退火温度对铸轧3003铝合金冷轧板带材冲压制耳率的影响

3003铝合金在铸轧工艺过程中,存在制耳率不理想的问题。基于此,以3003铝合金冷轧1 mm板带材为研究对象,并结合EBSD检测手段,研究了不同退火温度下3003铝合金冷轧板材冲制过程中制耳率与退火温度及织构组织之间的关系,并最终得出影响制耳率的关键因素。结果表明:3003铸轧产品冷轧退火后铝合金板材中的织构主要由Copper、Brass、S、Goss等形变织构和Cube、CubeND、P、R、黄铜R等再结晶织构组成,随着退火温度的升高,形变织构向再结晶织构的转变倾向增大,且显著伴随S型织构及R型织构的减少,Cube型及CubeND型织构的逐渐增加,当形变织构与再结晶织构比值在0.67~0.73时,冲压效果明显改善,制耳率效果理想。

中国铝合金带坯双辊式连续铸轧进展

经过改革开放以来的高速持续发展,中国铝加工业不但已成为铝带坯双辊连续铸轧世界大国,而且已成为世界铸轧产业领跑者。中国的铝带坯双辊式连续铸轧产业是完全在改革开放期间发展壮大的,截至2018年,中国生产铸轧带坯的企业210家,共有铸轧机约950台,其中引进的12台,总生产能力约9 000 kt/a。从2000年起中国再也没有引进铸轧机,同时成为铸轧机净出口国。

具有周期性旋转边界的连续铸轧热传递系数计算方法

将连续铸轧过程中铸轧坯与铸轧辊内冷水之间的的传热问题简化成大平板传热问题．根据铸轧辊周期性旋转的特点，对大平板热传递系数计算公式进行了修正，导出了修正系数的计算公式，从而得到一种用简单计算方法计算铸轧坯与铸轧辊内冷水间的的热传递系数及各传热环节热阻的简便途径．

改革开放30年:中国的双辊式带坯铸轧产业从零到全球王国

中国对铝带坯双辊式连续铸轧技术的研发始于上世纪60年代初期,1983年5月研制成Φ980 mm×1 600 mm原型机,同年8月通过冶金工业部科技司组织的专家组的鉴定,标志着中国的双辊式铝带坯连续铸轧技术进入成熟阶段。经过25 a的发展,中国双辊式铝带坯连续铸轧产业取得了举世瞩目的成就,成了此产业的王国。2008年底,保有的这类铸轧机达460台左右,占全球这类铸轧机的58%,总生产能力约4 100 kt/a,2008年的产量约3 500 kt,但单台铸轧机的产量比国外同类铸轧机的约低30%。在这460台铸轧机中有12台引进的,进入21世纪以来中国就再也没有引进了。从2001年起中国制造的铸轧机开始出口,走向世界。在中国所需要的铝板带箔中约有82%可用铸轧带坯生产,用铸轧带坯法生产供冷轧用的带坯与用铸锭热轧生产带坯相比具有许多优点,宜大力发展,前者占的比例最好能达到60%,而用原铝生产的带坯又应占主导比例。

基于ANSYS的快速铸轧过程温度场数值模拟

建立了快速铸轧过程这类具有质量输运现象的金属凝固传热有限元数学模型,考虑了影响辊套与带坯传热的界面接触热导问题,采用大型通用有限元分析软件ANSYS对快速铸轧过程中的辊套与铸坯耦合温度场进行了仿真分析,并就不同工艺参数(铸轧区长度、接触界面换热系数、浇注温度、铸坏厚度以及铸轧速度等)对铸坯温度分布及其相变区间的影响进行了系列研究,为连续铸轧特别是快速铸轧工业实验参数设计提供了依据。

3×××铝合金铸轧用铸嘴内温度场模拟

以Hunter式铸嘴为对象,采用有限元方法,基于实际生产过程参数,模拟发现铸嘴出口处温度曲线呈W形分布,并在铸嘴前沿处进行埋偶试验,验证了温度场仿真的正确性;研究了铸轧速度、铸轧温度、扰流块结构、散热条件、板带宽度等对铝合金铸轧温度场的影响。结果表明,铸轧速度对温度场的影响分为两个阶段,当铸轧速度小于0.046 5 m/s时,铸嘴前沿温度场呈V形分布,温度均匀性改善不明显;当铸轧速度在0.046 5 m/s~0.1 m/s范围内,铸嘴前沿温度场呈W形分布,温度均匀性更好。铸轧温度的提高可以提高铸嘴内流场的温度,而对温度场的均匀性影响不大。研究结果为扰流块形状改进以及确定生产工艺参数提供了重要参考。

前箱熔体温度对8011铝合金铸轧板坯组织性能的影响

为了稳定提高双零铝箔用铸轧坯料质量,使用电解铝液配料生产规格为7.0 mm×1300 mm的8011铝合金铸轧铝板卷,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及电子万能拉伸试验机等手段,研究了不同前箱铝熔体温度(680,690,700,710℃)对8011铝合铸轧板坯微观组织和力学性能的影响.结果表明:随着前箱熔体温度的升高,铸轧板坯晶粒的尺寸呈略微增大再急剧变大的趋势,其抗拉强度和断后伸长率均呈先缓慢降低后急剧下降的趋势;当前箱熔体温度控制在680~700℃时,可获得综合力学性能较佳的铸轧板坯,其平均纵向抗拉强度和横向抗拉强度分别不低于141.87 MPa和138.84 MPa,平均纵向断后伸长率和横向断后伸长率分别不低于29.8%和26.4%.

浇铸温度对AZ31镁合金铸轧凝固焊合线的影响

基于φ880 mm×400 mm水平双辊铸轧机的实际工况,通过有限元模拟分析了浇铸温度对铸轧区AZ31镁合金凝固焊合线的影响规律。结果表明,浇铸温度对凝固焊合线位置影响较为明显,但对其形状影响较小。随着浇铸温度提升,凝固焊合线逐渐向出口靠近,边部Kiss点(K')和Kiss线上的凸点(K')连线与过K'点平行于铸轧方向的直线的夹角α先减小后增大。当浇铸温度为965 K时,铸轧过程中极易出现漏液,合适的浇铸温度范围为915~959 K。对比不同浇铸温度下的仿真结果,浇铸温度为945 K时,∠α最小,有利于缓解镁合金铸轧板带边裂。

熔体压力对水平双辊铸轧Ti/Al复合板界面结合强度的影响

除了铸轧速度和熔体浇铸温度外,铸轧区内的熔体压力也是影响水平双辊铸轧Ti/Al复合板工艺稳定性和界面结合强度的重要因素。本工作在铸轧复合过程中通过调节前箱内熔体的液面高度,获得了在不同铸轧区熔体压力下制备的Ti/Al复合板。通过金相、扫描电镜、显微硬度、室温拉伸实验、T型剥离实验等手段对复合板的显微组织和界面结合性能进行表征和测试。结果表明,当熔体压力较高时,可以生产出充盈饱满、板型良好、结合强度高的复合板,但熔体压力过高会影响铸轧复合过程的稳定性。当熔体压力过低时,熔体的横向流动能力减弱,铸轧区内不能完全被熔体填充满,板材出现热带、褶皱等缺陷,同时,在Ti/Al上出现了部分微孔和微裂缝。在较高熔体压力下,固/液接触距离更长,带材表面与熔体的润湿更加充分,熔体分布更加均匀,固/液扩散更加充分。因此,当熔体压力较高时,复合板具有更高的结合强度,界面结合强度达到20.1 N/mm。

6061铝合金双辊铸轧铸轧力模拟研究

选用大型有限元分析软件Ansys建立了双辊铸轧铸轧区的三维模型,模拟了铸轧区的温度场和凝固熔化相图,结合铸轧过程中固相区的受力分析,计算了不同工艺参数组合下6061铝合金铸轧固相区单位铸轧力与相应温度下材料的应力极限。采用NF6-300立式铸轧机进行试验,观察板材的表面形貌,与模拟计算结果相比对,验证模型的准确性。研究结果表明,相对于1/4处和心部,材料边部单位铸轧力最大,峰值单位铸轧力分别提高了约100%和129%。当工艺参数选择为浇注温度690℃、铸轧速度15 m/min和浇注温度710℃、铸轧速度13 m/min时可以防止铸轧力过大造成的6061铝合金铸轧板坯开裂。

浅析工艺参数对8011合金铸轧带坯中心偏析的影响

应用金相显微镜(OM)和电子探针(EPMA)对不同铸轧工艺条件下的8011铸轧带坯中心偏析组织进行分析,研究各铸轧工艺参数变化对铸轧带材中心偏析缺陷的影响。结果表明:过高的冷却水温度和较大的铸轧区长度不利于8011合金铸轧带材中心偏析缺陷的控制,铸轧速度对中心偏析缺陷的影响最为敏感,当铸轧速度达到780 mm/min以上时中心偏析缺陷急剧恶化,显著影响铸轧带坯的组织性能。8011合金铸轧带坯中心偏析缺陷是由Al、Fe、Si组成的β-Al 5FeSi+α-Al的复合化合物,是结晶过程中形成的非平衡过共晶组织。

8011铝合金铸轧工艺对带坯晶粒度的影响分析

通过使用徕卡DM2700M金相显微镜观测定量分析冷却水温及铸轧速度的变化对8011铝铸轧带坯晶粒度的影响,分析探索出最佳冷却水温及铸轧速度范围。随着冷却水温的降低及轧制速度的增加,晶粒度均呈现先骤减后缓减趋势,当冷却水温控制在27~29℃,晶粒尺寸细化效果突出,平均晶粒度尺寸保持在300~320μm,同样轧制速度控制在750~800 mm/min,平均晶粒度尺寸310~320μm,晶粒细化效果理想。

双辊铸轧工艺制备连续碳纤维增强铝基复合材料的研究

连续碳纤维增强铝基(CCF/Al)复合材料具有高比强度、低密度、良好的传热性以及低热膨胀系数等诸多优良的特性,在航空材料、汽车制造、电子设备和工业生产等领域均具有广阔的应用前景。对连续碳纤维表面涂层的制备方法进行了讨论,并总结了近年来CCF/Al复合材料的主要制备工艺、重要研究成果以及存在的问题;重点阐述了采用双辊铸轧工艺制备CCF/Al复合材料的研究结果,具体包括搭建的实验设备、改性后碳纤维的性能、所制备复合材料的组织结构及强化机理;讨论了该工艺目前存在的主要问题,并对其发展前景进行了展望。

双辊铸轧2060铝锂合金的偏析行为

为探究溶质偏析行为对双辊铸轧Al-Li合金组织和腐蚀行为的影响,成功制备了不同工艺范围下的铝锂合金铸轧板坯,并构建了热-流耦合模型。结合场发射型扫描电子显微镜(SEM),能谱分析仪(EDS),和透射电子显微镜(TEM)探究了不同工艺条件下组织的耐蚀性差异。结果表明:TRC-3高铸轧速条件下的制备出现了显著的宏观偏析现象。通过结合温度和流速的计算,详细分析了这种偏析机制的结果。偏析将遗传到最终的T6状态组织,恶化T_(1)相的析出,并恶化最终的耐腐蚀性能。深入讨论了偏析对腐蚀行为的影响机理,并提出了一种能够实现低偏析、高耐腐蚀性的铸轧铝锂合金工艺。

电磁场对铸轧带坯质量的影响

介绍了电磁铸轧新技术的工业试验。通过对铸轧带坯的组织性能分析，探讨了电磁场对铸轧带坯质量的影响。结果表明：在铸轧区施加电磁场能有效地细化晶粒（达到１级晶粒度），消除马蹄形裂纹，改善枝晶偏析，抑制铸嘴挂渣所带来的气道和通条缺陷；用电磁场取代铝钛硼丝晶粒细化剂不仅能明显地降低铸轧板的制耳率，提高深冲性能，而且可使铸轧带坯的生产成本每吨减少６０～７０元。

铝铸轧板的组织与性能(1)

铸轧过程中大的冷却速度和定向导热导致铸轧板结晶时具有高的凝固速度和晶体的定向成长,从而使铸轧板具有很强的过饱和固溶程度、晶内偏析以及强的织构等特点,这些特点都将对铸轧板的进一步加工和使用产生影响,必须予以充分重视。本文还分析了铸轧中有可能产生的两种组织缺陷的本质和产生原因。

Y对6082铝合金铸轧板微观结构及性能的影响

本工作研究了添加微量Y元素对双辊铸轧6082铝合金微观组织及力学性能的影响。设计不同含Y量,使用双辊铸轧机制备6082铸轧板材,采用X射线衍射、金相显微观察、扫描电子显微分析等手段,研究了合金中Y对6082铝合金铸轧板组织及性能的影响。结果表明:Y元素有明显的细化效果,Y含量为0.35%(质量分数,下同)时,板材边部和心部平均晶粒尺寸达到最小,分别为30.9μm和25.7μm,且此时板材性能最好,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为200.5 MPa、129.9 MPa和14.9%。继续添加Y,组织中的杂质相和稀土化合物显著增加,材料的塑形大幅降低。经分析,Y元素偏聚于晶界,形成的Al_(3)Y、Y_(5)Si_(3)等化合物不仅可抑制晶界的迁移,起到一定的细化作用,还能改善晶界上粗大的共晶相,Y与合金中的Fe元素发生交互作用,使组织中脆性针状富铁相向颗粒状转变,改善合金的塑性。

8079铝合金双零箔铸轧坯料内部组织分析

借助OM和EPMA分析了双辊连续铸轧生产的8079铝合金双零箔坯料物相、晶粒形貌以及不同铸轧速度下铸轧带坯的中心偏析,确定了最佳的铸轧速度控制范围。结果表明,在带坯表层和中心层之间,8079铝合金双零箔铸轧带坯物相和金相组织有显著的差异,铸轧坯料中含有Al、Fe二元弥散相和Al、Fe、Si三元弥散相,当铸轧速度达到827 mm/min以上时内部组织明显恶化,带坯厚度中心附近出现了中心偏析。综合考虑产品质量和生产效率,8079铝合金双零箔铸轧坯料最佳铸轧速度为810~820 mm/min。

铝合金双辊铸轧工艺进展及发展趋势

双辊铸轧工艺作为铝合金板带材先进的制备方式之一,符合当前“碳达峰、碳中和”的双碳战略要求,对推动我国高端轻质铝合金产业向绿色化、智能化方向发展起到积极的作用。文章通过系统的研究和分析,综述了铝合金双辊铸轧工艺的发展历史及现状,重点介绍了高合金化铝合金铸轧板偏析缺陷的形成机制,系统阐述了电磁外场、数值模拟在铝合金双辊铸轧工艺试验研究方面取得的进展,并对双辊铸轧工艺的发展趋势进行探讨分析,为我国高端轻质铝合金双辊铸轧工艺的发展提供借鉴和参考。

热轧对铸轧T2铜/AA5052铝合金复合板界面组织性能的影响

水平双辊铸轧复合是一种近终成形的技术,但为了满足不同条件下的工业要求,仍需要后续轧制。通过水平双辊铸轧复合技术制备了7 mm厚的T2铜/AA5052铝合金复合板。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电子万能实验机和显微硬度计等研究了该复合材料在不同保温时间下热轧后界面的形貌、显微组织、相、结合强度、剥离形貌和显微硬度。结果表明,铸轧态复合板界面扩散层厚度为3.66μm,界面的平均剥离强度为13.2 N/mm。轧制前保温时间的延长可以促进原子间的相互扩散,提高键合强度;可以提高两侧基体变形协调性,防止破坏界面;在轧制后两侧基体与金属间化合物(IMC)层直接接触区形成机械咬合,产生机械锁紧力。在保温时间为32 min时,界面的平均剥离强度达到了峰值,为28.3 N/mm。