影响3104合金自退火罐体坯料断罐率的主要因素_晋五良
- 格式:pdf
- 大小:435.77 KB
- 文档页数:6
2010
年全国铝板带
箔技
术交流
会论文集
影响31
04
合金自
退火罐体坯料断
罐率的主
要因素
晋五良
(南山
轻合金
有限
公司,
山
东
龙口
265706)
摘要:自退
火罐体
坯料在交付
制罐厂
后制罐
过程中的断罐率
是评价自退火罐体
坯料质量水平的最
主
要指标
之一,
本
文较为详细地分析了影响自退火罐体
坯料断罐率的诸因素。
关键词:自
退火罐体
坯料;
断
罐率;
影响因素
2008
年全
球二
片易拉罐的生产
能力约
4500
亿只,
产量约2150
亿只,
消费
罐体坯
料约275
万t,
消费罐盖及
拉环坯
料(
含三片
罐的)约1
40万t。
2008
年,
中国二
片易拉罐的生
产能力
约
157亿只,
易拉铝盖生
产能力约500亿只,
消费罐体坯
料、
罐盖及
拉环坯
料约
30万t,
20
09年消
费量
增加到31万t,
其中:
国
内自产数量
约18万t,
进口
数量
约13万t,
是进口
份额最
大的
铝板
带产品。
我国西南铝业
有限
责任公司、
南山
轻合金
有限
责任公司是
当前国
内罐
料产量最
大的
两
家企业,
渤海铝业
有限
责任公司也已经开始向市
场大批量
供应
罐料。
根
据当前市场反
馈情
况,
国
产自退火
罐体坯
料和进口
自退火
罐体坯
料相比存在的主要差
距之一是
断罐率较高,
本文
较为
详细地
分析了影
响自退
火罐体坯
料断罐率的
主要因素,
供同行参考。
1配料的影响
在电解铝
液来源
方便的企业,
自退
火罐体坯
料的配
料一
般采用
60%
的电解铝
液、
20%的
重
熔锭、
20%的一二级工艺
废料及
中间
合金,
电解铝液添加
比例过大,
会造成
熔体氢含量过
高,
断罐率
增加,
过
小则能耗增
加。
由
于电解铝液是配
料比例最
大的原
材料,
所以应
严格控制其纯
度,
特
别是
其中的
碱金属和Pb
等重金属的含量。
一二级废料添加
比例过大,
则熔
体渣含量增
加,
断罐率增加,
过少
则废料消化
困
难,
生产成本增
加。
添加的一二级废料应是洁
净的,
没有被
油泥等异
物污染的,
且应是厚度在2mm以
上的工艺废料,
例如:
热轧工
序的切边料。
镁锭是
自
退火
罐体坯料添加
合金元
素比例最
大的,
应关注
镁锭的纯度及质量。
2陶瓷
过滤
板和
管式过滤
器的影响
在熔
铸工序,
铝熔
体在进人
结晶器之前
要通过
陶瓷过滤板进行最
终的过滤,
这对
保证铝熔
体的洁净
程度起到重要
作用。
铸造自
退火
罐体坯料
用板锭应采
用SOppi
或更
精细规格的陶瓷
过滤板,
日
本自
退火
罐体坯料
生产厂家
还
普遍采用
管式
过滤器对铝熔
体进
行更
精细的过滤,
使
自退火
罐体坯料中的夹杂含量
降到最低
限度,
对减
少
断罐率效果显
著。
3晶
粒细
化剂的影响
晶粒细化剂起细化晶粒的
作用,
添加比
例过小
不能起到细化晶粒
的作
用,
容易造成晶粒
粗
大而
降低自
退火
罐体坯
料的抗拉
强度及
伸长
率,
断
罐率增加,
这是
其一,
其二容易造成在
铸造
过程中出现裂纹,
甚至通裂
报废。
添加比
例过大,
则容易造成夹
杂含量增加,
断
罐率增加。
晶粒细化剂的质量对自退火
罐体坯料
的影响也很明
显,
如果质量不能
保证,
不
但不能有效
起到细
化晶粒的
作用,
还有
可能大量增加铝熔
体中夹杂的含
量。
国外KBA生产的细化剂是目2010
年全国
铝板带箔技术交流
会论
文
集
前国际上
公认的质量比较好的细化剂。
4环境温度和
湿度的影
响
环境的温
度和湿
度
的影响主要反
映在熔铸工序,
随着生
产环
境
的温
度和
湿度增加,
进人铝
熔体
中的氢会大幅度增加,
铝熔
体中夹杂含
量也
随之
增加,
自退
火罐体坯
料的断罐率
增加。
另
外,
在夏季较高的温
度和湿
度
的环境下生产的
自退
火罐体坯料
的表面氧化程
度增加,
断罐率增
加。
5
化学成分的影响
目
前市场上生
产自退
火罐体坯
料所用
合金主要是31
04合金,
该合金
中添
加的主要
化学元
素为is、
Fe、
cu、
Mn、
Mg,
合理添
加这5种
化学元
素的
比例是保证生
产出优质自退
火罐体坯
料的
基本保证。
一
般情况下,
iS元
素
含量一
般控制在0
17%一
025%之间、
eF元
素035%-
050%、
Cu元
素015%一020%、
Mn元
素080%一095%之
间、
Mg
元素110%一125%之
间。Cu、
Mn、
Mg
是强
化元
素,
是保证
自退
火罐体坯
料抗拉强
度和屈服强
度的基
本元素,
这
三
种
元素
含量
过低,
自退
火罐体坯
料的强
度指标无
法保
证,
含量过
高,
在后
续制罐拉拔过程
中会
造
成断罐率
增加。
众所周知,
iT作为晶
粒细
化剂广泛
应用于铝及
铝合金
中,
但iT
含量应控制在适当水平内,
避
免形成块状ITIA,
化合
物恶
化合金组织。
rC,
V
能提高析出相的热稳定性,
阻碍
其聚集长
大,
因而有
利于
提高烘烤强
度。
rC,V,iS还对
均热时
析出球形lAl
:
(eFM
)n351有
促进作
用,
这对
以
后
的制耳
率
控制有不可忽
视的
作用。
但rC,V
含量太
高易生
成rC,V
的块状化合物,
故Cr,V
应
严格限
制在005%以
内,
最
好低于002%,V
的作用比C:更
为强
烈。
材料的
成分越复杂,
杂质含量越多,
其再结晶温
度也
越高,
对
立
方织构的形
成越不
利。
因
此,31
04合金
除了
控制Mg,Mn,
eF,iS,
Cu,
Zn
等元
素及
杂质含量外,
其他杂质应越少
越好,
特别是31
04合金
中存在的Na、
Ca和
bP等
杂质元
素
含量
更应严格控制,
含量
过高,
会造成在热
轧过程
中出现
裂边现象,
裂边
产生的
碎料会带人
卷材中路伤表面,
断罐率
增加。
自退
火罐体坯
料一
般应
将
这些
有害元
素含量
控制在SPm以下。
建议熔铸时尽量
采用
高品
位的电
解铝液或
纯
铝锭配
料。
由于不
同制罐厂家制罐设
备不
同,
采用的
模具结构有差
异,
并且
对自退
火罐体坯
料的规格
尺
寸及性
能要
求各
有不
同,
这种差异
就需要
自退
火罐体坯
料的化学成分有
所不
同,
特别是eF、
Cu、
Mn
和Mg四
种主要合金元
素的含量
会有所不
同,
只
有这些合金元
素添
加比例合理,
才能在
保证最
小断罐率的
前提下
满足不
同自退
火罐体坯
料客户的不
同要求。
6
铸锭均匀
化处理
工艺的影响
铸锭均匀化处理
工艺对
自退火
罐体坯
料内部组织及
再结晶温
度有决定性影
响,
保温温
度
最
终决定再结晶温
度,
控制好保温温
度才能
保证最
终的
热轧卷
完全再
结晶,
也
才能
保证比较低
的
制耳
率和
减轻自退
火罐体坯
料卷的
各向异性,
最
终减
少
断罐率的发生。
铸锭
保温时间应
足
够,
保温时间过短,
铸锭内
部组织不
能完全均
匀化,
保温时间过长
则能耗成本增加。
7热
终札厚度和凸度的
影响
自退火
罐体坯
料热轧工
序卷取
厚度对断罐率有重要影响,
这种影响
体现在两
方面,
一
方面
影
响自退
火罐体坯料的总的
冷加工
率,
另一方
面影响制耳
率。
冷加工
率越小,
自
退火
罐体坯料
的加工硬化程
度也越小,
抗
拉强度和屈服强
度同时减
少,
伸长
率增加,
使断
罐率有减小的趋势。