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冷轧工艺对1050H19空调箔微观结构及深冲性能的影响

来源期刊:中国有色金属学报2005年第12期

论文作者:吉泽升 王涛 胡茂良 Yanagimoto Jun Sigiyama Sumio

文章页码:1896 - 1902

关键词:1050H19铝箔; 微观结构; 织构; 冷轧工艺; 深冲性能

Key words:1050H19 aluminium foils; microstructure; texture;cold rolling-process; deep-drawing property

摘    要:考察了不同冷轧工艺生产的1050H19电站用空调箔的性能, 并结合X射线织构分析和透射电镜微观结构分析结果, 讨论了织构及微观结构对深冲性能的影响。 结果表明: 4种工艺中试样的变形织构均属于典型的Cu型织构, 不存在再结晶的R织构和立方织构组分, 主要织构组分仍为Cu织构, 但取向密度不同, 易开裂者Cu织构的取向密度值达160, 织构较强, 并含有较难变形的织构组分P织构和戈斯织构。 经分析可知,由于减少道次压下率和实施中间停留, 使得铝箔消除了较难变形的织构组分, 减小了Cu取向织构的取向密度, 宏观上表现为深冲开裂倾向的减小,从而改善了铝箔的深冲性能。

Abstract: The property of 1050H19 aluminum foils used in the air-conditioner of electric station by cold rolling-process was studied. Combining with X-ray goniometer and TEM microstructure analysis, the effects of textures and microstructures on deep-drawing properties were discussed. The results show that deforming textures in the specimens using four cold rolling-processes were all typical Cu components, and recrystallized R-texture and Cube-texture do not exist. Cu-texture is still the predominant component but has different orientation densities. The orientation densities of Cu-texture in the specimens being prone to crack can reach 160 and the textures are high, and the samples contain difficult deforming P-texture and Gross-texture. The analysis indicates that with decreasing rate of reduction/rolling-press and the execution of intermediate holding, difficult deforming textures are eliminated, and orientation density of Cu-texture is weakened. Thus, deep-drawing cracking tendency of aluminium foils decreases macroscopically and deep-drawing properties are improved.



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文章编号: 1004-0609(2005)12-1896-07

冷轧工艺对1050H19空调箔微观结构及深冲性能的影响

吉泽升1, 3, 王 涛2, 胡茂良1, Yanagimoto Jun3, Sigiyama Sumio3

(1. 哈尔滨理工大学 材料科学与工程学院, 哈尔滨 150040;

2. 东北轻合金有限责任公司, 哈尔滨 150060;

3. 东京大学 生产技术研究所, 东京 153-8505)

摘 要: 考察了不同冷轧工艺生产的1050H19电站用空调箔的性能, 并结合X射线织构分析和透射电镜微观结构分析结果, 讨论了织构及微观结构对深冲性能的影响。 结果表明: 4种工艺中试样的变形织构均属于典型的Cu型织构, 不存在再结晶的R织构和立方织构组分, 主要织构组分仍为Cu织构, 但取向密度不同, 易开裂者Cu织构的取向密度值达160, 织构较强, 并含有较难变形的织构组分P织构和戈斯织构。 经分析可知, 由于减少道次压下率和实施中间停留, 使得铝箔消除了较难变形的织构组分, 减小了Cu取向织构的取向密度, 宏观上表现为深冲开裂倾向的减小, 从而改善了铝箔的深冲性能。

关键词: 1050H19铝箔; 微观结构; 织构; 冷轧工艺; 深冲性能 中图分类号: TG113.26

文献标识码: A

Effect of cold rolling-process on microstructure and deep-drawing

property of 1050H19 aluminum foils used in air-conditioner

JI Ze-sheng1, 3, WANG Tao2, HU Mao-liang1

Yanagimoto Jun3, Sigiyama Sumio3

(1. Department of Materials Science and Engineering,

Harbin University of Science and Technology, Harbin 150040, China;

2. North-east Light Alloy Co. Ltd., Harbin 150060, China;

3. Institute of Industry Science, The University of Tokyo, Tokyo 153-8505, Japan)

Abstract: The property of 1050H19 aluminum foils used in the air-conditioner of electric station by cold rolling-process was studied. Combining with X-ray goniometer and TEM microstructure analysis, the effects of textures and microstructures on deep-drawing properties were discussed. The results show that deforming textures in the specimens using four cold rolling-processes were all typical Cu components, and recrystallized R-texture and Cube-texture do not exist. Cu-texture is still the predominant component but has different orientation densities. The orientation densities of Cu-texture in the specimens being prone to crack can reach 160 and the textures are high, and the samples contain difficult deforming P-texture and Gross-texture. The analysis indicates that with decreasing rate of reduction/rolling-press and the execution of intermediate holding, difficult deforming textures are eliminated, and orientation density of Cu-texture is weakened. Thus, deep-drawing cracking tendency of aluminium foils decreases macroscopically and deep-drawing properties are improved.

Key words: 1050H19 aluminium foils; microstructure; texture; cold rolling-process; deep-drawing property

许多材料工作者从各方面对铝箔、 铝板的性能进行了研究[1-4], 在影响铝箔性能的诸多因素中, 除成分、 铁硅比、 晶粒度外, 轧制工艺和时效工艺也是影响铝箔深冲性能的主要因素[5-10]。 已有研究者开始采用极图、 取向分布函数(ODF)研究薄铝箔的深冲性能[11-16], 如电容器箔[17]、 室用空调箔等[18]都是厚度小于0.2mm的薄箔, 而讨论织构对1050H19厚箔深冲性能的影响未见报道, 本文作者通过对不同冷轧工艺生产的1050H19厚度为0.3mm电站用空调箔进行性能检测和织构测量, 并结合透射电镜分析结果, 讨论了生产工艺对织构及亚结构的影响规律以及最终改善深冲性能的机理, 并给出了最佳工艺参数。

1 实验

1050工业纯铝其化学成分列于表1。 铸锭先均匀化处理后, 在双膛链式加热炉加热12~14h, 使金属温度达到480~520℃, 经四重可逆式热轧机轧制到9.0mm厚的热轧卷, 然后在意大利MINO公司生产的四辊可逆式冷轧机上采用不同变形程度, 不同道次加工率及不同的冷轧制工艺, 分别冷轧至0.3mm, 然后进行深冲实验。 深冲性能考核结合生产完成, 冲成d18mm的通孔, 翻边高度1.9mm, 以其边缘不出现裂口为合格。

表1 1050纯铝的化学成分

Table 1 Composition of pure 1050 aluminium (mass fraction, %)

采用荷兰Philips公司制造的CM-12型透射电镜(TEM)观察位错及亚结构的形态和分布。 TEM分析薄膜样品的最终减薄方式为: 对于较厚的样品先用线切割方法割取0.5~0.8mm厚的薄片, 然后用500#~1000#砂纸磨至50~80μm厚, 薄膜试样采用双喷电解减薄, 电解液为30%HNO3+70%CH3OH(体积分数), 电压为10V, 电流为200mA。 织构的测定在Philips公司制造带织构附件的XpertMRD衍射仪上进行, Cu Kα辐射, 40kV, 40mA, 具有平行光束的Lens反射镜, 正比计数管测量。

2 结果与分析

2.1 力学性能

深冲过程为一连续过程, 如图1所示, 各工序所得实物照片如图2所示。

图1 深冲过程示意图

Fig.1 Schematic of deep-drawing process

图2 各工序所得实物照片

Fig.2 Practicality photo adopting different procedures

各试样的生产工艺及性能列于表2, 4种工艺所生产空调箔深冲实验的实物照片如图3所示。 从表2和图3中可看出, A工艺出现较多开裂, B工艺则没有开裂, C工艺仍然开裂较多, D工艺有所改善, 开裂倾向较小。 B和D两种试样的道次压下率较小, 且在轧至0.55mm厚时停留24h。 对于A和C试样, 道次压下量较大, 深冲性能差, 但C试样在轧制到1.4mm时, 经一次中间退火, 深冲性能仍然没有改善。 这是由于织构是在冷变形过程中形成的, 虽然经过一次中间退火, 但并不能消除织构和各向异性[19], 且因而后的道次压下率仍然较大, 使材料产生了新的较大变形。 由此可见, 道次压下量是一个关键控制因素, 其次是中间停留。 如表2所示, 不同工艺最终成品铝带沿与轧制方向成0°, 45°, 90°方向的力学性能指标不同, 比较各方向的力学性能值可见, 垂直于轧向的强度值大于其他方向的值; 延伸率则是平行于轧向的最大, 90°和45°方向上的值大体一样。 而4种试样其σb、 σ0.2及δ均无大的差异, 可是其深冲性能却有不同, 由此认为是亚结构和织构在起作用[11]

表2 4种工艺生产的试样及其沿不同轧制方向的力学性能

Table 2 Four specimens by different technologies and

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