5052铝合金板材生产工艺研究_张登峰

轧制力 （ KN）
后张力 （ KN）
前张力 （ KN）
板型曲线
24%
300
≤500
140
120
2 －1
33%
220
≤700
100
120
1 －2
32%
450
≤550
90
80
1 －1
31%
360
≤450
80
70
1 －1
16%
360
≤350
70
40
1 －1
主机负荷
≤80% ≤80% ≤80% ≤80% ≤80%
为减 少 甩 尾 量，提 高 成 品 率，重 卷 切 边 尾 部 采 用 手动控制使带材全部通过。
在重卷切边时，为减少切边机二边小辊压下时在
板面产生残留油迹，影响退火 效 果，生 产 5052 合 金 时，需取下双侧压下小辊。 3． 4 退火
①实验室退火 为了确定 工 业 化 退 火 制 度，项 目 组 成 员 现 场 取 1. 5mm 厚度的试样，按照 25 * 180 规格切成样坯，温 度从 200℃ ～ 400℃ 每隔 20℃ 进行一次保温 2 小时的 等时再结晶退火。 5052 合金从 200℃ 到 260℃ 进行退火时，抗拉强 度稍有降低，延 伸 率 略 有 提 高，低 倍 组 织 没 有 发 生 变 化，处于回复阶段，金属基本保持冷作硬化状态； 当温 度继续升高 时，此 时 金 属 内 部 开 始 形 成 新 的 晶 粒，抗 拉强度明显 降 低，延 伸 率 明 显 升 高，金 属 内 部 开 始 由 纤维组织逐渐转变为再结晶等轴晶粒； 随着温度的升
第 42 卷 第 2 期 2013 年 4 月
有色金属加工 NONFERROUS METALS PROCESSING
Vol. 42 No. 2 April 2013
5052 铝合金板材生产工艺研究
张登峰
（ 华北铝业有限公司，河北 涿州 072750）
摘 要： 重点介绍了 5052 铝合金板材的应用及其生产工艺控制，并对 5052 合金板材的组织结构、力学性能进
/ MPa / MPa / %
硬度 抗剪强度 疲劳强度
HB / MPa
/ MPa
0 195
90
25
46
125
110
H32 230
195
12
60
140
115
H34 260
215
10
68
145
125
H36 275
240
8
73
160
130
H38 290
255
7
77
165
140
2 5052 合金化学成分
根据合同要求，用户需要 5052 H32 卷材生产电 视背投板，这 种 电 视 背 投 板 涉 及 生 产 工 序 多，对 产 品 要求较为严格。提出卷材板形必须要好，板面不允许 有油斑、异物，产品厚度要达到负公差。针对该产品， 公司成立了《5052 合金研制项目》项目组，组建了研 发团队，展开了该项研究。 3． 1 原料的选择
用户选取头部试样，对板片四周均进行厚 度 测
定，进一步检测整体厚度的均匀性。 4． 2 板形检测
板形检测分矫直机矫正后的板形检测和最终冲 压、铆接、人工校正板形检测，其中矫正后的板形检测 为在线检测，拉 伸 矫 直 开 始 阶 段 在 线 检 测 平 台，操 作 手进行切片测量，以确保最终成品的合格性。 4． 3 表面检测
＜ 0． 1
余量
3 5052 合金板材试验加工过程
1 5052 合金板材典型状态及力学性能 （ 见表 1）
表 1 5052 合金板材典型状态及力学性能 Tab． 1 Typical state and mechanical property of 5052 alloy sheet
抗拉强度 屈服强度 伸长率 状态
由于 1850 冷轧机没有相应的 5052 合金厚度曲 线，项目组成 员 跟 踪 取 样 制 备 了 不 同 厚 度 的 标 样，进 行了厚度曲线标定。每卷成品轧制时，重新采用千分 尺在线校正，确 保 厚 度 符 合 负 公 差 标 准，为 保 证 头 尾 厚度控制以进一步提高成品率，轧制过程每道次均采 用闭辊缝轧 制，并 且 规 定 了 甩 尾 长 度，有 效 的 保 证 了 成品厚度，稳定了成品率。具体轧制过程控制参数见 表 5。
原料采用 99． 7% 纯铝锭，添加相应合金元素制成 5052 合金大扁锭，再经过 1450mm 双卷取热轧机试轧 2 卷，最终轧制成热轧卷的尺寸为： 7． 0mm × 1120mm × Cmm。5052 合金卷材实际化学成分见表 3，热轧卷 具体信息见表 4。
表 3 5052 合金实际化学成分 （ 质量wk.baidu.com数） / % Tab． 3 Actual chemical composition of 5052 alloy
印痕。 板形是用户极为关心的重要指标，根据 1850 冷
轧机板形控制系统，采用 2 － 1、1 － 1 控制体系来实现 板形边 松 中 间 紧，以 进 一 步 保 证 用 户 矫 正 后 的 平 直度。
为保证成品表面带油量少，实现退火后表面干净 无油斑，从轧制张力、轧制油清洁度、轧机出口吹扫以 及除油工艺等方面进行了控制，保证了板面质量。
（ 上接第 15 页） 生的原因和解决方法，并通过随后的生产验证了其正确性。
Analysis and Discussion on Texture Defect of 6063 Billets
5052 合金热轧卷经过冷轧轧制到成品后，整体表 面组织均匀细腻，用户对表面粗糙度没有作进一步检 查，按照目前 粗 糙 度 控 制 能 够 满 足 用 户 要 求，每 一 张 板材上下表面均没有擦划伤、轧辊印痕等影响使用的 缺陷； 板材表面的退火油斑是用户重点检查的对象， 矫直切片发现后，该片成品就不能发往用户。
Study on Fabrication Technology for 5052 Aluminum Alloy Sheet
ZHANG Dengfeng
（ North China Aluminum Co． ，Ltd ，Zhuozhou，Hebei，072750，China ）
Abstract： Application and fabrication technology control of 5052 aluminum alloy sheet have been introduced in this paper． It also analyzes the microstructure and mechanical performance of 5052 aluminum alloy sheet． Through certain thickness plate isochronal annealing，it Confirms recrystallization annealing temperature of 5052 aluminum alloy． Keywords： 5052 aluminum alloy； sheet； cold rolling； annealing
Si Fe Cu Mn Mg
Cr Ni Zn Ti Al
根据 GB / T3190 规定，5052 合金化学成分见表 2。
0． 17 0． 35 0． 05 0． 07 2． 3
0． 15
＜ 0． 1
余量
收稿日期： 2012 － 07 － 09 作者简介： 张登峰（ 1975 － ） ，男 ，内蒙古和林格尔县人，高级工程师、主要从事铝加工产品的品质保证工作。
表 2 5052 合金化学成分（ 质量分数） / % Tab． 2 Chemical composition of 5052 alloy
Si Fe Cu Mn Mg
Cr Ni Zn Ti Al
＜ 0． 25 ＜ 0． 40 ＜ 0． 1 ＜ 0． 1 2． 2 － 2． 8 0． 15 － 0． 35
119
3． 2 冷轧轧制过程 7． 0mm × 1120mm × Cmm 5052 合金铝卷，按照
30% 左右的加工率在 1850 六重不可逆冷轧机多道次 轧制，轧成成品厚度为 1． 42mm，进一步在 1850 重卷 机进行切边，最后实现工业化退火以除去表面残油以 及保证最终成品使用性能。
5052 合金镁含量较高，加工工艺性能差，材料硬， 加工硬化较 1 系和 3 系铝合金强，在轧制过程中边部 裂口易扩张，严重的会导致断带，造成轧制过程中断。 为实现稳定连续轧制，轧机工作辊粗糙度 Ra 选取 0． 7 ～ 0． 8um，并逐道次检查表面，确保表面良好，无轧制
5 结论
① 产品头尾厚度均匀性需要进一步改善，特别是 厚度均匀性对成品板片的板形具有很大的影响；
② 1850 冷轧机生产的产品板形按照目前控制方 法基本能满足用户使用要求；
③ 成品整体表面良好，边部还存在偶发性油斑， 需要对带油的控制、退火除油等工艺作进一步改善；
④ 成品性能良好，能够满足用户要求。
② 工业化退火 根据小炉退火，确定工业化退火制度。 成品从卷尾取样，样品实际厚度为 1． 43mm ，抗 拉强度 210Mpa 延伸率 23% ，满足用户使用要求。
4 用户使用情况
5052 合金卷材经过矫直切成规格为 1． 42 × 1018 × 590mm，按照垛式方式包装交货，最终用户进行检 查验收，验收 项 目 重 点 是 板 材 不 同 区 域 厚 度、最 终 板 形平整度以及表面质量等。 4． 1 厚度检测
第2 期
有色金属加工
17
表 4 5052 合金热轧卷信息 Tab． 4 Hot rolled coil of 5052 alloy
批号 重量 / Kg 规格 / mm 实际厚度 / mm 卷取张力 / KN
65351 4284 7* 1120* 1450 7． 0
119
65354 4200 7* 1120* 1440 7． 0
道次
1 2 3 4 5
出口 厚度 （ mm）
5． 3 3． 6 2． 5 1． 7 1． 42
表 5 1850 冷轧机轧制过程控制参数表 Tab． 5 Control parameter for 1850mm cold rolling mill in rolling process
加工率 （ %）
轧制速度 （ mpm）
18
有色金属加工
第 42 卷
高，金属力学 性 能 基 本 保 持 不 变，此 时 金 属 加 工 硬 化 现象完全消除，晶粒完全转变为再结晶组织。
由此可知： 1． 5mm 厚 5052 合金再结晶温度范围 为 280 ～ 340℃ ； 继续升温再结晶晶粒细小均匀，同时 拉伸断口试样表面光滑。
成品 状 态 要 求 为 H32，此 时 抗 拉 强 度 为 210 ～ 230Mpa，延伸率可达到 12 ～ 22% ，满足客户要求，可以 确定工业化退火金属温度为 290 ～ 300℃ ，结合装炉 量、卷 大 小，考 虑 表 面 除 油 情 况，进 一 步 确 定 退 火 制度。
3． 3 重卷切边 1850 重卷机是进口意大利设备，切边速度快，边
部质量好，宽度精 度 高。但 在 生 产 过 程 中 没 有 切 过 5052 高强度铝合金。针对试验情况，项目组全程跟踪 了切边过程，整体过程切边良好，同时也总结了 5052 合金切边的控制要点。
成品切边按照宽度 1019mm 控制，不带套筒，由于 料硬，开始助 卷 时 较 为 困 难，整 个 切 边 过 程 速 度 控 制 在 200m / min，张力在 21000N 左右，碎边机破碎时，部 分碎边有粘 连 现 象，整 体 过 程 较 为 稳 定，在 线 入 口 观 察板形良好。
行了分析。通过一定厚度板材的等时退火，确定了 5052 合金再结晶退火温度。
关键词： 5052 铝合金； 板材； 冷轧； 退火
中图分类号： TG335
文献标识码： A
文章编号： 1671 － 6795（ 2013） 02 － 0016 － 03
5 系铝合金是以镁为主要合金元素的铝合金，属 于不可热处理强化铝合金。该系合金的密度小，强度 比 1 系和 3 系铝合金高，属于中高强度铝合金，具有 良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性和抗疲劳性能。 其中具有代表性、用途较为广泛的 5052 铝合金主要 用于制造飞机油箱、油管、以及交通车辆、船舶的钣金 件，仪表、街灯 支 架 与 铆 钉、五 金 制 品、背 投 电 视 及 其 它电器外壳等。本文主要以 5052 合金为例从冷轧轧 制、退火以及用户使用情况展开分析研究。