制备铝合金箔的方法和制得的制品技术

一种用铝硅－铁合金制备铝合金箔制品的方法，方法包括最好用双辊浇铸将合金浇铸成板，将合金冷轧至中间厚度，并对中间厚度材料进行再轧退火。然后将经再轧退火的材料冷轧至最终箔的厚度，然后进行最终再结晶退火。铝合金具有控制量的硅和铁，使得硅含量等于或大于铁含量，且再轧退火温度为８００°Ｆ（４２７℃）或更低。控制硅和铁的含量和较低再轧退火温度的组合可以获得晶粒度更细、伸长率更高的改进的箔制品，也减少了生产成本。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及制备铝合金箔的方法和用该方法制得的箔制品，更具体地，涉及一种利用铝合金化学组成上的方法，从而可采用较低再轧退火温度和较低浇铸厚度，同时改善箔的性能。
技术介绍
在已有技术中，一种用来制备箔制品的铝合金是AA8111。该合金的注册组成(重量百分数)范围是0.30-1.1％的Si、0.40-1.0％的Fe、最高含量为0.10％的Cu、最高含量为0.10％的Mn、最高含量为0.05％的Mg、最高含量为0.20％的Cr、最高含量为0.10％的Zn、最高含量为0.08％的Ti、最高含量为0.05％的每种未列出的元素、最高含量为0.15％的未列出元素总量、和其余量为Al。在较佳的化学组成中，铁含量保持高于硅含量。在制备箔的方法中，将铝合金双辊连续浇铸至厚度约为0.400英寸(10mm)。然后将浇铸板冷轧至中间厚度，通常约为0.045英寸(1.14mm)，在850°F(454℃)下进行再轧退火，然后冷轧至最终箔厚度约为0.005-0.0020英寸(13-50μm)。然后箔在550°F(288℃)下进行最终退火处理。制备铝箔制品中的一个主要目的是获得细的再结晶粒度。由于在箔制品中获得了细的粒度，箔就用Hall-Petch晶粒强化方法获得强化。此外，由于单位箔截面上的晶粒数增加，延性也得到改善。和所有箔生产操作一样，希望能够提高生产能力，并减少操作费用。实现这些目的的一种方法是，通过浇铸厚度更薄的板来提高浇铸设备的产量，浇铸更薄的板也减少了实现最终箔厚度所需的冷轧厚度减小量。以更薄的浇铸厚度来浇铸AA8111合金和目前所用的再轧退火温度有一个问题，即在最终箔制品中不能获得细的晶粒度。认为这是由于再轧退火期间存在的组成物颗粒没有所需的大小、密度或颗粒间隙来为新的晶粒生长提供所需的成核位置。虽然以更薄厚度进行浇铸和在850°F(454℃)下进行再轧退火的AA8111中缺少细粒度的缺点可以只靠升高再轧退火温度来克服，但是这种方案直接违背了以较低操作费用来制备箔制品的目的。因此，需要提供一种方法来制备铝箔制品，该方法中浇铸设备产量较大，即浇铸板的厚度较薄，操作费用较低。本专利技术通过采用硅含量大于或等于铁含量的AA8111型合金来克服这些问题。这种铝合金能浇铸成更薄的厚度，而且非常令人惊奇的是，它能在低于已有加工技术的再轧退火温度下进行再轧退火，来制得性能改善的箔制品。专利技术概述因此，本专利技术第一个目的是提供一种改善的铝合金箔制品的制备方法。本专利技术的另一个目的是采用比目前已有技术采用的厚度更薄的板和更低的再轧退火温度来制备铝合金箔制品。本专利技术还有一个目的是提供一种铝合金箔制品，该箔制品比已有技术箔制品具有改善的性能，表现在有更细的粒度和更佳的伸长率。本专利技术的其它目的和优点可从下述描述中明显看出。为满足本专利技术的前述目的和优点，本专利技术对制备铝合金箔及制品的已有方法作了改进，已有方法是将AA8111合金双辊浇铸成规定厚度的浇铸板，将浇铸板冷轧成中间厚度的板条，在850°F(454℃)下对该中间厚度的板条进行一定时间的再轧退火，将中间厚度的板条最终冷轧成箔，然后对箔进行最终再结晶退火处理，从而制得铝合金箔。根据本专利技术，铝合金中硅和铁的含量是控制的，硅含量等于或大于铁含量，而且再轧退火温度限制在最高为825°F(441℃)。更佳的是，铁和硅的含量在0.55-0.75％(重量)范围内，控制硅含量约比铁含量高0.05％(重量)。本专利技术的加工方法制得一种铝合金箔制品，与用常规方法加工制得的AA8111箔制品相比，该制品的晶粒度更细，伸长率更高。本专利技术的硅含量大于或等于铁含量的箔制品使得箔中的组成物大小大于已有技术AA8111箔制品中的组成物大小。这种较大的组成物大小为最终厚度的箔提供了更细的晶粒度。更佳的是，铝合金用双辊浇铸至板厚度约为0.240英寸(6mm)或更薄，以提高箔生产率。即使箔生产率有了提高，最终厚度的箔制品还是能表现出可接受的箔性能。附图简述现在参照本专利技术说明书的唯一附图，该图显示了本专利技术方法一个实例的流程示意图。较佳实例描述与从AA8111合金制备铝合金箔的已有方法相比，本专利技术的方法提供了两个方面的优点。首先，如下文详细描述的那样，AA8111以低于目前所用厚度(即0.400英寸(10mm))进行浇铸并不有助于节约费用。由于合金的化学组成，当这些合金以较薄的厚度进行浇铸时，会使最终厚度的箔性能有所降低。当以较薄的厚度进行浇铸时，要改善最终箔性能就要采用经济上不利的加工方法，因为在这种加工方法中再轧退火必须在显著高的温度下进行。非常令人惊奇的是，本专利技术的加工方法不仅可以浇铸成厚度较薄的材料，而且还提供了经济上的优点，因为在低于目前常规加工方法中所用的再轧退火温度下就能获得可以接受的箔性能。如上所述，当用常规方法从浇铸板加工制得时，AA8111合金以小于常规的厚度(即0.400英寸(10mm))进行浇铸是不利的。下列试验证明，当具有常规化学组成的AA8111合金以0.240英寸(6mm)的厚度进行浇铸时，最终厚度的箔的性能不能满足要求。在该试验中，将材料(如表1所示)双辊浇铸至厚度为0.240英寸(6mm)和0.400英寸(10mm)。然后将试样直接冷轧至0.045英寸(1.14mm)。将经冷轧的材料切成6段，并在三个不同温度(850-950°F(454-510℃))下再轧退火6小时，加热和冷却速度为75°F(42℃)/小时。然后将试样从0.045英寸(1.14mm)再轧至最终相当薄的箔厚度，然后在550°F(288℃)下以75°F(42℃)/小时的加热和冷却速度进行最终退火处理2小时。对6段箔材料的显微结构进行评价，结果揭示了厚度为0.400英寸(10mm)的材料的晶粒度比厚度为0.240英寸(6mm)材料的晶粒度小，不论再轧退火温度如何。更具体地是，厚度为0.240英寸(6mm)的材料的ASTM晶粒度为5-5.5。厚度为0.400英寸(10mm)材料的ASTM晶粒度为6-6.5。这些结果表明，当以更薄的厚度进行浇铸，并根据常规再轧退火、冷轧和最终退火方法进行加工时，AA8111不能获得适用于箔材料的晶粒度。认为，对于相同的浇铸设备产量，厚度为0.240英寸(6mm)材料的固化速度比厚度为0.400英寸(10mm)材料的固化速度快。由于固化速度较快，有更多的铁/硅组分留在固溶体中而不会引起位错(key dislocation)，这样在最终箔厚度的产品中不能获得细的晶粒度。现在参照唯一的附图，它描述了本专利技术方法的典型加工工序。将铝合金熔化，并用常规的方法双辊浇铸至厚度为0.240英寸(6mm)。当然，任何已知的连续浇铸方法可用于本专利技术。下面将更详细地描述合金的化学组成。然后将浇铸板冷轧至中间厚度(0.010-0.045英寸(0.25-1.14mm))，然后以75°F(42℃)/小时的加热和冷却速度，在750-825°F(339-441℃)之间进行再轧退火6小时。然后将再轧退火后的板条最终冷轧成箔的厚度，并在550°F(288℃)下进行最后再结晶退火2小时。这种加工方法提供了厚度约为0.0005-0.0020英寸(13-50μm)的改善的箔制品。在一个实例中，厚度在约0.0006-0.0007英寸(15-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备铝合金箔制品的方法，方法包括下列步骤，将合金浇铸成有规定厚度的浇铸板，合金基本上由０．３０－１．１％重量的Ｓｉ、０．４０－１．０％重量的Ｆｅ、最高含量为０．１０％重量的Ｃｕ、最高含量为０．１０％重量的Ｍｎ、最高含量为０．０５％重量的Ｍｇ、最高含量为０．０５％重量的Ｃｒ、最高含量为０．１０％重量的Ｚｎ、最高含量为０．０８％重量的Ｔｉ、其余量的Ａｌ和不可避免的杂质组成；将浇铸板冷轧成中间厚度的板条，在８５０°Ｆ即４５４℃下对中间厚度的板条进行一定时间的再轧退火；将中间厚度板条最后冷轧成箔；最后对箔进行再结晶退火制成箔制品；其改进之处包括控制合金中硅和铁的含量使得硅含量等于或大于铁含量，并在最高温度为８２５°Ｆ即４４１℃下对中间厚度片材进行所述时间的再轧退火。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BR沃德，RE休斯，JP马丁，
申请(专利权)人：雷诺兹金属公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]