含低熔点相铝合金板材的成型工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种含低熔点相铝合金板材的成型工艺，包括以下步骤：（１）铸锭冷轧；（２）二级中间退火工艺再冷轧；（３）中间退火再冷轧；（４）板材矫平及精整。本发明专利技术是一种既能消除每道次冷轧后铝合金板材的内应力和加工硬化，又能使低熔点相不过烧的含低熔点相铝合金板材的成型工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含低熔点相铝合金板材的成型工艺，属于材料加工工程中板材加工制备

技术介绍
铝合金中添加的低熔点合金元素，如In、Ga、Hg、Sn等，在铝中固溶度很低，因此在 铝合金晶界形成了低熔点相。含有此低熔点相的铝合金具有很好的电化学性能，是应用广 泛的化学电源材料。铝汞系列合金可用于海水激活动力电池，该电池可用于海洋资源开发 和海防，如海上探测仪器、水下无人潜航器、水下武器装备等；铝锡镓系列合金与过氧化氢 组成的半燃料电池具有比能量高、放电电压稳定、存储寿命长、使用安全、无生态污染以及 机械充电时间短等突出优点，已用作水下无人运载器、水下导航、通讯和数据采集等电子仪 器以及油气开采设备的电源；铝铟系列合金制备的空气电池是继镍氢电池和锂离子电池后 电池技术的一次巨大的进步，美国的ELECH公司、加拿大的ALCAN公司、日本的松下公司、南 斯拉夫、以色列研制的铝-空气电池在电动汽车、照明电源、通讯设备及海底作业车方面得 到了应用。铝镓系列合金是很好的氢能源发生器，能克服目前普遍存在的氢储存和运输两 大障碍，加速环保型能源的发展和应用。 由于以上应用低熔点相铝合金的化学电源需要厚度小于0. 3mm的铝合金板材，因 此此种铝合金板材的成型技术成为开发重点。制备的困难在于热轧时低熔点相易熔化而 使铝板热裂，冷轧时铝板存在加工硬化，不合理的道次加工率和中间退火工艺极易使板材 发生过烧，影响进一步轧制，难以制备O. 3mm以下厚度的板材。需要一种新型的成型工艺既 消除每道次冷轧后铝合金板材的内应力和加工硬化，又使低熔点相不过烧，突破国内含低 熔点相铝合金板材生产和扩大应用的瓶颈，满足市场需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种既能消除每道次冷轧后铝合金板材的内应力和加工硬化，又能使低熔点相不过烧的含低熔点相铝合金板材的成型工艺。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供的含低熔点相铝合金板材的成型工艺，包括以下步骤 (1)、铸锭冷轧将将铁模水冷的厚度为18-20mm的锭坯多道次冷轧至ll_12mm，冷轧总变形量达 到30% _50%，使铸态组织转变为变形组织； (2)、二级中间退火工艺再冷轧 将冷轧后具有变形组织的板坯进行二级中间退火，先快速升温至150-200°C ，保温 0. 5-1. 5h，然后升温至350-400°C，保温0. 5_lh，取出后流动空气冷却，退火使合金元素扩散均匀，并消除板材的方向性，减少第二相被拉长的趋势，然后将铝阳极板材多道次冷轧到 1.8mm，每道次压下量为8-12%，板材不开裂，而且晶粒细小，保证了良好的力学、耐腐蚀以及电化学性能。此工艺的关键在于退火温度、时间以及每道次变形量的控制。 (3)、中间退火再冷轧 对板材快速升温至150-20(TC，保温2-4h，取出后流动空气冷却，将中间退火的板 材多道次冷轧到0. lmm，并保证板材表面光洁度，冷轧板材每道次压下量为4-6%。此工艺 的关键在于每道次变形量的控制。 (4)、板材矫平及精整 将冷轧后的薄板进行矫平和精整，保证尺寸精度。 采用上述技术方案的含低熔点相铝合金板材的成型工艺，在制备方面的特点是1) 将铁模水冷的厚度为18-20mm的锭坯多道次冷轧至ll_12mm，总变形量达到30% -50%;2) 对已加工硬化的板材采取二级中间退火工艺，先快速升温至150-20(TC，保温0. 5-1. 5h， 然后升温至350-40(TC，保温0. 5-lh，取出后流动空气冷却，以此消除板材的方向性，减少 第二相被拉长的趋势并使合金元素扩散均匀。然后将铝阳极板材多道次冷轧到1. 8mm，每道 次变形量控制在10%，使板材不开裂，而且晶粒细小，保证其良好的力学、耐腐蚀以及电化 学性能；3)对板材快速升温至150-20(TC，保温2-4h，取出后流动空气冷却，将中间退火的 板材冷轧到O. lmm，每道次变形量控制在5X，并保证板材表面光洁度；4)矫平及精整，保证 尺寸精度。 本专利技术的优点和积极效果 本专利技术提供的成型工艺，制备规格为0. lmmX500mmX500mm，厚度公差为±0.01 的含低熔点相铝合金板材，该板材晶粒细小，组织均匀，缺陷少，力学、耐腐蚀以及电化学性 能均得到提高。此成型工艺能使高电化学活性的铝合金板在化学电源领域得到广泛的应 用，提升中国铝能源材料的国际竞争力。 综上所述，本专利技术是一种既能消除每道次冷轧后铝合金板材的内应力和加工硬 化，又能使低熔点相不过烧的含低熔点相铝合金板材的成型工艺。 本专利技术的成型工艺不仅适用于含低熔点相铝合金板材的成型，在含低熔点相的其 他合金，如铜、镁、锡合金板材制备领域也有良好的应用前景。附图说明 图1为本专利技术的含低熔点相铝合金板材的成型工艺流程图； 图2为成型前铝合金中的低熔点相； 图3为本专利技术制备的含低熔点相铝合金板材的一种显微组织； 图4为本专利技术制备的含低熔点相铝合金板材的另一种显微组织。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。 本专利技术的成型工艺生产的含低熔点相铝合金板材通过铁模水冷铸锭冷轧，均匀化 退火再冷轧、中间退火再冷轧、矫平和精整而成，铝合金板材的厚度可以根据电池型号选 取，最小厚度可达O. lmm。 实施例1 : 参见图1 、图2、图3和图4，含低熔点相的铝合金板材是在铁模水冷的铸锭上冷轧，再在中间退火的基础上，通过下列实施步骤完成。 (1)铸锭冷轧 将将铁模水冷的厚度为18-20mm的锭坯多道次冷轧至ll_12mm，冷轧总变形量达 到30% _50%，使铸态组织完全转变为变形组织。 (2) 二级中间退火工艺再冷轧 将冷轧后具有变形组织的板坯进行二级中间退火，先快速升温至20(TC，保温 0. 5h，然后升温至40(TC，保温0. 5h，取出后流动空气冷却，退火使合金元素扩散均匀，并消 除板材的方向性，减少第二相被拉长的趋势。然后将铝阳极板材多道次冷轧到1.8mm，每道 次变形量控制在10%，板材不开裂，而且晶粒细小，保证了良好的力学、耐腐蚀以及电化学 性能。此工艺的关键在于退火温度、时间以及每道次变形量的控制。 (3)中间退火再冷轧工艺 对板材快速升温至20(TC，保温2h，取出后流动空气冷却，将中间退火的板材多道 次冷轧到O. lmm，并保证板材表面光洁度，冷轧板材每道次压下量为5%。此工艺的关键在 于退火温度、时间以及每道次变形量的控制。 (4)板材矫平及精整 将冷轧后的板材进行矫平和精整，使板材规格为0. lmmX 500mmX 500mm，厚度公差 ±0. 01。 本实施例未述部分与现有技术相同。 实施例2 : 参见图l，含低熔点相的铝合金板材是在铁模水冷的铸锭上冷轧，再在中间退火的 基础上，通过下列实施步骤完成。 (1)铸锭冷轧 将将铁模水冷的厚度为18-20mm的锭坯多道次冷轧至ll_12mm，冷轧总变形量达 到30% _50%，使铸态组织完全转变为变形组织。 (2) 二级中间退火工艺再冷轧 将冷轧后具有变形组织的板坯进行二级中间退火，先快速升温至18(TC，保温 l.Oh，然后升温至38(TC，保温lh，取出后流动空气冷却，退火使合金元素扩散均匀，并消除 板材的方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含低熔点相铝合金板材的成型工艺，其特征是：包括以下步骤：（１）、铸锭冷轧将将铁模水冷的厚度为１８－２０ｍｍ的锭坯多道次冷轧至１１－１２ｍｍ，冷轧总变形量达到３０％－５０％，使铸态组织转变为变形组织；（２）、二级中间退火工艺再冷轧将冷轧后具有变形组织的板坯进行二级中间退火，先快速升温至１５０－２００℃，保温０．５－１．５ｈ，然后升温至３５０－４００℃，保温０．５－１ｈ，取出后流动空气冷却，退火使合金元素扩散均匀，并消除板材的方向性，减少第二相被拉长的趋势，然后将铝阳极板材多道次冷轧到１．８ｍｍ，每道次压下量为８－１２％；（３）、中间退火再冷轧对板材快速升温至１５０－２００℃，保温２－４ｈ，取出后流动空气冷却，将中间退火的板材多道次冷轧到０．１ｍｍ，并保证板材表面光洁度，冷轧板材每道次压下量为４－６％；（４）、板材矫平及精整将冷轧后的薄板进行矫平和精整，保证尺寸精度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王日初，冯艳，邱科，张纯，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]