试R、A%,找出生产H16状态464复合板材应控制的冷作加工率,确定合理的工艺参数。
2 研制结果及分析
2.1 热轧状态复合板性能与组织分析
在400~450℃热轧,终了温度为380℃,厚度8。6mm热轧复合板材的性能为:抗拉强度151~157N/mm²,伸长率16。5%~19。3%。热轧状态复合板的高倍及偏光组织见图1。
由图1a可知,热轧状态包覆层与芯层焊合良好,结合处未发现空洞、夹杂和裂缝等缺陷。试样经氧化上膜在偏光下观察,发现包覆层4343合金和313合金的再结晶程度高于芯体3003合金的。由于热轧板表层与中心层变形程度差别较大,包覆层313与芯体3003合金分辨较容易。
2.2 冷轧毛坯经中间退火后的组织
热轧板经冷轧轧制留有不同冷作余量(35%~65%)的毛料后,将毛料于同一炉进行400℃1h中间退火,经X-RAY检查,其组织为完全再结晶组织。
2.3 不同冷作加工率对复合板性能与组织的影响
退火后的毛坯,分别经40%,45%,50%,55%,65%的冷加工率(冷作)成成品厚度1。6mm,其性能与冷作加工率的关系曲线见图2。
由图2可以看出,抗拉强度随冷作加工率的增加而呈直线升高;伸长率则随加工率的增加呈降低趋势,但变化不显著,在3%~4。2%之间变化。不同冷作加工率对464复合板组织的影响见图3。
观察用不同加工率冷作后的复合板的偏光组织可以发现:随着冷作加工率的增加,板材的变形组织增加,原组织中的等轴晶粒被拉长,再结晶组织逐渐减少。当冷作加工率达到50%~55%时,复合板组织为加工组织和少量再结晶组织,此时板材性能:Rm为183~191N/mm²,A为3。62%~4。07%。
3 结论
464-H16铝合金1。6mm厚复合板生产工艺如下:
1、热轧3003铝合金铣面后的铸块,规格为:(220±2)mmX1070mmX3800mm;一面包覆4343铝合金板,另一面包覆313铝合金板,其规格为:(18±1。0)mmX1070mmX3800mm。
2、热轧温度400~450℃
3、中间退火制度400℃1h
4、冷作加工率控制在50%~55%。
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