1.本发明属于铝合金加工制造技术领域,具体为一种铝瓶瓶体用铝合金带材及其制备方法。
背景技术:
2.随着啤酒、饮料包装市场的发展,新型包装材料不断涌现。铝瓶因其美观、易携带、储存性好等优点而受到消费者青睐。目前市场上常见的百威牌铝瓶主要用铸造铝饼冲压而成。但这些铝瓶容量小,拉伸废品率高。另外铝瓶瓶壁较厚,重量较大,不符合轻量化发展趋势。
技术实现要素:
3.本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足,而提供一种铝瓶瓶体用铝合金带材及其制备方法,本发明的铝合金带材,晶粒细小均匀,具有较低的制耳率和较高的材料强度,在后续深冲拉伸过程中更容易成型,有利于提高产品市场竞争力。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种铝瓶瓶体用铝合金带材,所述铝合金带材配方由以下化学元素按照质量百分比组成:si:0.2%-0.24%、fe:0.41%~0.49%、cu:0.2%~0.22%、mn:0.86%-0.9%、mg:1.20%-1.27%、zn≤0.03%;ti:0.01%~0.02%、单个杂质≤0.03%、杂质总计≤0.15%、余量为al。
5.进一步地,所述铝合金带材合金状态是3104-h22,厚度是0.7~0.85mm。
6.进一步地,所述铝合金带材抗拉强度216-224mpa,屈服强度(非比例延伸强度)184-186mpa,断后延伸率8.3-8.6%。
7.进一步地,所述铝合金带材微观化组织合物尺寸3-13μm;制耳率为2.6-2.8%。
8.上述一种铝瓶瓶体用铝合金的制备方法,包括:配料
→
熔炼
→
精炼
→
过滤
→
铸造
→
锯切
→
铣面
→
均热及加热
→
热轧
→
冷轧
→
成品退火
→
切边涂油。
9.进一步地,所述制备方法,包括以下主要的步骤:
10.a、按照质量百分比,将上述铝合金各化学元素的配料进行熔炼、炉内精炼、在线除气、在线过滤,将铝液铸造成铝合金铸锭;
11.b、铸造后的铝合金铸锭冷却后切头去尾,然后经铣面除去铸锭表面的凝壳层;
12.c、将锯切、铣面后的铸锭置于加热炉进行均热,金属温度:580~600℃,保温8-10小时;
13.d、均热结束后降温到500-520℃后直接出炉开轧,控制热轧的卷取温度335-350℃;
14.e、将卷材强制冷却到室温后进行冷轧;
15.f、连轧机冷轧到成品厚度,退火工艺制度235-245℃,保温3-4h,退火冷却后,进行表面涂油,涂油量为250-350mg/m2/面。
16.进一步地,步骤a遵循如下过程,将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼,并使用熔剂
进行精炼覆盖,投料后待炉内物料熔化后开始搅拌,扒渣、得到合格的化学成分后,然后利用ar气精炼,将铝液中的氢与细小的杂质带到熔体的表面,然后扒渣,静置30min以上。
17.进一步地,步骤a铸造过程中使用双级过滤;并用al-5ti-0.2b做在线细化处理。
18.进一步地,步骤e冷轧总加工率保持在60%以上。
19.与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
20.本发明调整了铝合金带材中si、fe、mn的配比,0.2%-0.24%的si含量,有利于后续均热过程中β相al6[fe,mn]向α相al
12
[fe,mn]3si转变,保证第二相的细小均匀,便于后续变薄拉伸生产铝瓶过程中的成型,大大降低了铝瓶重量和产品废料率;
[0021]
本发明铸造过程中使用双级过滤,从而减少熔体的渣含量,保证熔体纯净度;
[0022]
本发明采用高温长时间的均匀化加热,保证了材料内部组织和性能的均匀性,促进了第二相之间的转变,为后续成型提供了保证;
[0023]
本发明通过控制热轧终轧温度和冷轧总加工率,保证材料内部织构的平衡,降低制耳率;
[0024]
本发明生产的卷材组织细小均匀,性能稳定,制耳小,表面质量良好,降低材料成型过程中的废品率,有利于提高产品的市场竞争力。
具体实施方式
[0025]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0026]
本发明提供一种铝瓶瓶体用铝合金带材,所述铝合金带材配方由以下化学元素按照质量百分比组成:si:0.2%-0.24%、fe:0.41%~0.49%、cu:0.2%~0.22%、mn:0.86%-0.9%、mg:1.20%-1.27%、zn≤0.03%;ti:0.01%~0.02%、单个杂质≤0.03%、杂质总计≤0.15%、余量为al。
[0027]
其中,所述铝合金带材合金状态是3104-h22,厚度是0.7~0.85mm。
[0028]
上述一种铝瓶瓶体用铝合金的制备方法,包括:配料
→
熔炼
→
精炼
→
过滤
→
铸造
→
锯切
→
铣面
→
均热及加热
→
热轧
→
冷轧
→
成品退火
→
切边涂油,包括以下主要的步骤:
[0029]
a、按照质量百分比,将上述铝合金各化学元素的配料进行熔炼、炉内精炼、在线除气、在线过滤,将铝液铸造成铝合金铸锭;
[0030]
b、铸造后的铝合金铸锭冷却后切头去尾,然后经铣面除去铸锭表面的凝壳层;
[0031]
c、将锯切、铣面后的铸锭置于加热炉进行均热,金属温度:580~600℃,保温8-10小时;
[0032]
d、均热结束后降温到500-520℃后直接出炉开轧,控制热轧的卷取温度335-350℃;
[0033]
e、将卷材强制冷却到室温后进行冷轧;
[0034]
f、连轧机冷轧到成品厚度,退火工艺制度235-245℃,保温3-4h,退火冷却后,进行表面涂油,涂油量为250-350mg/m2/面。
[0035]
其中,步骤a遵循如下过程,将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼,并使用熔剂进行精炼覆盖,投料后待炉内物料熔化后开始搅拌,扒渣、得到合格的化学成分后,然后利用ar
气精炼,将铝液中的氢与细小的杂质带到熔体的表面,然后扒渣,静置30min以上,从而提高熔体的纯净度。
[0036]
其中,步骤a铸造过程中使用双级过滤(包括但不限于:板式cff过滤 深床过滤、板式cff过滤 管式过滤),从而减少熔体的渣含量,保证熔体纯净度;并用al-5ti-0.2b做在线细化处理,保证铝合金铸锭晶粒度。
[0037]
其中,步骤d热轧终轧温度即卷取温度温度控制在335-350℃,目的在于保证热轧卷内有足够的立方织构。
[0038]
其中,步骤e冷轧总加工率保持在60%以上,保证材料内部织构平衡。
[0039]
具体合金成分及工艺参数详见各实施例。
[0040]
实施例1
[0041]
一种铝瓶瓶体用铝合金带材,按照质量百分比,所述铝合金带材各组分含量如表1所示,其制备方法流程是:配料
→
熔炼
→
精炼
→
过滤
→
铸造
→
锯切
→
铣面
→
均热及加热
→
热轧
→
冷轧
→
成品退火
→
切边涂油,具体包括以下步骤:
[0042]
a、按照质量百分比,将铝合金各化学元素的配料进行熔炼、炉内精炼、在线除气、在线过滤,将铝液铸造成铝合金铸锭;
[0043]
b、铸造后的铝合金铸锭冷却后锯切头尾,然后经铣面除去铸锭表面的凝壳层;
[0044]
c、将锯切、铣面后的铸锭置于推进式加热炉进行均热,金属温度:600℃,保温8小时;
[0045]
d、均热结束后降温到520℃后出炉开轧,热轧卷取温度348℃,热轧卷厚度2.3mm;
[0046]
e、将热轧卷材置于高架智能仓库进行强制冷却,冷却到室温后进行冷轧;
[0047]
f、连轧机冷轧到成品厚度0.82mm,进入氮气保护炉退火:工艺制度240℃,保温4h,退火冷却后,进行表面涂油,涂油量为283mg/m2/面。
[0048]
实施例2
[0049]
一种铝瓶瓶体用铝合金带材,按照质量百分比,所述铝合金带材各组分含量如表1所示,其制备方法流程是:配料
→
熔炼
→
精炼
→
过滤
→
铸造
→
锯切
→
铣面
→
均热及加热
→
热轧
→
冷轧
→
成品退火
→
切边涂油,具体包括以下步骤:
[0050]
a、按照质量百分比,将铝合金各化学元素的配料进行熔炼、炉内精炼、在线除气、在线过滤,将铝液铸造成铝合金铸锭;
[0051]
b、铸造后的铝合金铸锭冷却后锯切头尾,然后经铣面除去铸锭表面的凝壳层;
[0052]
c、将锯切、铣面后的铸锭置于推进式加热炉进行均热,金属温度:580℃,保温9小时;
[0053]
d、均热结束后降温到520℃后出炉开轧,控制热轧的卷取温度341℃,热轧卷厚度2.2mm;
[0054]
e、将卷材置于高架智能仓库进行强制冷却,冷却到室温后进行冷轧;
[0055]
f、连轧机冷轧到成品厚度0.82mm,进入氮气保护炉退火:工艺制度240℃,保温4h,退火冷却后,进行表面涂油,涂油量为315mg/m2/面。
[0056]
实施例3
[0057]
一种铝瓶瓶体用铝合金带材,按照质量百分比,所述铝合金带材各组分含量如表1所示,其制备方法流程是:配料
→
熔炼
→
精炼
→
过滤
→
铸造
→
锯切
→
铣面
→
均热及加热
→
热轧
→
冷轧
→
成品退火
→
切边涂油,具体包括以下步骤:
[0058]
a、按照质量百分比,将铝合金各化学元素的配料进行熔炼、炉内精炼、在线除气、在线过滤,将铝液铸造成铝合金铸锭;
[0059]
b、铸造后的铝合金铸锭冷却后锯切头尾,然后经铣面除去铸锭表面的凝壳层;
[0060]
c、将锯切、铣面后的铸锭置于推进式加热炉进行均热,金属温度:600℃,保温10小时;
[0061]
d、均热结束后降温到500℃后出炉开轧,控制热轧的卷取温度345℃,热轧卷厚度2.2mm;
[0062]
e、将卷材置于高架智能仓库进行强制冷却,冷却到室温后进行冷轧;
[0063]
f、连轧机冷轧到成品厚度0.82mm,进入氮气保护炉退火:工艺制度245℃,保温3h,退火冷却后,进行表面涂油,涂油量为305mg/m2/面。
[0064]
表1合金成分(%)
[0065][0066]
实施例1~3生产的带材检测结果如表2所示。
[0067]
表2带材检测结果
[0068][0069][0070]
从表2可以看出,实施例1~3生产的带材样品的力学性能稳定,晶粒均匀细小,制
耳率低。
[0071]
以上仅是本发明的具体实施应用范例,对本发明的保护范围不构成任何限制。对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡采用等同变换或者等效替代而形成的技术方案,均落在在本发明的保护范围之内。