制造铝板的流程

制造铝板的流程

将铝及铝合金经熔炼、铸锭、各种轧前准备、平辊轧制、热处理和精整等工序加工成截面为矩形的单张或成卷加工材的过程。板材的厚度最大达

200mm，分为薄板、厚板(5～80mm)和特厚板。板材的宽度一般为1～，最大达5m，长度为2～10m。带材的厚度一般不大于2mm，宽度不超过600mm，成卷供应。

铝和铝合金板带材以热轧状态、退火状态、各种级别的软态和各种热处理状态供应。铝和铝合金板材的生产方法有块式法和带式法两种。块式法是将热轧后的板坯切成若干块，再经单张冷轧至成品。带式法则是将板坯轧到一定厚度和长度后，边轧制边卷取；到成品厚度后，再横剪成单张的铝板。此法生产效率高，产品质量好。铝合金板带材的生产工艺流程如图所示，可分为热轧前准备、热轧、冷轧、热处理和精整等阶段。

热轧前准备主要包括铸锭质量检查、均热、锯切、铣面、包铝和加热等。使用质量优良的铸锭是保证成品质量的前提。现代铝合金板带生产用的铸锭多用半连续铸锭法生产。铸锭的尺寸大，内部枝晶细密。

半连续铸造时冷却速度很高，固相中的扩散过程困难，铸锭内部易形成化学成分和组织不均，如晶内偏析等，使塑性降低。因此一些铝合金，特别是硬铝合金的铸锭，需经均匀化处理(见有色金属合金锭坯均匀化)，以消除或减少成分和组织不均，同时消除铸造应力。铝合金均匀化的温度应低于该合金低熔点共晶温度10～15℃，保温时间12～24h即可基本消除成分与组织之不均匀。对硬铝类合金，铸锭均匀化温度为480～495℃，保温12～15h。对Al-Zn-Mg-Cu系合金，则为450～465℃，保温24h。

铸锭表面有偏析浮出物、夹渣、结疤和裂纹等缺陷时，应进行铣面(见有色金属合金锭坯铣面)，这是保证成品良好表面质量的一个重要因素。铣削量取决于缺陷的深度，一般为4～10mm。

包铝是铝合金板带生产的特有工序，是将包铝板置于铸锭的上下两面，通过热轧结合成一体。包铝的目的是提高铝合金板带的抗蚀能力、保护基体金属免受铝合金板带生产工艺流程图腐蚀和改善工艺性能。包铝板应具有适合的化学组成和适当的厚度。对硬铝为基体的板材，使用铜、锌含量小于％的纯铝作包铝板。超硬铝为基体时，使用含锌％～％的Al-Zn合金为包铝板。根据板厚和用途不同，成品板包铝层厚度为板厚的2％、4％和8％。为改善工艺性的包铝称工艺包铝，目的在于防止铸锭开坯时表面开裂，包铝层为成品板厚的％～％。

铸锭加热加热的目的是提高铸锭的塑性和降低变形抗力，以利于热轧的进行。铸锭的加热温度根据合金状态图和塑性图确定。加热温度应尽量使热轧在最高的允许温度下开始。对纯铝和低合金化的铝合金锭，加热温度为500℃或更高；对硬铝合金锭为390～430℃；超硬铝合金为370～410℃。加热时间则以

铸锭断面上温度均匀为目标。加热时间过长，铸锭表面氧化层过厚，不利于包铝板与锭坯的结合。铸锭加热在有空气循环的连续式加热炉中进行。

热轧铝合金铸锭的热轧是为冷轧提供坯料，或直接生产热轧状态的厚板。按生产规模的大小，铝合金铸锭的热轧有3种方式：(1)单机架热轧。由开坯到热轧完了全在一台热轧机上完成。为提高生产效率采用大铸锭，使用可逆式轧机。为增大板宽和改善板形，使用四辊式轧机。单机架热轧时，轧件温降大，终轧厚度大(6～8mm)，卷重相对轻，轧件质量和生产效率不够理想。

(2)双机架热轧。由一台可逆轧机进行铸锭的开坯和热粗轧，再转移到第二台四辊可逆式轧机上进行热精轧。由于粗轧与精轧有了分工，不但生产能力和生产效率提高，而且轧件质量也有所提高。终轧厚度可达2mm。

(3)半连续热轧。由1至2台可逆式轧机进行开坯和热粗轧，然后轧件转到3至6机架四辊串列式连轧机上进行热精轧，每机架只轧一道次。由于采用大锭高速轧制，不但生产规模大，而且轧制的间隙时间短，故终轧温度高，可轧得相当于退火状态的卷带，质量也明显提高。

热轧工艺制度包括道次压下率、轧制温度、轧制速度以及润滑冷却等。道次压下率大，有利于变形深入轧件内部，可减少轧件张嘴开裂乃至缠辊现象。然而道次压下量受轧辊咬入条件的限制。此外在开坯阶段，为保证铸锭的铸造组织向变形组织顺利过渡，道次压下率和轧制速度都不宜过大。轧制包铝铸锭时，为使包铝板与锭坯结合良好，第一道次压下率应控制在2％～4％范围内。立辊轧边可改善轧件边部的应力状态，减少裂边。采用铸锭侧面包铝并轧边，可消除铝合金热轧时的裂边。轧制后期，轧件长度增大，轧制速度也应相应地提高。

为获得平整、光滑的轧出质量和降低轧制力，热轧中必须进行充分的润滑。铝合金热轧的润滑常采用水基乳液。水基乳液由乳剂与水配成，浓度为％～％，轧制硬合金时浓度稍淡。乳剂由变压器油、油酸和三乙醇胺组成。

为获得平直度良好的热轧带卷，必须控制轧制时546的辊缝形状，采用液压弯辊、辊身分区冷却和轧辊原始凸度控制(见辊型控制)等手段，配合压下规程和轧制速度进行调控。喷在轧辊上的乳液除润滑外也起冷却作用。乳液在喷嘴处的压力应为～，流量为5～6L／(cm•s)。

冷轧冷轧可获得比热轧带卷外形更平直、表面更光洁、厚度更薄更均一、组织与性能更好的带卷。冷轧可在单机架轧机或连轧机上进行。现采用单机架四辊不可逆轧机为多，轧制速度为5～20m／s，连轧时可达25～40m／s。采用计算机实行综合自动控制，如平直度(AFC)、厚度(AGC)、张力(ATC)和速度(ASR)等自动控制，故轧件质量很高，厚度偏差下降到±3～5μm，平直度可小于10

个I单位。

在设备能力允许、润滑冷却良好、轧件不裂边并能获得良好表面的条件下，冷轧应尽量采用大的道次压下率。纯铝和软合金的允许道次压下率为50％～70％，一般采用40％～50％；硬合金为40％左右，一般采用30％以

下。道次压下率应使各道次轧制力基本相同，以保证轧出厚度均一、平直度良好的带卷。

在各道次都不发生裂边的情况下，纯铝和软合金的冷轧总压下率可达95％以上，硬合金也可达90％～92％。为防止裂边和断带，塑性较差的合金需作热带卷的预退火，冷轧过程中还进行1～2次中间退火。最后一次中间退火的厚度，即冷轧最后一个轧程的总压下率对成品性能有极重要的作用和影响。