釩微合金化和冷軋工藝對5182帶材性能的影響.pdf

1、5182鋁合金屬于不可熱處理強化的鋁合金。該合金具有良好的抗蝕性能、加工性能與焊接性能,被廣泛地用于易拉罐罐蓋,汽車車身板、操縱盤、加強件、托架等零部件?，F(xiàn)代包裝用的鋁罐,其罐體通常采用鋁-錳系合金3004,以獲得較好的深沖性能和強度,而罐蓋和拉環(huán)要求強度高,則采用鋁鎂系合金5081,5082或5182。但是,罐蓋拉環(huán)用的板帶材5182在成品前,需要在240～250℃保溫大約10分鐘烘烤固化涂層,這降低了材料的力學(xué)性能,不能滿足用戶的要

2、求。為了提高罐蓋拉環(huán)的再結(jié)晶溫度,使其烘烤退火后仍具有足夠高的強度,以滿足實際使用的需要。本文采用兩種方法進行實驗研究:一是微合金化,即在原材料基礎(chǔ)上添加0.02％的V;二是改變生產(chǎn)工藝,即調(diào)整退火前后的軋制比和退火制度。通過拉伸試驗、維氏硬度測試、金相組織觀察、熱分析、X射線衍射分析,掃描電鏡分析等方法,跟蹤分析了鋁合金在各個工序的組織、硬度、強度、再結(jié)晶溫度、物相變化等,在工廠試制了產(chǎn)品,并進行耐烘烤測試、涂層測試。研究結(jié)果表明:①

3、加V微合金化前后的成品從耐烘烤性能比較,其抗拉強度的衰減基本一致,屈服強度在相同溫度下提高5-10MPa,延伸率變化基本一致。但在220-250℃之間,加V微合金化后材料的性能波動較小,相對更穩(wěn)定。烘烤后板材性能相對于冷作硬化態(tài)板材的衰減值是溫度的函數(shù),與冷軋中的壓下量關(guān)系甚微。②加V微合金化前冷軋態(tài)板材的抗拉強度提高約5MPa,屈服強度提高約1520MPa,涂層后屈服強度提高約10-15MPa,而延伸率下降2.53.0%,即加V材料已

4、達到了用戶的標準。其強化效果主要與溶質(zhì)原子的錯配度和固溶度兩個因素有關(guān),可用公式描述為,③完全退火工藝中,工藝a(2.7-1.0-中間退火-0.8-0.54-0.35-0.24)同工藝(2.7-1.4-中間退火-0.8-0.54-0.35-0.24冷軋工藝)b相比,烘烤再結(jié)晶溫度有小幅度的提高,強度相對于原烘烤板材顯著增加。然而,烘烤前工藝a生產(chǎn)板材比軋制比大工藝b生產(chǎn)的板材強度要小。④中間不退火工藝的板材的耐烘烤性能完全滿足用戶的要求

5、,力學(xué)性能已達到國外水平,但其工藝控制困難,成品率偏低。⑤采用半退火工藝(250℃×3h)的板帶材,相對于完全退火工藝下的板材,涂層前后的抗拉強度和屈服強度要高10-15MPa,延伸率也有小幅度的升高。最終供用戶5182H19罐蓋產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝為:2.7-1.7-1.2-中間半退火-0.8-切邊-0.55-0.36-0.27;目前該工藝已年產(chǎn)罐蓋拉環(huán)料數(shù)千噸。⑥工藝對于板材性能的影響因素,主要有烘烤前的變形量和烘烤的工藝參數(shù),而烘烤工藝