專利名稱：鋁合金材料差溫比例退火工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金材料退火工藝，更具體地說，涉及一種鋁合金材料差溫比例退火工藝，包括成品退火及中間退火。
背景技術：
我國汽車工業(yè)以及空調行業(yè)不斷發(fā)展，競爭日益激烈。汽車各種熱交換器使用的鋁合金大多為以Mn為主要添加元素的合金，即3X X X鋁合金，屬于不可熱處理強化型鋁合金。這些鋁合金具有很大的過冷能力，因此在快速冷卻結晶時，易產生很大的晶內偏析，Mn的濃度在枝晶的中心部位較低，再結晶溫度也相對較低，而在邊緣部位較高，再結晶溫度也相對較高，由于再結晶溫度的差異，料卷在退火后易形成粗大的晶粒，這極大地影響了產品釬焊后力學性能以及耐腐蝕性能，所以必須避免粗大晶粒的形成?？照{用鋁箔向減薄、高強度、高成型性、高換熱性和高耐腐蝕性方向發(fā)展，對鋁箔的性能提出了更高的要求。鋁合金材料生產過程中的熱處理是保證其成品性能的最關鍵環(huán)節(jié)，目前常用的鋁合金材料成品退火方式有兩種，一種是固定爐氣溫度、固定總時間的退火方式，這種方式在退火過程中并不能對料卷溫度進行監(jiān)測，無法知道料卷的真實溫度及保溫時間，料卷溫度有可能未達到或超出預定目標溫度，容易造成退火過程不充分或過充分，如專利號為CN101338404A，專利名稱為“一種空調散熱器鋁箔的退火方法”中涉及的退火方法；另一種是，先設定一較高的爐氣溫度，待料卷達到一定溫度后將爐氣溫度設定為料卷的目標溫度，這種方法雖然能較好的監(jiān)控料卷溫度及保溫時間，但由于料卷有一定的厚度，較高的爐氣溫度將料卷外圈的鋁合金材料加熱至預定溫度后立刻將爐氣溫度降為預定溫度，料卷芯部鋁合金材料實際溫度距離預定溫度還有一定距離，需要較長的時間才能平衡內外溫差，這將造成極大的能源浪費，增加成本。而如果待料卷芯部鋁合金材料溫度達到預定溫度然后將爐氣溫度降為預定溫度，則容易造成料卷外圈的鋁合金材料超溫，這兩種情況都將造成退火后料卷內外材料性能不均勻，形成不合格產品。
發(fā)明內容
為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的任務在于提供了一種鋁合金材料差溫比例退火工藝，解決鋁合金材料成品料卷外圈與芯部材料性能不均勻的問題以及再結晶組織粗大的問題。本發(fā)明的技術方案是這樣的，一種鋁合金材料差溫比例退火工藝，其特征在于包括升溫階段、差溫階段和保溫階段；所述升溫階段為將退火爐爐氣溫度設定為T+AT，待鋁
合金材料溫度達到Γ ~;所述差溫階段為按鋁合金材料溫度每升高rc將退火爐爐氣溫
K
度降低k°c直至鋁合金材料溫度達到T時，爐氣溫度降為T進行保溫；所述溫度T為鋁合金材料退火預定目標溫度，所述Λ T為20 150°C，所述k為4 6。在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述鋁合金材料是成品狀態(tài)為H24或H26狀態(tài)的鋁箔材料。優(yōu)選地，所述鋁合金材料退火預定目標溫度T為250 280°C，所述Λ T為20 30°C，所述k為4或5。在本發(fā)明的另一個具體實施例中，所述鋁合金材料是3系鋁合金材料或者以3系鋁合金材料為基材的復合鋁合金材料。優(yōu)選地，所述鋁合金材料退火預定目標溫度T為350 420°C，所述Λ T為100 150。。。本發(fā)明所提供的技術方案的優(yōu)點在于，通過合理選擇差溫階段的溫差AT與差溫比例k，使得鋁合金材料芯部與外圈實際溫度差距縮小，精確控制鋁合金材料溫度，退火后的產品力學性能內外均勻且穩(wěn)定，組織細小，合格率高。
具體實施例方式圖I為本發(fā)明退火過程溫度時間曲線示意圖；圖2為實施例5中鋁合金材料的成品釬焊前金相組織；圖3為實施例5中鋁合金材料的成品釬焊后金相組織；圖4為實施例7中鋁合金材料的成品釬焊后金相組織。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。請參見
圖1，其中升溫階段(O tl)、差溫階段(tl t2)、保溫階段(t2 t3)實施例I :I、將按照鑄軋、冷軋生產的3卷O. 098X800mm空調用鋁箔3102裝入20噸電加熱退火爐；2、設置工藝，在計算機自動控制系統(tǒng)中設置如下退火方法，270/250°C X6h，k為4，Λ T為20°C，差溫階段開始溫度為料卷溫度達245°C，料卷退火預定目標溫度250°C，保溫6小時。3、退火過程的三個階段(I)升溫階段，退火爐爐氣溫度設為270°C，料卷溫度從室溫升到245°C ；(2)差溫階段，料卷溫度從245°C升到250°C為差溫階段，此階段中料卷溫度從2450C繼續(xù)升高，爐氣溫度同時從2700C開始降低，因k為4，料卷溫度每升高IV，爐氣溫度相應降低4°C，即料卷溫度從245°C升至250°C，爐氣溫度同時從270°C降至250°C ； (3)保溫階段，料卷在250°C保溫6小時。4、保溫6小時后，系統(tǒng)自動關閉，退火結束，料卷出爐空冷。退火后鋁箔成品狀態(tài)為H26，抗拉強度為142 145MPa，延伸率彡16%，杯突值彡6. 2mm，沖制過程未出現(xiàn)開裂。實施例2 I、將按照鑄軋、冷軋生產的6卷O. 10X950mm空調用鋁箔3102裝入30噸電加熱退火爐；2、設置工藝，在計算機自動控制系統(tǒng)中設置如下退火方法，280/260°C X7h，k為4，Λ T為20°C，差溫階段開始溫度為料卷溫度達255°C，料卷退火預定目標溫度260°C，保溫7小時。
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3、退火過程的三個階段(I)升溫階段，退火爐爐氣溫度設為280°C，料卷溫度從室溫升到255°C ；(2)差溫階段，料卷溫度從255°C升到260°C為差溫階段，此階段中料卷溫度從255°C繼續(xù)升高，爐氣溫度同時從2800C開始降低，因k為4，料卷溫度每升高IV，爐氣溫度相應降低4°C，即料卷溫度從255°C升至260°C，爐氣溫度同時從280°C降至260°C ； (3)保溫階段，料卷在260°C保溫7小時。4、保溫7小時后，系統(tǒng)自動關閉，退火結束，料卷出爐空冷。退火后鋁箔成品狀態(tài)為H24，的抗拉強度為137 140MPa，延伸率彡18%，杯突值彡6. 4mm，沖制過程未出現(xiàn)開裂。實施例3 I、將按照鑄軋、冷軋生產的6卷O. 105X IlOOmm空調用鋁箔1200裝入30噸電加熱退火爐；2、設置工藝，在計算機自動控制系統(tǒng)中設置如下退火方法，295/270°C X8h，k為5，Λ T為25°C，差溫階段開始溫度為料卷溫度達265°C，料卷退火預定目標溫度270°C，保溫7小時。3、退火過程的三個階段(I)升溫階段，退火爐爐氣溫度設為295°C，料卷溫度從室溫升到265°C ；(2)差溫階段，料卷溫度從265°C升到270°C為差溫階段，此階段中料卷溫度從265 °C繼續(xù)升高，爐氣溫度同時從295 °C開始降低，因k為5，料卷溫度每升高IV，爐氣溫度相應降低5°C，即料卷溫度從265°C升至270°C，爐氣溫度同時從295°C降至270°C ； (3)保溫階段，料卷在270°C保溫8小時。4、保溫8小時后，系統(tǒng)自動關閉，退火結束，料卷出爐空冷。退火后鋁箔成品狀態(tài)為H24，的抗拉強度為130 135MPa，延伸率彡20%，杯突值彡7. 2_，沖制過程未出現(xiàn)開裂。實施例4 I、將按照鑄軋、冷軋生產的6卷O. 095X835mm空調用鋁箔8011裝入30噸電加熱退火爐；2、設置工藝，在計算機自動控制系統(tǒng)中設置如下退火方法，310/280°C X5h，k為5，AT為30°C差溫階段開始溫度為料卷溫度達274°C，料卷退火預定目標溫度280°C，保溫5小時。3、退火過程的三個階段(I)升溫階段，退火爐爐氣溫度設為310°C，料卷溫度從室溫升到274°C ；(2)差溫階段，料卷溫度從274°C升到280°C為差溫階段，此階段中料卷溫度從274°C繼續(xù)升高，爐氣溫度同時從310°C開始降低，因k為5，料卷溫度每升高IV，爐氣溫度相應降低5°C，即料卷溫度從274°C升至280°C，爐氣溫度同時從310°C降至280°C ； (3)保溫階段，料卷在280°C保溫5小時。4、保溫5小時后，系統(tǒng)自動關閉，退火結束，料卷出爐空冷。退火后鋁箔成品狀態(tài)為H24，的抗拉強度為126 131MPa，延伸率彡22%，杯突值彡7. 2_，沖制過程未出現(xiàn)開裂。實施例5 I、將6卷O. 50mm厚度的4045/3003復合鋁合金帶材裝入30噸電加熱退火爐進行中間退火，之后冷軋至O. 35mm的成品帶材；
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2、設置工藝，在計算機自動控制系統(tǒng)中設置如下退火工藝，500/350°C X7h，k為5，Λ T為150°C，差溫階段開始溫度為料卷溫度達320°C，料卷溫度達350°C保溫7小時。3、退火過程的三個階段(I)升溫階段，退火爐爐氣溫度設為500°C，料卷溫度從室溫升到320°C ；(2)差溫階段，料卷溫度從320°C升到350°C為差溫階段，此階段中料卷溫度從320 0C繼續(xù)升高，爐氣溫度同時從500 0C開始降低，因k為5，料卷溫度每升高IV，爐氣溫度相應降低5°C，即料卷溫度從320°C升至350°C，爐氣溫度同時從500°C降至350°C ； (3)保溫階段，料卷在350°C保溫7小時。4、保溫7小時后，系統(tǒng)自動關閉，退火結束，料卷出爐空冷。復合鋁合金帶材成品性能均勻，釬焊前、后晶粒細小。實施例6 I、將6卷O. Imm厚度的3003鋁合金箔裝入30噸電加熱退火爐；2、設置工藝，在計算機自動控制系統(tǒng)中設置如下退火工藝，450/350°C X6h，k為
4,AT為100°C，差溫階段開始溫度為料卷溫度達325°C，料卷溫度達350°C保溫6小時。3、退火過程的三個階段(I)升溫階段，退火爐爐氣溫度設為450°C，料卷溫度從室溫升到325°C ；(2)差溫階段，料卷溫度從325°C升到350°C為差溫階段，此階段中料卷溫度從325°C繼續(xù)升高，爐氣溫度同時從4500C開始降低，因k為4，料卷溫度每升高IV，爐氣溫度相應降低4°C，即料卷溫度從325°C升至350°C，爐氣溫度同時從450°C降至350°C ； (3)保溫階段，料卷在350°C保溫6小時。4、保溫6小時后，系統(tǒng)自動關閉，退火結束，料卷出爐空冷。退火后鋁合金箔性能均勻，再結晶晶粒細小。實施例7 I、將6卷O. 45mm厚度的4343/3003/7072復合鋁合金帶材裝入30噸電加熱退火爐進行中間退火，之后冷軋至O. 30mm的成品帶材；2、設置工藝，在計算機自動控制系統(tǒng)中設置如下退火工藝，500/380°C X5h，k為6，Λ T為120°C，差溫階段開始溫度為料卷溫度達360°C，料卷溫度達380°C保溫5小時。3、退火過程的三個階段(I)升溫階段，退火爐爐氣溫度設為500°C，料卷溫度從室溫升到360°C ；(2)差溫階段，料卷溫度從360°C升到380°C為差溫階段，此階段中料卷溫度從360°C繼續(xù)升高，爐氣溫度同時從500°C開始降低，因k為6，料卷溫度每升高1°C，爐氣溫度相應降低6°C，即料卷溫度從360°C升至380°C，爐氣溫度同時從500°C降至380°C ； (3)保溫階段，料卷在380°C保溫5小時。4、保溫5小時后，系統(tǒng)自動關閉，退火結束，料卷出爐空冷。復合鋁合金帶材成品性能均勻，釬焊前、后晶粒細小。實施例8 I、將3卷I. 5mm厚度的3003鋁合金板裝入20噸電加熱退火爐；2、設置工藝，在計算機自動控制系統(tǒng)中設置如下退火工藝，520/420°C X4h，k為5，Λ T為100°C，差溫階段開始溫度為料卷溫度達400°C，料卷溫度達420°C保溫4小時。3、退火過程的三個階段(I)升溫階段，退火爐爐氣溫度設為520°C，料卷溫度從室溫升到400°C ；(2)差溫階段，料卷溫度從400°C升到420°C為差溫階段，此階段中料卷溫度從400°C繼續(xù)升高，爐氣溫度同時從520°C開始降低，因k為5，料卷溫度每升高1°C，爐氣溫度相應降低5°C，即料卷溫度從400°C升至420°C，爐氣溫度同時從520°C降至420°C ； (3)保溫階段，料卷在420°C保溫4小時。4、保溫4小時后，系統(tǒng)自動關閉，退火結束，料卷出爐空冷。退火后鋁合金板材性能均勻，再結晶晶粒細小。
權利要求
1.一種鋁合金材料差溫比例退火工藝，其特征在于包括升溫階段、差溫階段和保溫階段；所述升溫階段為將退火爐爐氣溫度設定為T+AT，待鋁合金材料溫度達到Γ - ■,K所述差溫階段為按鋁合金材料溫度每升高rc將退火爐爐氣溫度降低k°C直至鋁合金材料溫度達到T時，爐氣溫度降為T進行保溫；所述溫度T為鋁合金材料退火預定目標溫度，所述AT為20 150°C，所述k為4 6。
2.根據(jù)權利要求I所述的鋁合金材料差溫比例退火工藝，其特征在于所述鋁合金材料是成品狀態(tài)為H24或H26狀態(tài)的鋁箔材料。
3.根據(jù)權利要求2的鋁合金材料差溫比例退火工藝，其特征在于所述鋁合金材料退火預定目標溫度T為250 280°C，所述Λ T為20 30°C，所述k為4或5。
4.根據(jù)權利要求I所述的鋁合金材料差溫比例退火工藝，其特征在于所述鋁合金材料是3系鋁合金材料或者以3系鋁合金材料為基材的復合鋁合金材料。
5.根據(jù)權利要求4的鋁合金材料差溫比例退火工藝，其特征在于所述鋁合金材料退火預定目標溫度T為350 420°C，所述AT為100 150°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁合金材料差溫比例退火工藝，包括升溫階段、差溫階段和保溫階段；所述升溫階段為將退火爐爐氣溫度設定為T+ΔT，待鋁合金材料溫度達到所述差溫階段為按鋁合金材料溫度每升高1℃將退火爐爐氣溫度降低k℃直至鋁合金材料溫度達到T時，爐氣溫度降為T進行保溫；所述溫度T為鋁合金材料退火預定目標溫度，所述ΔT為20～150℃，所述k為4～6。本發(fā)明通過合理選擇差溫階段的溫差ΔT與差溫比例k，使得鋁合金材料芯部與外圈時間溫度差距縮小，精確控制鋁合金材料溫度，退火后的產品力學性能內外均勻且穩(wěn)定，組織細小，合格率高。
文檔編號C22F1/04GK102936708SQ20121048022
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權日2012年11月23日
發(fā)明者張平, 張敏達, 曹琦, 何獻忠, 吳永新 申請人:江蘇常鋁鋁業(yè)股份有限公司