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在鑄軋鋁卷鋁板時(shí),板帶連續(xù)不斷快速冷卻結(jié)品,這是一種非平衡結(jié)品過程。因此合金在鑄軋過程中容易在晶內(nèi)因過飽和固溶形成Mn,Fe成分偏析、區(qū)域偏析和AIMn或AIFe系金屬間化合物,以及過飽和應(yīng)力等。Mn與鋁基體作用形成的MnA16,在晶內(nèi)和晶界不均勻析出,形成針狀、棒狀和魚骨狀第二相組織,導(dǎo)致鑄軋板帶中的Mn含量發(fā)生嚴(yán)重的偏析,這種組織在深沖時(shí)容易產(chǎn)生橘皮和裂紋。 晶內(nèi)形成的這些化合物屬晶格常數(shù)較大的正交晶系或斜方晶系,一般都呈針狀、棒狀、枝晶狀等形貌,棱角等部位比較尖銳,在后續(xù)冷軋和熱處理中難以改變這種形貌,而且會(huì)遺傳到終成品,在后續(xù)冷軋和熱處理中難以改變這。 這是因?yàn)殇X液的凝固是從結(jié)晶器的內(nèi)壁開始,垂直于冷卻面的方向向鋁液內(nèi)部擴(kuò)展,所以鑄造組織具有明顯的方向性;隨著鋁凝固層的增厚,傳熱系數(shù)減小,內(nèi)外品核的形成和長大的不一致導(dǎo)致晶粒的形狀、位向和大小也隨之變。 因此,為了Mn的偏析,使鑄軋坯料晶粒和枝晶內(nèi)的溶質(zhì)分布均勻,同時(shí)坯料組織中固溶體溶質(zhì)的含量,改變晶界或枝晶界上的金屬間化合物的形態(tài),變成球狀粒子,改善產(chǎn)品的性能,進(jìn)行均勻化處理顯得很重要。均勻化處理依據(jù)的原理是原子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),溫度不同原子擴(kuò)散速度不同,其擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力也不同。
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一般地,溫度應(yīng)低于合金的固相線溫度而高于再結(jié)晶溫度,并且是合金具有較好塑性的溫度。溫度越高,變形抗力越低,有利于降低力,減小能耗。但是溫度太高使得制品的表面質(zhì)量變差,易形成組織。不同的溫度對(duì)變形鋁合金的強(qiáng)度的影響是不同的,因此通過控制溫度,在一定的范圍內(nèi)就可以控制合金的力學(xué)性能。 鋁合金的典型溫度大致在380一480℃之間。坯料溫度及模具預(yù)熱溫度必須控制在合適的范圍內(nèi),合理控制坯料溫度、模具預(yù)熱溫度以及采用合理潤滑劑,可以出高精度鋁合金管材娜〕。為了避免模具激冷坯料,在前需將模具預(yù)熱到與工件相同的溫度,且這一溫度比溫度大約低25℃。 速度對(duì)成品的質(zhì)量也有很大影響,速度越大,變形產(chǎn)生的熱量不易散失,導(dǎo)致坯料溫度上升,當(dāng)溫度上升到接近坯料熔點(diǎn)時(shí),制品表面容易產(chǎn)生裂紋等缺陷,并影響制品的組織性能。通常,采用低的溫度和慢的速度的產(chǎn)品力學(xué)性能較高,低溫和快速可以較高的表面質(zhì)量。 比也是影響變形的重要參數(shù)。比過小,合金變形不充分,型材組織不均勻,甚至保留有鑄造組織,而且變形過程中因變形引起的溫升不明顯,使型材出口溫度低,從而降低強(qiáng)度和塑性。通常比在10:1一100:1之間,如果坯料是坯而不是鑄造坯,則比可以更高,使得鋁合金在過程中達(dá)到正常的加工效果。
電化學(xué)沉積陶瓷膜是近年來發(fā)展起來的,一種有效鋁卷鋁板基材料抗高溫氧化、耐磨耐腐蝕性能的新型表面處理。電化學(xué)沉積陶瓷膜較之于微弧氧化,具有儀器設(shè)備投資少、生產(chǎn)工藝簡單、一次成膜面積大、加工成本低等特點(diǎn),并且具有很好的裝飾性能,引起了表面處理界的廣泛注意。 研究小組經(jīng)過近10年的研究發(fā)現(xiàn):將鋁及其合金材料置于一定混合電解液中,采用較高的特殊波形氧化電壓進(jìn)行陽極化處理,可在鋁及其合金表面一層高硬度、耐磨、耐腐蝕性好,并且具有優(yōu)異裝飾性能的類陶瓷膜層。該膜層在組成、結(jié)構(gòu)與常規(guī)氧化膜和微弧氧化膜均存在較大差異。 電化學(xué)沉積陶瓷膜氧化電壓較高,高于普通陽極氧化,但遠(yuǎn)低于微弧氧化,且陽極化過程中不產(chǎn)生電火花。氧化過程中需要一個(gè)臨界電流密度,若電流密度小于臨界峰值電流密度,很難形成完整的類陶瓷膜層。峰值電流密度越大,成膜速度越快,類陶瓷膜層一旦在鋁表面完成,電流快速下降,終在1-2A/dm2。 電解質(zhì)為一種復(fù)合組分,一般由金屬含氧酸鹽、有機(jī)梭酸或無機(jī)酸、成膜促進(jìn)劑等組成。各種組分在成膜過程中都起到一定作用,只有各組分的復(fù)配合聯(lián)合作用才能形成優(yōu)異膜層。電解溫度對(duì)成膜影響不大,電解液溫度從室溫到60℃之間都可以優(yōu)異膜層.本嚴(yán)格遵循相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定,絡(luò),如有請(qǐng)告知。
在反復(fù)的過程中,晶粒細(xì)化的一般過程為:首先,晶粒被粉碎成一系列具有小角度界面的亞晶,亞晶沿著一定方向拉長形成帶狀組織,亞晶帶寬度一般為幾微米或亞微米;然后,亞晶被繼續(xù)破壞,開始出現(xiàn)部分具有大角度界面的等軸晶組織;后,亞晶帶消失,顯微組織主要為具有大角度晶界的等軸晶組織。 鋁卷廠家談等通道轉(zhuǎn)角對(duì)對(duì)顯微組織的作用等通道轉(zhuǎn)角對(duì)于純金屬、合金、金屬間化合物等具有顯著的晶粒細(xì)化效果,可以0.2一0.3um尺寸的超細(xì)等軸晶組織。研究各工藝路線對(duì)晶粒細(xì)化的作用應(yīng)綜合考慮剪切面、晶體結(jié)構(gòu)和變形織構(gòu)間相互作用,因?yàn)橄噜彽来伍g剪切面的夾角今隨著工藝路線的不同而變化。 以純鋁為例,路徑Bc比A、C路徑更容易等到等軸晶粒,而路徑A比Bc和A路徑更容易的到大角度晶界,而細(xì)化晶粒的效果是路徑Bc哪。對(duì)于密排六方結(jié)構(gòu)的鎂和鎂合金,由于其主滑移發(fā)生在(000晶面,而在1120晶向是鎂的易滑移方向,所以對(duì)于鎂合金,為快的晶粒細(xì)化效果,應(yīng)采用路徑Bc。 例如,透射電鏡可觀察到等通道轉(zhuǎn)角Al一Cu一0.SZr等軸晶組織的擴(kuò)展厚度消失形貌,而該形貌在退火后消失;這種擴(kuò)展與晶界處存在大量的彈性應(yīng)變和晶體點(diǎn)陣的扭轉(zhuǎn)有關(guān),且測(cè)定了ECAP純Cu的晶界附近的彈性應(yīng)變,結(jié)果表明這。
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