1.2 化学成分分析
对铝合金箔断带的化学成分进行分析,结果如 表1所示。由表1可知,其化学成分分析结果符合 标准 GB/T3190—2020 《变形铝及铝合金化学成 分》要求。
1.3 金相检验
在箱式退火炉中对轧制态的铝合金箔进行再结 晶退火,退火温度为300℃,保温时间为2h,推断原 始组织对材料韧性的影响。铝合金箔经过再结晶退 火,形成再结晶组织,在光学显微镜下观察,铝合金 箔断带的再结晶显微组织形貌如图2所示,其平均 晶粒尺寸为48μm。
冷轧断带铝合金箔表面的微观形貌如图3所 示,由图3可知,垂直于轧制方向出现了很多条裂 纹,长度不一致,深度没有贯穿铝合金箔的厚度。
1.4 扫描电镜和能谱分析
对断口处进行扫描电镜(SEM)和能谱分析,结 果如图4所示。由图4可知,断口为撕裂状,且河流 状花样特征明显。
对断口附近的裂纹进行扫描电镜和能谱分析, 结果如图5所示。
在裂纹附近的基体中发现异常颗粒,颗粒物的 Si、Fe元素含量较高,还有 Cl、K、Na等异常元素。 其SEM 形貌、能谱分析位置和能谱图如图6所示。
2 综合分析
在连铸连轧工艺中,工艺流程包括熔炼、精炼、 除气、铸轧等。在熔炼过程中,为了降低烧损、减少 铝中夹杂、减少吸气,需要加入含有氯盐成分的覆盖 剂。熔化完成后,为了进一步净化熔体,需要喷入精 炼剂,工业中经常使用精炼剂的有效成分也含有 氯盐。
熔体精炼完成后,还要通过陶瓷孔板进一步过 滤杂质。过滤后,通过铸轧辊冷却和适度轧制,形成 铸轧板。铸轧板是冷轧的坯料,冷轧中使用轧制油 进行润滑和冷却,保证冷轧产品的尺寸、表面质量和 板形。经过多次冷轧后,形成不同厚度的铝板带或 者铝箔。
铝合金箔断口的化学成分无异常,由于冷轧过 程中使用轧制油,油存储于裂纹处,能谱分析后 C 元素含量极高。断口附近的裂纹处发现了氯盐和 Fe、Si元素,来自于熔炼过程中使用的覆盖剂、精炼 剂以及含有Si、Fe元素的添加剂。熔体在精炼后没 有经过充分静置,使精炼剂与铝液充分反应,悬浮脱 离。含有Si、Fe元素的添加剂没有在熔炼阶段充分 扩散、吸收,形成夹杂物。带有氯盐和合金添加剂的 铝液熔体通过陶瓷孔板后,较大尺寸的颗粒被过滤 消除,而较小尺寸的夹杂物透过陶瓷孔板进入铸轧 机,经过轧制形成铸轧板中的夹杂物。
这些夹杂物为无机盐颗粒、Fe元素和Si元素 的颗粒,与铝合金相比硬而脆,变形能力极差。在随 后的冷轧过程中,在冷轧初期,在厚度方向上发生变 形,尺寸较小的夹杂颗粒不会对轧制表面产生显著 影响。轧制过程中,厚度不断减小,当厚度接近夹杂 物尺寸时,颗粒物的影响较大,由于颗粒物变形能力 极差,金属流动不连续,在颗粒物破损的同时形成了 孔洞,夹杂物尺寸越大,孔洞尺寸越大。在张力的作用下,孔洞扩展导致铝合金箔发生断带。尺寸较小 的颗粒镶嵌于基体中,并导致裂纹。
3 结论
(1)铝合金箔的化学成分符合标准要求,其显 微组织细小均匀。
(2)铸轧板中存在氯盐以及含Fe、Si元素的颗 粒等夹杂物,夹杂物来自于铝熔体。
(3)在铝合金箔的厚度较小时,夹杂物影响了 轧制过程中的金属流动,形成了孔洞,并进一步形成 裂纹,裂纹扩展导致铝合金箔发生断带。
(4)在熔炼和精炼过程中,需要控制温度和时 间,让合金添加剂充分吸收,精炼剂要充分悬浮,以 提高铝液的纯净度,避免发生断带,从而提高冷轧机 组的安全性。
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<文章来源>材料与测试网 > 期刊论文 > 理化检验－物理分册 > 59卷 > 2期 (pp:28-30)>返回搜狐，查看更多