铝合金热轧工艺.docx
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铝合金热轧工艺
铝及铝合金热轧工艺
热轧坯料主要采用的是半连续、连续两种生产方式生产铝锭，现代化的热连轧大部分都是采用半连续铸造的生产方式生产铸锭，生产出来的铸锭重量重，铸锭的尺寸、表面、化学成分和内部质量较高
一铸锭的制备和质量要求。
（1）铸锭的选择应考虑到客户的质量需求和自身设备能力和工艺水平。
（举例子）
（2）铸锭的厚度选择的依据：
成品厚度和变形率
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（3）铸锭宽度选择的依据：
成品的宽度和合金的切边量
（4）铸锭长度的选择依据：
热轧卷的卷径二铸锭的断面形状：
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（1）圆弧形
（2）梯形
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（3）V字形
（4）长方形
三铸锭切头尾的目的
四热轧前铸锭头尾的处理方式
（1）表面要求不高的产品可以对铸锭浇铸口和底部不做任何处理
（2）对表面要求高的产品必须将头尾铸造缺陷部分全部切除
（3）铸锭切头切尾长度的确定
合金
用途
膨胀端（》
mm）
浇口端（》
mm）
1XXX
普料
250
0
1XXX
阳极氧化
350
100
1235
铝箔坯料
250
100
3xxx
普料
300
0
3xxx
阳极氧化
350
100
5xxx
普料
300
100
5xxx
阳极氧化
350
100
五、热轧前铸锭的表面处理
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1、铣面
铸锭铣面量的确定原则：
产品的用途、合金特点。
铸造技术，目前国内带侧面铣的的铣削量大面一般8-15mm.小面8-10
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mm.
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铣床的特点：
干铣和湿铣
2铣面后的表面质量要求
（1）铸锭小面弯曲不易过大
（2）铣刀痕的控制，刀痕深度不得大于0.15MM
（3）表面无粘铝现象（4）无磕碰或存放时间过长六、铸锭的加热
（1）天然气加热炉的基本特点，加热速度快、温度均匀、
（2）加热制度：
均热温度，加热温度和炉内气氛
（3）加热温度必须满足热轧温度的要求，保证合金塑性高,变形抗力低
（4）装炉要求：
先宽后窄，先一次后二次，先低温后高温，先小吨位后大吨位
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七热轧工艺
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（1）轧制方式和特点：
纵轧、横轧、斜轧
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（2）影响轧制的几个重要因素：
轧制过程包括粗轧和精轧，在轧制过程中主要是轧辊，轧件和乳液三者之间的作用过程
（3）轧辊几个常用的术语
A:
辊型
B:
轧辊硬度
C表面粗糙度
D轧辊的基本结构
E轧辊的加工精度：
:
尺寸精度、轧辊径向跳动、辊身两端直径差、配对辊径差，表面状况。
八热轧制度设计
（1）热轧速度的确定
A开始轧制阶段，铸锭短且厚，绝对压下量大，咬入困难，一般为了咬入采用低速轧制
B中间轧制阶段为了控制终轧温度和提高生产效率，一般都采用高速轧制
C最后轧制阶段，因为带材变得薄而长，轧制过程温度降得太快，但是也要控制表面所以要根据现场情况合理选择轧制速度。
热轧压下制度
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热轧压下制度的确定主要包括热轧总加工率和道次
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加工率的确定
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（2）总加工率的确定原则
铝及铝合金板带材的热轧总加工率可达到90%以上，总加工率愈大，材料的组织越均匀，性能越好，
A合金材料的性质。
纯铝以及软合金，其高温塑性范围较宽，热脆性小、变形抗力低，因而其总加工率越大，硬合金则相反。
（3）满足最终产品表面质量和性能的要求
供给冷轧的坯料，热轧总加工率应留足冷变形量，以利于控制产品性能和获得良好的冷轧表面质量；铝及铝合金热轧制品的总加工率应大于80%
（4）轧机能力及设备条件轧机最大工作开口度和最小轧制厚度并差越大，铸锭越厚，热轧总加工率越大，但铸锭厚度受轧机开口度和辊道长度的限制。
铸锭尺寸及质量，铸锭厚且质量好，加热均匀，热轧总加工率相应增加。
道次加工率的确定原则
制定道次加工率应考虑合金的高温性能、咬入条件、产品质量要求及设
备能力。
不同轧制阶段加工率确定原则是：
（1）开始轧制阶段，道次加工率比较小，一般为2%~10%，
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因为前几道次主要是变铸造组织加工组织，满足咬入条件。
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（2）中间轧制阶段，随金属加工性能的改善，如果设备条件允许，应尽量加大道次变开量，对硬铝合金道次加工率可达45%以上，软合金可达50%
（3）最后轧制阶段，一般道次加工率减小，为防止热轧制品产生粗大晶粒，热轧最后道次的加工率应大于临界变形量（15%~20%）；最后两道次温度较低，变形抗力较大，其压下量分配应保持带材良好的板形，厚度偏差及表面质量。
（5）热轧时的冷切和润滑
铝及铝合金具有较强的粘着工具的特点，轧制的时候
必须采用冷切润滑。
在轧制铝板带时，采用金属轧制乳化液，可提高压下量，减少轧制压力，减少轧制道次，节约电能，人力，提高产品质量和数量。
使用金属轧制乳化液可以达到以下目的：
1）、减少变形区接触弧表面上的摩擦力和摩擦系数，在轧机上使用轧制用乳化液既可以增大道次压下量和减少道次数，同时还可以提高轧制速度，可减小最小可轧厚度）。
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2）、是减少轧辊的磨损；
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3）、防止金属粘（焊）在轧辊上。
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4）、冷却功能。
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5）、清洗功能。
乳化液也起洗涤作用，他能从轧机的轧辊面和金属表面上冲掉金属微粒（磨损物）和其它污垢。
6）、在轧制过程中，应保证在辊面和金属表面上能均匀喷涂。
如分布不均可产生波浪和飘曲。
7）、控制工作辊温度和辊型的分布等。
1、乳液的组成
乳液有几种主要的组成部分：
基础油、润滑添加剂、乳化剂、润湿剂和抗氧化剂等。
基础油：
具有一定的润滑作用，同时是其它润滑成分的载体。
不同轧机基础油的粘度要求不同，粘度不同，意味着油膜厚度和油的流动性不同。
好富顿公司选用特种基础油，其优点是粘温指数低，乳液平衡能力较好，具有一定的润滑能力，便于咬入。
润滑添加剂：
在金属轧制过程中，要求金属轧制用油具有良好的减少摩擦和磨损的性能，润滑添加剂可以防止互相接触的金属产生磨损。
为了减少摩擦表面间的摩擦力，防止产生干摩擦而使用的添加剂称为润滑添加剂。
润滑添加剂具有在摩擦表面上生成牢固油膜的能力及减少摩擦，改善润滑作用的能力。
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乳化剂：
具有易溶于油的亲油基和易溶于水的亲水基所组成。
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有防止油水两相互相排斥的功能，而且将油和水两相连接起来，不使
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其分离的特殊功能。
乳化剂具有降低油珠表面张力和降低油珠分散在
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水中的能量，同时由于乳化剂排列在油珠表面，亲水基都排列在油珠表面，由于同性相斥的作用，防止了油珠之间相互接近，聚集长大。
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乳化剂的主要作用：
乳化、清洗、加溶、润湿、分散、起泡等作用。
润湿剂：
润湿是固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过
程。
润湿作用通常是指液体在固体表面上附着的现象。
为使乳液能更
均匀的附着在轧辊和轧件表面，即在轧辊和轧件表面形成的油膜和润滑膜均匀，所以乳液中需要添加适量合适的润湿剂。
抗氧化剂：
能延长油品氧化反应的诱导期，减缓油品氧化速度，延长油品使用寿命的添加剂。
由于油品不可避免的都会出现氧化过程，因此如何阻止油品氧化，或者说如何延长油品使用寿命就是所有
油品产商关注的问题，所以必需选择合适的抗氧化剂添加到油品中减缓油品的氧化速度，延长使用寿命。
2、乳化原理
铝热轧使用的是水包油型的乳化液，这种乳化液结合了油良好的润滑性能和水良好的冷却能力。
然而大家都知道，油和水互不相溶，如何可以让油相能相对均匀地分散在水中呢？
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水分子是极性分子，油分子是非极性分子，根据“相似相溶（极
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性分子溶于极性溶剂，非极性分子溶于非极性溶剂）”的原理得知两者不相溶。
“相似”是指溶质与溶剂在结构上相似，“相溶”是指溶质与溶剂彼此互溶。
具体的说：
油不溶于水，是因为不含有与水相溶的基团。
若含有水溶性基团，并且，憎水基团不是太大的话，则一般是水溶性的，如果憎水基团太大，那也不溶于水。
相反，没有水溶基团,则一般不溶于水。
油主要是一些烷基组成，没有水溶性基团，所以不溶于水。
油水不互溶，如果借助机械力量将水中的油相分散成为细小的油珠形式，油珠的表面积迅速增大，分散产生的能量迅速增加，表面张力大，这样，分散到水中的细小油珠仍会迅速地聚集成大的油珠，恢复到最低能量状态。
般而言，乳化过程需要有化学品，热能和机械能来较好的完成
首先，挑选合适的乳化剂，乳化剂分子由亲水基团和亲油基团组成，亲油基团与油珠结合，亲水基团会和水结合。
这样能大大降低表面张力，降低分散所产生的高的能量，同时，也在油珠表面形成了保护层，防止油珠间的聚集长大。
温度所提供的热能可以降低油珠表面张力，同时也为扩散提供一定的能量，所以，可以通过将水加热到一定温度，再进行加油配液，同时将乳液保持一定的温度也有助于乳化液稳定的运行。
通过乳液泵的剪切来提供一定的机械能，为油珠分散提供所需要的机械能量，所以，乳液配液或使用是最好能保持循环和
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运动，也有助于乳化液油珠能均匀稳定的存在在水中。
如下是乳化原理图:
油分散在
油相
水相
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能
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油珠分散在水中，形成水包
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3乳液的润滑原理
热分离性
铝轧制乳化液要具有适当的热分离效果，即在铝板带和轧辊表面要发生油水分离，在轧制咬入的高温高压作用下，分布在水中的油相分离出来，产生足够多的油性成分在轧辊表面形成良好的润滑膜。
热
分离很重要，它是润滑的先决条件。
热分离的好坏与轧辊温度，乳液自身性质及乳液的乳化状态有直接关系。
当乳液和热的表面接触所分离的油量、乳液的润滑性能与热分离性能密切相关。
通常乳粒尺寸越大，乳液越松，热分离量越大，反之亦然。
4液的维护和管理
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物理管理主要包括：
孚L液的温度控制和乳液过滤、撇油、部分排
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放处理，清刷，
化学管理包括：
溶度、PH值、电导率。
5清刷辊的使用
（1）清刷辊的配置
（2）清刷辊材质的选择
（3）清刷辊在轧制过程中的使用：
清刷辊零位的调准，压靠清刷辊
的液压力、轧辊的原始辊型，轧辊的热膨胀。
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