464-H16铝合金复合板研制
来源:中国铝材信息网 发布时间:2006/10/8 10:17:15
 464铝合金复合板是制造汽车水箱用的材料,以3003铝合金为芯板,一面包覆313Al-Cu-Mn-Zn系铝合金、另一包覆4343铝合金,即4343/3003/(包覆板/芯板/包覆板),每面的包覆率为4%~10%。其中,3003合金为复合材料的主体,起支撑作用;4043合金为钎接层;313合金为耐蚀层。对464合金复合板材轧制的冷加工率进行了研究,制定了464-H16铝合金1。6mmX1000mmX2000mm规格板材的生产工艺参数。

  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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