Präventions- und Kontrollstrategien für eine übermäßig hohe Earing-Rate beim Aluminium-Kreisziehprozess

Im Ziehprozess von Aluminiumkreisen (beispielsweise beim Formen von Kochgeschirr, Dosenherstellung, Stanzen elektronischer Komponenten und andere Szenarien), Eine zu hohe Earing-Rate ist ein typisches Qualitätsproblem. Unter Ohrenbildung versteht man die ohrenförmigen Vorsprünge, die sich nach dem Ziehen an der Mündung des hohlen Bechers bilden, was im Wesentlichen aus der planaren Anisotropie des Aluminiumkreismaterials resultiert, Dies führt zu erheblichen Unterschieden in der plastischen Dehnungskapazität in verschiedenen Richtungen. Eine zu hohe Zipfelbildungsrate kann zu Materialverschwendung führen, umständliche Nachbearbeitungsvorgänge, und können auch die Maßhaltigkeit und das Erscheinungsbild der fertigen Produkte beeinträchtigen. Kombination von Industriestandards und Produktionspraktiken, In diesem Artikel wird erläutert, wie die Zackenbildungsrate von Aluminiumkreisen während des Ziehens unter den Gesichtspunkten der Ursachenanalyse und prozessübergreifender Präventions- und Kontrollmaßnahmen effektiv kontrolliert werden kann.

ICH. Hauptursachen und quantitative Standards der Erwerbsquote

(ICH) Quantitative Standards und Beurteilungsgrundlage

Gemäß dem nationalen Standard GB/T 15825.7-1995 “Prüfmethoden für die Blechumformbarkeit – Gehörtest”, Die Earing-Rate ε wird nach der Formel berechnet: e=(H₂-H₁)÷H₁×100 %, wobei H₂ die Höhe des höchsten Ohrs ist (mm) und H₁ ist die Höhe des untersten Ohrs (mm). In der industriellen Produktion, Die Anforderungen an die Earing-Rate variieren je nach Szenario: für hochwertiges Kochgeschirr und präzise elektronische Komponenten, es wird normalerweise im Inneren kontrolliert 2%, während für gewöhnliches Hardware-Zubehör, es wird im Allgemeinen nicht überschritten 5%.
Herstellung von Aluminium-Rundblechen
Herstellung von Aluminium-Rundblechen

(II) Analyse der Kernursachen

Die Hauptursache für eine übermäßig hohe Earing-Rate ist die bevorzugte Ausrichtung der Kristalle innerhalb des Aluminiumkreises, d.h., ungleichmäßige Texturverteilung, gepaart mit Abweichungen in den Produktionsprozessparametern, Dies führt letztendlich zu einer inkonsistenten Verformung in verschiedene Richtungen während des Ziehens. Speziell, Es kann in drei Arten von Faktoren zusammengefasst werden:
  1. Einfluss von Material und chemischer Zusammensetzung: Der Gehalt und das Verhältnis der Elemente Fe und Si in reinem Aluminium und Aluminiumlegierungen spielen eine Schlüsselrolle bei der Texturbildung. Fe neigt dazu, die Bildung einer R-Textur zu induzieren, Dies führt zu einer Ohrenbildung bei 45°; Si fördert leicht die Bildung einer Würfeltextur, Dies führt zu Zackenbildung bei 0° und 90°. Ein Ungleichgewicht zwischen beiden verstärkt die Anisotropie. Zum Beispiel, In 1060 Kreise aus reinem Aluminium, wenn der Fe-Gehalt beträgt 0.23% und der Si-Gehalt ist 0.11%, Das Texturgleichgewicht gerät leicht durcheinander, und das Risiko einer Ohrbildung steigt erheblich.
  2. Abweichungen bei Walz- und Glühprozessen: Kaltwalzreduzierung, Glühtemperatur, und Haltezeit bestimmen direkt die Texturverteilung. Aluminiumkreise weisen im Walzzustand meist eine 45°-Zackung auf, und Änderungen in der Rollreduktion haben keinen wesentlichen Einfluss auf die Earing-Rate; nach Rekristallisationsglühen, Bei 0° und 90° ist es wahrscheinlich, dass eine Zackenbildung auftritt, wenn die Rollreduzierung im Bereich von 80 % bis 90 % liegt., und Hochtemperatur-Zwischenglühen kann umgekehrt die Zähnungsrate erhöhen. Zusätzlich, Das unidirektionale Walzen verstärkt tendenziell die Texturanisotropie, Dadurch erhöht sich das Risiko einer Ohrbildung weiter.
  3. Hilfsprozess- und Ausrüstungsfaktoren: Unzureichende Schnittgenauigkeit von Aluminiumkreisen (Kantenebenheit, Konzentrizität), Ziehsteinparameter (Verrundungsradius, Spielraum), und schlechte Schmierbedingungen verstärken die inhärente Anisotropie des Materials, Dies führt zu einer lokalen Spannungskonzentration und der Bildung abnormaler Ohrenbildung.

II. Praktische Strategien zur prozessübergreifenden Prävention und Kontrolle einer übermäßig hohen Earing-Rate

(ICH) Optimieren Sie die Materialformel und gleichen Sie die chemische Zusammensetzung aus

Die gezielte Kontrolle des Fe- und Si-Gehalts und -Verhältnisses ist ein zentrales Mittel zur Reduzierung der Ausfransungsrate aus der Quelle. Für häufig verwendete Reinaluminiumsorten wie z 1060 Und 1035, Eine strenge Kontrolle des Verunreinigungsgehalts ist erforderlich:
  • Kontrolle des Fe/Si-Verhältnisses: Je nach Ohrrichtungsanforderungen anpassen. Zur Unterdrückung von 45°-Rippenbildung, das Fe/Si-Verhältnis kann entsprechend reduziert werden, und der Induktionseffekt von Fe auf die R-Textur kann durch die Bildung von Verbindungen zwischen Si und Fe geschwächt werden; zur Reduzierung der Zipfelbildung bei 0° und 90°, Das Fe/Si-Verhältnis kann moderat erhöht werden, um den Anteil der zufälligen Textur zu erhöhen.
  • Verbessern Sie die Materialreinheit: Für High-End-Anwendungsszenarien, Kontrollieren Sie den Aluminiumgehalt oben 99.6% um die Beeinträchtigung der Textur durch andere Verunreinigungen zu reduzieren. In der Zwischenzeit, Homogenisierungsbehandlung (B. 15–20 Stunden lang bei 615 ± 10 °C halten) wird eingesetzt, um eine Zusammensetzungstrennung innerhalb des Barrens zu verhindern, Getreide verfeinern, und die Anisotropie verringern.

Vergleichstabelle der Parameter des Earing-Rate-Control-Prozesses für verschiedene Aluminiumqualitäten

Aluminiumqualität
Empfohlener Fe/Si-Verhältnisbereich
Kaltwalzreduktion
Zwischenglühparameter
Endglühparameter
Ziel-Ertragsrate
1060 Reines Aluminium
1.8~2,5
75%~80 % oder mehr 90%
420~440℃, 3~4h
380~400℃, 2~3h
≤2 % (Hochwertiges Kochgeschirr)
5052 Aluminiumlegierung
2.0~3,0
70%~85 %
400~430℃, 2~3h
320~380℃, 1.5~2,5h
≤3 % (Elektronisches Zubehör)
1035 Reines Aluminium
1.5~2.2
80%~88 %
430~450℃, 3~5h
390~410℃, 2~4h
≤4 % (Gewöhnliche Verpackung)
Notiz: Die oben genannten Parameter müssen je nach Produktionsausrüstung fein abgestimmt werden (wie Glühofentyp und Walzwerkspräzision), und vor der Massenproduktion wird eine Überprüfung kleiner Chargen empfohlen. Durch jahrelange Produktionspraxis, Henan Huawei Aluminium Co., GmbH. hat exklusive Standards für Zusammensetzungsverhältnisse für gängige Aluminium-Kreisqualitäten festgelegt, wie z 1060 Und 5052. Durch genaue Anpassung des Fe/Si-Verhältnisses und des Homogenisierungsprozesses, Es verringert das Risiko von Ohrgeräuschen an der Quelle, und seine Produkte werden in mehr als exportiert 30 Länder und Regionen mit Anerkennung.

(II) Regulieren Sie den Rollvorgang präzise und optimieren Sie die Texturverteilung

Brechen Sie die Verstärkung einzelner Texturen auf und erreichen Sie ein Texturgleichgewicht, indem Sie Walzparameter und -methoden anpassen:
  • Kontrollieren Sie die Kaltwalzreduktion: Bestimmen Sie einen angemessenen Walzreduktionsbereich in Kombination mit dem Glühprozess, um eine extreme Reduktion zu vermeiden. Zum Beispiel, für 1060 Aluminiumkreise, wenn der 420℃/4h-Glühprozess übernommen wird, Die Kaltwalzreduzierung kann auf 75 % bis 80 % oder mehr gesteuert werden 90% um das Überlagerungsrisiko einer Zipfelbildung bei 0° zu verringern, 90° und 45°.
  • Übernehmen Sie die Cross-Rolling-Technologie: Ersetzen Sie das unidirektionale Walzen, um die Kornorientierung durch Ändern der Walzrichtung zu stören, Erhöhen Sie den Anteil der zufälligen Textur, und schwächen die durch die Vorzugsorientierung verursachte Anisotropie. Beim Rollen, Die Reduktionsrate sollte gleichmäßig gehalten werden, um übermäßige lokale Verformungen zu vermeiden.
  • Warmwalzparameter optimieren: Für Aluminiumkreise, die anschließend kaltgewalzt werden müssen, Kontrollieren Sie die Starttemperatur des Warmwalzens auf 480–510 °C und die Endwalztemperatur auf 280–330 °C, um eine gleichmäßige Körnung des gewalzten Bandes sicherzustellen und eine Grundlage für nachfolgende Prozesse zu schaffen. Henan Huawei Aluminium Co., GmbH. nutzt die Multi-Pass-Querwalztechnologie in Kombination mit präzisen Warmwalzparametern, und in Verbindung mit seinen ausgereiften Kaltverarbeitungsvorteilen, kann die Earing-Rate von High-End-Aluminiumkreisen im Inneren stabil steuern 1.5%, Balance zwischen Produktpräzision und Produktionseffizienz.
Fabrik zur Herstellung von Aluminiumblechen
Fabrik zur Herstellung von Aluminiumblechen

Vergleichstabelle zum Einfluss von Walzverfahren auf die Earing-Rate von Aluminiumkreisen

Rollmethode
Textureigenschaften
Hauptertragsrichtung
Earing-Rate-Bereich
Anwendungsszenarien
Prozesskosten
Unidirektionales Rollen
Offensichtliche bevorzugte Ausrichtung, starke R-Textur
45° Richtung
3%~6%
Gewöhnliche Hardware, Zubehör mit geringer Präzision
Niedrig (Einfacher Prozess, Hohe Effizienz)
Querrollen (90° Richtungsänderung)
Gleichmäßige Texturverteilung, Hoher Anteil an zufälliger Textur
Keine offensichtliche Richtungsverzerrung
1%~3%
High-End-Kochgeschirr, Präzisionselektronische Komponenten
Medium (Die Rollrichtung muss angepasst werden, Leicht verringerte Effizienz)
Querwalzen in mehreren Durchgängen
Äußerst gleichmäßige Textur, Extrem niedrige Anisotropie
Kein Earing oder Micro-Earing
≤1,5 %
Ultrapräzisionskomponenten, Hochwertige reflektierende Ausrüstung
Hoch (Komplexer Prozess, Zeitaufwendig)

(III) Entwerfen Sie den Glühprozess wissenschaftlich und stabilisieren Sie den Texturzustand

Der Glühprozess wirkt sich direkt auf die Rekristallisationstextur aus, und Parameter müssen entsprechend der Aluminiumsorte und den Verarbeitungsanforderungen genau eingestellt werden:
  • Optimierung des Zwischenglühens: Für kaltgewalzte Produkte mit mehreren Durchgängen, Kontrollieren Sie die Zwischenglühtemperatur auf 400–450 °C und die Bandverarbeitungsgeschwindigkeit auf 30–35 m/min, um eine durch Kaltwalzen verursachte Kaltverfestigung zu verhindern und eine übermäßige Texturansammlung zu vermeiden. Beachten Sie, dass ein Hochtemperatur-Zwischenglühen die Zähnungsrate bei 0° und 90° erhöhen kann, Dies muss in Kombination mit der endgültigen Walzreduzierung angepasst werden.
  • Endglühkontrolle: Die Endglühtemperatur sollte niedriger sein als die Zwischenglühtemperatur. Zum Beispiel, das abschließende Glühen von 5052 Kreise aus Aluminiumlegierung können auf 320–380 °C mit einer Verarbeitungsgeschwindigkeit von 20–30 m/min eingestellt werden. Eine gleichmäßige Erwärmung wird durch einen Luftschwebe-Durchlaufglühofen erreicht, um die Körner zu verfeinern und das Verhältnis von Würfeltextur und R-Textur auszugleichen.

(IV) Standardisieren Sie Hilfsprozesse und reduzieren Sie externe Störungen

Beginnen Sie mit dem Schneiden, sterben, Schmierung und andere Verbindungen, um eine Verstärkung der inhärenten Anisotropie des Materials zu vermeiden:
  • Verbessern Sie die Schnittgenauigkeit: Verwenden Sie Laserschneid- oder hochpräzise Stanzgeräte, um die Ebenheit der Kanten von Aluminiumkreisen und einen Konzentrizitätsfehler von ≤ 0,05 mm sicherzustellen, Vermeidung lokaler Verformungsanomalien während des Ziehens, die durch Kantenspannungskonzentrationen verursacht werden. Nach dem Schneiden kann eine leichte Entspannungsbehandlung durchgeführt werden, um verbleibende Kantenspannungen zu beseitigen.
  • Optimieren Sie die Form- und Zeichnungsparameter: Passen Sie den Kehlradius und den Abstand von Matrize und Stempel entsprechend der Dicke des Aluminiumkreises an, um übermäßige lokale Spannungen aufgrund einer zu kleinen Matrizenkehle zu vermeiden; Kontrollieren Sie die Zeichengeschwindigkeit so, dass sie gleichmäßig und stabil ist, und die Kraft des Blechhalters muss gleichmäßig verteilt werden, um durch ungleichmäßige Belastung verursachte Zackenbildung zu reduzieren.
  • Verbessern Sie die Schmierbedingungen: Wählen Sie spezielle Schmiermedien, die für das Aluminiumziehen geeignet sind, um eine gleichmäßige Schmierung der Kontaktfläche während des Ziehens sicherzustellen, Reibungswiderstand reduzieren, und verschärfte lokale Verformungsunterschiede vermeiden.

Tabelle der Vollprozess-Testpunkte für die Earing-Rate von Aluminiumkreisen

Testphase
Artikel testen
Prüfnormen
Testhäufigkeit
Beurteilungsschwelle
Methode zur Behandlung von Anomalien
Rohmaterialeingang
Fe/Si-Gehalt, Texturzustand, Wert verdienen
GB/T 15825.7-1995, GB/T 3190-2022
Einmal pro Charge, Abtastverhältnis 3‰
Erwerbsquote ≤2,5 %, qualifizierte Komposition
Unqualifizierte Rohstoffe isolieren und an den Lieferanten zurücksenden
Nach dem Kaltwalzen
Reduktionssatz, Oberflächenzustand, Vorläufiger Verdienstsatz
GB/T 15825.7-1995
Einmal alle 2 Std., 5 Proben jedes Mal
Erwerbsquote ≤3 %, Reduktionsratenabweichung ±2 %
Walzgerüstuntersetzung anpassen und neu walzen
Nach dem Glühen
Körnung, Gleichmäßige Textur, Earing-Rate
GB/T 15825.7-1995, GB/T 6394-2017
Einmal pro Charge, Abtastverhältnis 5‰
Erwerbsquote ≤2 %, einheitliche und raffinierte Körner
Erneut glühen oder Glühparameter anpassen
Lieferung des fertigen Produkts
Endgültige Verdienstrate, Maßgenauigkeit, Aussehen Qualität
Kundenstandards + GB/T 15825.7-1995
100% Inspektion (High-End-Produkte)/1% Stichprobeninspektion (Gewöhnliche Produkte)
Erfüllen Sie den vom Kunden vereinbarten Schwellenwert (normalerweise ≤2 % ~ 5 %)
Beschneiden und überarbeiten Sie nicht qualifizierte Produkte oder Ausschuss

(V) Stärken Sie Prozesstests und etablieren Sie eine Regelung

Erkennen Sie Risiken der Ohrbildung rechtzeitig und passen Sie Prozessparameter durch regelmäßige Tests an:
  • Rohstoffprüfung: Vor der Lagerung jeder Charge Aluminiumstreifen, Führen Sie Ohrtests gemäß GB/T durch 15825.7-1995 um die Ohrgeschwindigkeit und -richtung zu messen, Analysieren Sie den Texturzustand, und verbieten die Verwendung unqualifizierter Rohstoffe in der Produktion.
  • Prozess-Stichprobeninspektion: Entnehmen Sie Proben für Ziehtests nach dem Walzen und Glühen, um den sich ändernden Trend der Zipfelbildungsrate zu überwachen. Wenn die Ohrbildungsrate abnormal ist (wie z.B. Überschreitung 1.5 mal die Kontrollschwelle), Prozessparameter sofort untersuchen und anpassen (wie Glühtemperatur und Walzreduktion).
  • Nachprüfung des fertigen Produkts: Führen Sie an den gezogenen Endprodukten einen Reißgeschwindigkeitstest durch, und umgekehrt den Front-End-Prozess in Kombination mit der Earing-Richtung optimieren, um eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis zu bilden “Testen-Analyse-Anpassung-Verifizierung”.
Glatte Aluminiumscheiben
Glatte Aluminiumscheiben

III. Häufige Probleme und gezielte Lösungen

Häufige Probleme
Ursachenanalyse
Lösungen
Offensichtliche Ohrenbildung bei 45°-Richtung
Zu hoher Fe-Gehalt, hoher Anteil an R-Textur; zu hohe Kaltwalzreduktion
Reduzieren Sie das Fe/Si-Verhältnis und erhöhen Sie den Si-Gehalt; Stellen Sie die Kaltwalzreduzierung auf einen niedrigeren Wert ein 75% und Endglühtemperatur optimieren
Markante Ohrform in 0°- und 90°-Richtung
Zu hoher Si-Gehalt, verstärkte Würfeltextur; zu hohe Zwischenglühtemperatur
Erhöhen Sie das Fe/Si-Verhältnis und kontrollieren Sie den Si-Gehalt; Reduzieren Sie die Zwischenglühtemperatur und übernehmen Sie das Querwalzen
Gestörte Ohrverteilung
Schlechte Schnittgenauigkeit, ungleichmäßige Kantenbeanspruchung; unzureichende Schmierung
Verbessern Sie die Schnittkonzentrizität und beseitigen Sie Kantenspannungen; Optimieren Sie das Schmiermedium und die Anwendungsmethode

IV. Abschluss

Die Kontrolle der Zackenbildungsrate von Aluminiumkreisen während des Ziehens ist ein systematisches Projekt, das sich durch den gesamten Produktionsprozess der Rohstoffe zieht, rollt, Glühen, und Zeichnen. Der Kern liegt im Ausgleich der Kristalltexturverteilung und der Schwächung der Materialanisotropie durch Optimierung der chemischen Zusammensetzung und präzise Prozessregulierung. In der Zwischenzeit, kombiniert mit standardisierter Prüfung und Regelung, Die Ohrbildungsrate kann innerhalb des Zielbereichs stabil gesteuert werden. Mit einem vollständigen Produktionsprozesssystem und umfassenden Qualitätskontrollfunktionen, Henan Huawei Aluminium Co., GmbH. passt Lösungen zur Herstellung von Aluminiumkreisen für verschiedene Anwendungsszenarien an. Bei gleichzeitiger Sicherstellung der Produktqualität, Es reduziert effektiv Materialverschwendung und Produktionskosten, bietet hochstabile Aluminium-Kreisprodukte mit geringer Ausfransrate für globale Kunden, und verbessert kontinuierlich die Wettbewerbsfähigkeit des Marktes.