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1、(10)申请公布号 CN 103131977 A (43)申请公布日 2013.06.05 CN 103131977 A *CN103131977A* (21)申请号 201310099323.6 (22)申请日 2013.03.26 C22F 1/04(2006.01) (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正街 174 号 (72)发明人 张静 潘复生 赵婧婧 (74)专利代理机构 重庆博凯知识产权代理有限 公司 50212 代理人 张先芸 梁展湖 (54) 发明名称 一种通过固态相变纯化铝基体的工艺方法 (57) 摘要 本发明涉及一种通过固态相变纯化铝基体的 的工。
2、艺方法， 它是根据铝合金中不同晶体结构的 （AlFeSi） 相的成分差异和相变热力学、 动力学特 征， 通过选择合适的热处理温度和时间， 控制相变 反应的发生及相变程度， 在不改变整体材料成分 的前提下， 有效降低铝基体中 Fe、 Si 杂质元素的 含量， 从而达到纯化合金基体、 降低轧制加工硬化 率、 改善轧制加工性能的目的。该方法依据铝合 金中 （AlFeSi） 相的性质和相变规律提出， 着重于 工艺的合理控制和工艺之间的匹配性， 适用性广， 易于实现工业化规模生产， 纯化效果好且纯化效 果可控。本发明提供的工艺方法， 适用于 1 系、 5 系和 8 系铝合金。 (51)Int.Cl. 权。
3、利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 103131977 A CN 103131977 A *CN103131977A* 1/1 页 2 1. 一种通过固态相变纯化铝基体的工艺方法， 其特征在于， 该工艺方法是根据铝合金 中不同晶体结构的 （AlFeSi） 相的成分差异和相变热力学、 动力学特征， 通过选择合适的热 处理温度和时间， 控制相变反应的发生及相变程度， 来调整铝基体中 Fe、 Si 元素的含量， 达 到纯化合金基体、 降低轧制加工硬化率 ； 具体包括以下步骤 ： （1） 将。
4、铝合金热轧板在 310400范围内进行 220h 的退火处理 ； （2） 将步骤 （1） 得到的退火态板材以 4080% 的变形量进行冷轧变形 ； （3） 将步骤 （2） 得到的冷轧板， 在 180250进行 215h 的补充退火处理。 2. 根据权利要求 1 所述通过固态相变纯化铝基体的工艺方法， 其特征在于， 所述步骤 （1） 的退火处理为 （350380） （48） h。 3. 根据权利要求 1 所述通过固态相变纯化铝基体的工艺方法， 其特征在于， 所述步骤 的 （3） 补充退火处理为 （200230） （215） h。 4. 根据权利要求 1 所述通过固态相变纯化铝基体的工艺方法， 其。
5、特征在于， 该方法适 用于 1 系、 5 系和 8 系铝合金。 权 利 要 求 书 CN 103131977 A 2 1/4 页 3 一种通过固态相变纯化铝基体的工艺方法 技术领域 0001 本发明属于铝合金加工技术领域， 特别是涉及一种通过固态相变纯化铝基体的的 工艺方法。 0002 背景技术 0003 铝板带箔产品由于其优良的力学性能、 耐腐蚀性能和尺寸精度在国民生产各部门 中得到广泛的应用。 为了确保产品的表面质量， 在大变形量热轧加工后， 通常要采用冷轧变 形使产品达到最终厚度要求。 要使冷轧过程顺利进行， 必须控制铝基体的轧制加工硬化率， 尤其对于箔材产品， 加工硬化率的控制非常关键。
6、。 如果加工硬化率过高， 则容易造成断带缺 陷、 或不易压下减薄、 甚至轧不动等问题， 严重影响产品质量和生产率。 0004 在生产中， 为了降低铝基体的轧制加工硬化率， 往往要求使用的原料铝或铝合金 具有较高的纯度， 特别是限定杂质元素 Fe、 Si 的含量， 因为这两种元素在铝基体中的存在 将导致轧制加工硬化率大幅度升高。但是， 铝或铝合金中 Fe、 Si 的存在是不可避免的， 这一 方面是由于 Fe、 Si 是矿石中的常存元素， 另一方面则来自于生产熔炼过程中工具、 熔剂等 的污染。 为了追求低的轧制加工硬化率， 厂家不得不使用纯度较高的原料铝或铝合金， 但这 将导致成本的大幅度增加， 。
7、而且 Fe、 Si 杂质元素的含量越少， 即纯度越高， 则材料成本也越 高 ； 如果为了降低成本使用较低纯度的材料， 则又会因其高的加工硬化率导致成品率和产 品质量的下降。因此， 如何有效控制铝基体中 Fe、 Si 杂质元素的含量成为铝板带箔生产质 量控制的关键环节之一。 0005 发明内容 0006 针对现有技术存在的上述不足， 本发明的目的是提供一种通过固态相变纯化铝基 体的工艺方法， 在不改变整体材料成分的前提下， 控制相变反应的发生及相变程度， 来调整 铝基体中 Fe、 Si 元素的含量， 从而达到纯化合金基体、 降低轧制加工硬化率的目的。 0007 实现上述目的， 本发明采取的技术方。
8、案是 ： 一种通过固态相变纯化铝基体的工艺 方法， 其特征在于， 该工艺方法是根据铝合金中不同晶体结构的 （AlFeSi） 相的成分差异和 相变热力学、 动力学特征， 通过选择合适的热处理温度和时间， 控制相变反应的发生及相变 程度， 来调整铝基体中 Fe、 Si 元素的含量， 达到纯化合金基体、 降低轧制加工硬化率。其具 体步骤包括 ： （1） 将铝合金热轧板在 310400范围内进行 220h 的退火处理 ； （2） 将步骤 （1） 得到的退火态板材以 4080% 的变形量进行冷轧变形 ； （3） 将步骤 （2） 得到的冷轧板， 在 180250下， 进行 215h 的补充退火处理。 00。
9、08 所述退火后的板材指的是经步骤 （1） 退火处理的铝合金热轧板。 0009 进一步， 步骤 （1） 退火处理为 （350380） （48） h。 说 明 书 CN 103131977 A 3 2/4 页 4 0010 进一步， 步骤 （3） 补充退火处理为 （200230） （215） h。 0011 进一步， 该方法适用于 1 系、 5 系和 8 系铝合金。 0012 相比现有技术， 本发明具有如下有益效果 ： 1） 本发明提出将铝合金热轧板在中温 （310400） 范围内进行退火处理， 以使合金中 的bp(AlFeSi)相部分或全部转变为ac(AlFeSi)相， 利用该两相之间的成分差。
10、异调整基体中 Fe、 Si 元素的浓度 ； 补充退火前对上述退火态板材施以一定的冷变形， 提高固态相变有效 形核核心数量， 以促进随后补充退火处理过程中bb(AlFeSi) 相的充分析出 ； 从而使合金基 体中 Fe、 Si 元素尽可能析出， 而使基体得到充分纯化。 0013 2） 进一步， 本发明提出将铝合金热轧板在 310400范围内进行 220h 的退火处 理。铝合金中存在的bp(AlFeSi) 相在中温温度范围内将发生向ac(AlFeSi) 相的转变， 由于 两相成分差异， 该相变使Fe、 Si元素由化合物相向铝基体扩散， 使得铝基体中Fe、 Si元素浓 度升高、 FeSi原子比降低 。
11、； 退火时间越长， 该相变进行的越充分 ； 这种基体成分的变化为 基体的脱溶相变提供了热力学上的可能性。 0014 退火后的板材以 4080% 的变形量进行冷轧变形， 冷变形过程中将产生大量的位 错、 空位等晶体学缺陷， 这些缺陷是固态相变的有利形核位置， 在随后的 180250范围内 的补充退火处理过程中， 铝合金中的低温析出产物b(AlFeSi) 相将在这些缺陷处形核、 长 大 ； 这种b(AlFeSi) 相的脱溶析出将大量消耗基体中的 Fe、 Si 原子， 导致基体 Fe、 Si 元素 含量的大幅度下降， 从而使基体得到有效纯化。 从而改善材料的轧制加工性能， 获得优质产 品。 0015。
12、 3） 本发明提供的通过固态相变纯化铝基体的工艺方法， 不仅纯化效果好， 而且纯 化效果可控， 即可以根据加工过程对加工硬化率的要求， 通过控制相变反应的程度， 有效控 制铝基体 Fe、 Si 元素的含量， 从而制订最优化、 经济的工艺制度。 0016 4） 本发明纯化铝基体的新工艺方法依据铝合金中 （AlFeSi） 相的性质和相变规律 提出， 不需额外增添设备 （因而不增加额外投资） ， 而着重于工艺的合理控制和工艺之间的 匹配性， 易于实现工业化规模生产。而且， 本发明工艺方法适用性广， 适用于 1 系、 5 系和 8 系铝合金。 0017 具体实施方式 0018 下面结合具体实施例对本发。
13、明方法作进一步祥细说明。 0019 1、 AA1235 铝合金， 其化学成分如表 1 所示。调整 Fe 含量在 0.380.46wt% 之间， Si 含量在 0.100.13wt% 之间。 0020 表 1 AA1235 合金的化学成分 （wt%） 2、 AA 5052 铝合金， 其化学成分如表 2 所示。 说 明 书 CN 103131977 A 4 3/4 页 5 0021 表 2 AA5052 合金的化学成分 （wt%） 3、 具体实施例如下。 0022 实施例 1 ： 一种通过固态相变纯化铝基体的工艺方法， 将 1.0mm 厚的热轧板 （AA1235 合金） 进行 380 6h 的退火。
14、处理， 然后冷轧至 0.3mm（变形量为 70%） ， 再进行 210 15h 的补充退 火处理。 0023 采用 X 射线衍射晶格常数法对 Fe、 Si 元素在基体中的浓度进行定量测定， 结果表 明基体中 Fe、 Si 元素含量分别降低至 0.009at% 和 0.03at%。处理后的合金具有良好的轧 制加工性能， 加工硬化率大大降低， 易于压下减薄， 可以冷轧至 66.5mm， 而成品率达 85%。 0024 实施例 2 ： 一种通过固态相变纯化铝基体的工艺方法， 将 2.6mm 厚的热轧板 （AA5052 合金） 进行 350 2h 的退火处理， 然后冷轧至 0.55mm（变形量为 79。
15、%） ， 再进行 225 2h 的补充退 火处理。 0025 采用 X 射线衍射晶格常数法对 Fe、 Si 元素在基体中的浓度进行表征， 结果表明这 样处理后的合金基体中Fe、 Si元素含量分别降低至0.007at%和0.02at%。 处理后的合金具 有良好的轧制加工性能， 加工硬化率大大降低， 轧制压力小， 易于变形， 可以冷轧至 20mm 以 下。 0026 实施例 3 ： 一种通过固态相变纯化铝基体的工艺方法， 将 1.0mm 厚的热轧板 （AA1235 合金） 进行 340 16h 的退火处理， 然后冷轧至 0.6mm （变形量为 40%） ， 再进行 180 15h 的补充退 火处理。
16、。 0027 采用 X 射线衍射晶格常数法对 Fe、 Si 元素在基体中的浓度进行定量测定， 结果表 明基体中Fe、 Si元素含量分别降低至0.0095at%和0.038at%。 处理后的合金具有良好的轧 制加工性能， 加工硬化率大大降低， 易于压下减薄， 可以冷轧至 66.5mm， 而成品率达 85%。 0028 实施例 4 ： 一种通过固态相变纯化铝基体的工艺方法， 将 2.6mm 厚的热轧板 （AA5052 合金） 进行 说 明 书 CN 103131977 A 5 4/4 页 6 325 4h 的退火处理， 然后冷轧至 0.52mm（变形量为 80%） ， 再进行 250 2h 的补充。
17、退 火处理。 0029 采用 X 射线衍射晶格常数法对 Fe、 Si 元素在基体中的浓度进行表征， 结果表明基 体中 Fe、 Si 元素含量分别降低至 0.085at% 和 0.022at%。处理后的合金具有良好的轧制加 工性能， 加工硬化率大大降低， 轧制压力小， 易于变形， 可以冷轧至 18mm 以下。 本发明适用于 1 系、 5 系和 8 系铝合金， 具有相当的效果。本发明 方法纯化效果好， 且纯化效果可控， 即可以根据加工过程对加工硬化率的要求， 通过控制相 变反应的程度， 有效控制铝基体 Fe、 Si 元素的含量。 0030 最后说明的是， 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明， 本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围， 其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。 说 明 书 CN 103131977 A 6 。