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2016-08-12 16:32 来源于:有色手艺与装备信息网
导读:扼要论述了5052合金不变化处置的机理,并从冷加工率、退火温度、退火工夫几个方面肯定了5052-H32产物的生产工艺轨制。开端考证了5052合金拉伸应变硬化指数(n值)。...
 5052-H32合金产物生产工艺研讨
 李跃民 刘延纲
万基近代集团有限 河南省 洛阳市 新安县471800金沙js5com
 
择要:  扼要论述了5052合金不变化处置的机理,并从冷加工率、退火温度、退火工夫几个方面肯定了5052-H32产物的生产工艺轨制。开端考证了5052合金拉伸应变硬化指数(n值)。
关键词:  Al-Mg合金;不变化;冷加工率;退火温度;退火工夫
 
Abstract:This thesis briefly elaborates the principle of alloy 5052 stabilization treatment, defines the production processing of 5052 H32 products in the aspects of cold working rate, annealing temperature and annealing time, and preliminarily verifies the Tensile Strain-Hardening Exponents (n-values) of alloy 5052.
Keywords: Al-Mg Alloy; Stabilization; Cold Working Rate; Annealing Temperature; Annealing Time.
 
        近年来,电子、家电、IT业的迅猛开展,给铝加工产物带来了宏大的市场需求。5052合金以其优良的耐蚀性,可焊性,中等强度和优良的深冲机能,在电子行业获得普遍使用。但是以传统工艺消费的5052H12产物,在持久退役或寄存历程中会发生力学性能降落以至发生应力腐化。[1]而5052H22产物的屈从强度又不能满意利用要求。针对Al-Mg合金这一特性,急需研制出一套新的生产工艺,以消弭5052合金内涵的构造缺点,得到机能长效不变的5052产物,满意市场需求。
本次实验以半持续锻造5052扁锭为质料,经“1+4”热轧机热轧至3.0mm,再冷轧至0.8mm废品,颠末恰当的热处理工艺,终极肯定满意利用要求的5052-H32生产工艺轨制。  
 
1  实验质料 
1.1  化学成分(表1)
表1   5052合金化学成分要求
Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn 其它 Al
单个 合计
0.16 0.35 0.10 0.10 2.5-2.7 0.15-0.25 0.05 0.05 0.15 余量
 
1.2  消费工艺流程

        熔炼→锻造→锯铣→铸锭加热→热轧(3.0mm)→冷轧→(中央退火)→冷轧 (0.8mm)→不变化处置→精整→包装交货
 
1.3  试样制备
        取差别厚度的冷轧5052卷材,切取适当的条形试样,在试验室条件下按划定的温度和工夫停止热处理,在电子拉伸实验机上检测力学性能。

1.4  实验目标值
接纳GB/T 3880.2-2012尺度:
        Rm:220-240MPa,  Rp0.2 ≥155MPa,  A ≥6%。
        外表亮光干净。 
 
2  实验计划
2.1   研讨应变与变形应力的干系,不变化退火前冷变形水平的挑选
        5052合金具有较高的加工硬化率,经由过程实验差别的冷加工率对应的强度,可探索出质料的应变应化指数(n值)[2],进而探索出合适H32形态的冷变形水平。实验制定的冷加工率别离为10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%。 
 
2.2   不变化退火温度的挑选 
        冷变形后的5052合金,因为构造中存在大量位错和较高的应变能,使其机能很不不变。在室温下持久寄存,会自觉发生与内能降落相适应的构造和机能变革。以是需求对其停止高温不变化处置,以促使复兴阶段的合金构造中较高的自由能获得开释,低落位错密度以及Mg在α(Al)基体中的过饱和度,使合金机能到达不变。同时又要制止因不变化水平太高惹起的复兴水平增长,使强度降落。实验数据表白,Mg含量在2.5%阁下的5052合金,在50%变形水平下对应的再结晶温度约为265℃。不变化温度普通在130-180℃之间挑选。本次实验挑选的不变化退火温度为130℃/4h、150℃/4h、180℃/4h。
 
2.3   不变化退火工夫的挑选 
        为包管Mg在α(Al)中的过饱和固溶体充实合成,同时为低落位错密度,使组织性能到达持久不变,需求对质料供给充实的不变化工夫。但思索大消费条件下的配备才能和可操作性,制定的不变化工夫是4小时和16小时。因为铝合金在高温复兴阶段,延长率的变革要滞后于强度变革,以是挑选延长率的变革作为评价不变化工夫对不变化结果影响的根据。
 
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3.1   冷加工率与质料组织性能的干系
        别离颠末10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%的冷加工率变形后,质料表现出较着的加工硬化,试验室条件下测得抗拉强度(Rm)、屈从强度(Rp0.2)、延长率(A%)成果如表2所示。 
 
        表2  5052合金在差别冷加工率条件下的力学性能
冷加工率 Rm/(N·mm-2) Rp0.2(N·mm-2) A/%
10% 218 188 11
20% 246 220 8-9
30% 265 250 6-7
40% 283 268 5-6
50% 297 283 5
60% 312 295 4-5
70% 320 305 4-5
 
根据表2中的机能数据,扼要绘制出5052合金的加工硬化曲线,如图1。
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图1:5052合金加工硬化曲线
 
        按照曲线可知,当冷加工率在10%-50%时,质料的加工硬化率靠近线性,据此可求出10-50%时5052合金的应变硬化指数(n值)。  

        当冷加工率到达60%时,质料的抗拉强度已到达300MPa以上,根本靠近完整软化形态。
实验成果显现,当冷加工率到达60%以上时,质料的变形抗力已到达300MPa以上。

        为实现Rm 220-240MPa的目的强度,不变化退火前的质料强度应选在235-255MPa,对应的冷加工率应为17-20%。 
 
3.2  不变化温度与材料力学机能的干系 
        在试验室条件下,经130℃/4h  150℃/4h  180℃/4h不变化处置的试样力学性能如表3所示。

        表3  质料经不变化处置(保温4h)后的力学性能
不变化
工艺轨制
Rm/(N·mm-2) Rp0.2/(N·mm-2) A/%
130℃/4h 235 165 10-12
150℃/4h 232 165 11-12
180℃/4h 230 160 12-13
 
        表3数据显现,别离在130℃,150℃,180℃三个温度保温4h,质料的抗拉强度变革水平相差不大,延长率略有差别,三者均能满意H32的目标要求,但思索5052合金特性及退火炉的高温稳定性,以是挑选150℃作为不变化温度。

        值得留意的是,因为5052合金中Mg含量相对较高,在较高的复兴温度下,曾经在晶界上析出的β相会向α(Al)固溶体中反消融,使α(Al)中的饱和度降低,低落不变化结果。同时太高的不变化温度会形成复兴水平增长,从而丧失质料的强度。 

        按照临界变形实际,质料在较小的冷变形量(5-20%)状况下,变形不均匀性很大,由此形成的畸变能差较大。而这类畸变能差成为晶界迁徙和晶粒非常长大的潜伏机制。另一方面,因为较小的冷变形量,使部分晶粒构成的位向差很小,晶界迁徙的阻力很小,一旦有外界动力引发,很容易启动晶粒非常长大机制,进而构成粗晶构造,使质料的构造和力学性能恶化。以是恰当低落不变化温度也可有用制止粗晶构造的构成。 

        冷轧产物在退火历程中,极易构成黄油斑缺点,低落产物的品格。研讨表白:铝板外表大多残余轧制油,这些残油在不充分熄灭的状况下会在铝板外表烧结,构成黄油斑,不变化温度挑选在150℃,避开了轧制油的烧结温度(220℃-280℃),在一定程度上抑止了外表黄油斑的构成。
 
3.3   不变化工夫与材料力学机能的干系 
           表4   150℃保温4h和16h条件下的力学性能
不变化工艺 Rm/(N·mm-2) Rp0.2/(N·mm-2) A/%
150℃/4h 232 165 11-12
150℃/16h 230 160 15-17
 
        数据显现:颠末16h保温,质料的抗拉强度变革不大,但A%有较较着提拔。阐明耽误不变化工夫有助于α(Al)过饱和固熔体的充实合成,进而得到更不变的构造和力学性能,改进不变化结果。思索大消费条件下的消费服从,制定不变化保温工夫为8-12h,并接纳差温加热方法以提高消费服从。
 
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        根据上述工艺轨制,我们已经构造消费过二批次约200吨5052-H32产物,力学性能完整到达目标要求,可以满意用户冲压要求。外表无黄油斑。
 
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        5052-H32产物不变化退火前的冷加工率需掌握在17-20%,不变化退火轨制需掌握在150℃/8-12h。高温不变化的生产工艺可有用制止铝板外表黄油斑的发生。
 
 
参考文献
        [1]王祝堂,田荣璋.铝合金及其加工手册(第二版).中南大学出版社,2000,p158
        [2]王祝堂 田荣璋,铝合金及其加工手册(第二版),中南大学出版社,2000,p70

(编纂:中冶有色手艺网)

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