Stratégies de prévention et de contrôle du taux de déformation excessivement élevé dans le processus de dessin de cercles en aluminium

In the drawing process of aluminum circles (comme dans les ustensiles de cuisine formant, peut fabriquer, estampage de composants électroniques et autres scénarios), un taux d'écoute trop élevé est un problème de qualité typique. L'oreille fait référence aux saillies en forme d'oreille formées à l'embouchure de la coupe creuse après le tirage., which essentially results from the planar anisotropy of the aluminum circle material, leading to significant differences in plastic strain capacity in different directions. An excessively high earing rate can cause material waste, cumbersome subsequent trimming processes, and may also affect the dimensional accuracy and appearance quality of finished products. Combining industry standards and production practices, this article elaborates on how to effectively control the earing rate of aluminum circles during drawing from the aspects of cause analysis and full-process prevention and control measures.

je. Core Causes and Quantitative Standards of Earing Rate

(je) Quantitative Standards and Judgment Basis

Selon la norme nationale GB/T 15825.7-1995 “Méthodes d'essai pour la formabilité de la tôle – Test d'oreille”, le taux d'écoute ε est calculé par la formule: e=(H₂-H₁)÷H₁×100 %, où H₂ est la hauteur de l'oreille la plus haute (mm) et H₁ est la hauteur de l'oreille la plus basse (mm). En production industrielle, les exigences en matière de taux d'écoute varient selon les scénarios: pour les ustensiles de cuisine haut de gamme et les composants électroniques de précision, il est généralement contrôlé au sein 2%, tandis que pour les accessoires matériels ordinaires, il ne dépasse généralement pas 5%.
Production de tôles rondes en aluminium
Production de tôles rondes en aluminium

(II) Analyse des causes principales

La cause fondamentale d'un taux de vieillissement trop élevé est l'orientation privilégiée des cristaux à l'intérieur du cercle d'aluminium., c'est-à-dire, répartition inégale de la texture, couplé à des écarts dans les paramètres du processus de production, conduisant finalement à une déformation incohérente dans différentes directions pendant le dessin. Spécifiquement, il peut être résumé en trois types de facteurs:
  1. Impact du matériau et de la composition chimique: La teneur et le rapport des éléments Fe et Si dans l'aluminium pur et les alliages d'aluminium jouent un rôle clé dans la formation de la texture. Fe a tendance à induire la formation de texture R, ce qui entraîne un earing à 45°; Si favorise facilement la formation de texture cubique, provoquant un earing à 0° et 90°. Un déséquilibre entre les deux exacerbera l'anisotropie. Par exemple, dans 1060 cercles en aluminium pur, lorsque la teneur en Fe est 0.23% et la teneur en Si est 0.11%, l'équilibre des textures est facilement rompu, et le risque d'oreille augmente considérablement.
  2. Déviations dans les processus de laminage et de recuit: Réduction du laminage à froid, température de recuit, et le temps de maintien déterminent directement la distribution de la texture. Les cercles en aluminium à l'état laminé produisent principalement un contour d'oreille à 45°, et les changements de réduction roulante n'ont pas d'impact significatif sur le taux d'écoute; après recuit de recristallisation, une déformation à 0° et 90° est susceptible de se produire lorsque la réduction de roulement est comprise entre 80 % et 90 %, et un recuit intermédiaire à haute température peut à l'inverse augmenter le taux de vieillissement. En outre, le laminage unidirectionnel a tendance à renforcer l'anisotropie de la texture, augmentant encore le risque d'oreille.
  3. Facteurs auxiliaires de processus et d’équipement: Précision de coupe insuffisante des cercles en aluminium (planéité des bords, concentricité), paramètres de matrice de dessin (rayon de congé, autorisation), et de mauvaises conditions de lubrification amplifieront l'anisotropie inhérente au matériau, conduisant à une concentration locale de stress et à la formation d'une oreille anormale.

II. Practical Strategies for Full-Process Prevention and Control of Excessively High Earing Rate

(je) Optimize Material Formula and Balance Chemical Composition

Targeted control of Fe and Si content and ratio is a core means to reduce the earing rate from the source. For commonly used pure aluminum grades such as 1060 et 1035, strict control of impurity content is required:
  • Control Fe/Si Ratio: Adjust according to earing direction requirements. To suppress 45° earing, the Fe/Si ratio can be appropriately reduced, and the induction effect of Fe on R texture can be weakened by forming compounds between Si and Fe; to reduce earing at 0° and 90°, the Fe/Si ratio can be moderately increased to increase the proportion of random texture.
  • Improve Material Purity: For high-end application scenarios, contrôler la teneur en aluminium ci-dessus 99.6% pour réduire l'interférence d'autres impuretés sur la texture. Entre-temps, traitement d'homogénéisation (comme maintenir à 615 ± 10 ℃ pendant 15 ~ 20 h) est adopté pour éliminer la ségrégation de la composition à l'intérieur du lingot, affiner les grains, et réduire l'anisotropie.

Tableau de comparaison des paramètres du processus de contrôle du taux de vieillissement pour différentes qualités d'aluminium

Qualité d'aluminium
Plage de rapport Fe/Si recommandée
Réduction du laminage à froid
Paramètres de recuit intermédiaires
Paramètres de recuit finaux
Taux de gain cible
1060 Aluminium pur
1.8~2,5
75%~80 % ou plus 90%
420~440 ℃, 3~4h
380~400℃, 2~3h
≤2% (Batterie de cuisine haut de gamme)
5052 Alliage d'aluminium
2.0~3,0
70%~85%
400~430 ℃, 2~3h
320~380 ℃, 1.5~2h30
≤3% (Accessoires électroniques)
1035 Aluminium pur
1.5~2.2
80%~88%
430~450 ℃, 3~5h
390~410℃, 2~4h
≤4% (Emballage ordinaire)
Note: Les paramètres ci-dessus doivent être affinés en fonction de l'équipement de production (tels que le type de four de recuit et la précision du laminoir), et une vérification en petits lots est recommandée avant la production de masse. Grâce à des années de pratique de production, Henan Huawei Aluminium Co., Ltée. a établi des normes exclusives de rapport de composition pour les catégories de cercles d'aluminium courantes telles que 1060 et 5052. En ajustant avec précision le rapport Fe/Si et le processus d'homogénéisation, cela réduit le risque d'oreille de la source, et ses produits sont exportés dans plus de 30 pays et régions reconnus.

(II) Régulez avec précision le processus de laminage et optimisez la distribution de la texture

Brisez le renforcement d'une texture unique et obtenez un équilibre de texture en ajustant les paramètres et les méthodes de roulement.:
  • Contrôler la réduction du laminage à froid: Déterminer une plage de réduction de laminage raisonnable en combinaison avec le processus de recuit pour éviter une réduction extrême. Par exemple, pour 1060 cercles en aluminium, si le processus de recuit 420℃/4h est adopté, la réduction du laminage à froid peut être contrôlée à 75 % ~ 80 % ou plus 90% pour réduire le risque de superposition d'oreille à 0°, 90° et 45°.
  • Adoptez la technologie de roulement croisé: Remplacez le laminage unidirectionnel pour perturber l'orientation des grains en changeant la direction du laminage, augmenter la proportion de texture aléatoire, et affaiblir l'anisotropie provoquée par l'orientation préférée. Pendant le roulage, le taux de réduction doit rester uniforme pour éviter une déformation locale excessive.
  • Optimiser les paramètres de laminage à chaud: Pour cercles en aluminium nécessitant un laminage ultérieur à froid, contrôler la température de début de laminage à chaud à 480 ~ 510 ℃ et la température de laminage de fin à 280 ~ 330 ℃ pour garantir des grains uniformes de la bande laminée et jeter les bases des processus ultérieurs. Henan Huawei Aluminium Co., Ltée. adopte une technologie de laminage croisé multi-passes combinée à des paramètres de laminage à chaud précis, et en conjonction avec ses avantages matures en matière de traitement à froid, peut contrôler de manière stable le taux d'oreille des cercles en aluminium haut de gamme à l'intérieur 1.5%, équilibrer la précision du produit et l’efficacité de la production.
Usine de fabrication de tôles d'aluminium
Usine de fabrication de tôles d'aluminium

Tableau comparatif de l'impact des méthodes de laminage sur le taux de déformation des cercles en aluminium

Méthode de roulement
Caractéristiques des textures
Direction d'oreille principale
Plage de taux d'écoute
Scénarios d'application
Coût du processus
Roulement unidirectionnel
Orientation privilégiée évidente, texture R forte
45°Orientation
3%~6%
Matériel ordinaire, Accessoires de basse précision
Faible (Processus simple, Haute efficacité)
Roulement croisé (90° Changement de direction)
Répartition uniforme des textures, Proportion élevée de texture aléatoire
Aucune oreille directionnelle évidente
1%~3%
Batterie de cuisine haut de gamme, Composants électroniques de précision
Moyen (Besoin d'ajuster la direction de roulement, Efficacité légèrement réduite)
Roulement croisé multi-passes
Texture très uniforme, Anisotropie extrêmement faible
Pas d'oreille ou de micro-oreille
≤1,5%
Composants d'ultra-précision, Équipement réfléchissant haut de gamme
Haut (Processus complexe, Prend du temps)

(III) Concevoir scientifiquement le processus de recuit et stabiliser l'état de la texture

Le processus de recuit affecte directement la texture de recristallisation, et les paramètres doivent être définis avec précision en fonction de la qualité de l'aluminium et des exigences de traitement:
  • Optimisation du recuit intermédiaire: Pour produits laminés à froid multi-passes, contrôler la température de recuit intermédiaire à 400 ~ 450 ℃ et la vitesse de traitement de la bande à 30 ~ 35 m/min pour éliminer l'écrouissage causé par le laminage à froid et éviter une accumulation excessive de texture. Notez que le recuit intermédiaire à haute température peut augmenter le taux de vieillissement à 0° et 90°, qui doit être ajusté en combinaison avec la réduction roulante finale.
  • Contrôle final du recuit: La température de recuit final doit être inférieure à la température de recuit intermédiaire. Par exemple, le recuit final de 5052 les cercles en alliage d'aluminium peuvent être réglés à 320 ~ 380 ℃ avec une vitesse de traitement de 20 ~ 30 m/min. Un chauffage uniforme est obtenu grâce à un four de recuit continu flottant à l'air pour affiner les grains et équilibrer la proportion de texture cubique et de texture R..

(IV) Standardisez les processus auxiliaires et réduisez les interférences externes

Commencez par couper, mourir, lubrification et autres liens pour éviter d'amplifier l'anisotropie inhérente au matériau:
  • Améliorer la précision de coupe: Adoptez un équipement de découpe laser ou d'estampage de haute précision pour garantir la planéité des bords des cercles en aluminium et une erreur de concentricité ≤ 0,05 mm., éviter les anomalies de déformation locales pendant l'emboutissage causées par la concentration des contraintes sur les bords. Un léger traitement de soulagement des contraintes peut être effectué après la découpe pour éliminer les contraintes résiduelles sur les bords..
  • Optimiser les paramètres de matrice et de dessin: Ajustez le rayon du congé et le jeu de la matrice et du poinçon en fonction de l'épaisseur du cercle en aluminium pour éviter une tension locale excessive causée par un congé de matrice trop petit.; contrôler la vitesse de dessin pour qu'elle soit uniforme et stable, et la force du support de flan doit être répartie uniformément pour réduire les déformations causées par une contrainte inégale.
  • Améliorer les conditions de lubrification: Sélectionnez des fluides lubrifiants spéciaux adaptés au tréfilage de l'aluminium pour assurer une lubrification uniforme de la surface de contact pendant le tréfilage, réduire la résistance au frottement, et éviter les différences de déformation locales exacerbées.

Full-Process Testing Points Table for Aluminum Circle Earing Rate

Testing Stage
Testing Items
Testing Standards
Testing Frequency
Judgment Threshold
Abnormality Handling Method
Raw Material Incoming
Fe/Si Content, Texture State, Earing Value
GB/T 15825.7-1995, GB/T 3190-2022
Once per batch, sampling ratio 3‰
Earing rate ≤2.5%, qualified composition
Isolate unqualified raw materials and return to supplier
After Cold Rolling
Taux de réduction, Surface State, Preliminary Earing Rate
GB/T 15825.7-1995
Once every 2 heures, 5 samples each time
Earing rate ≤3%, reduction rate deviation ±2%
Adjust rolling mill reduction and re-roll
After Annealing
Taille des grains, Texture Uniformity, Earing Rate
GB/T 15825.7-1995, GB/T 6394-2017
Once per batch, sampling ratio 5‰
Earing rate ≤2%, uniform and refined grains
Re-anneal or adjust annealing parameters
Finished Product Delivery
Final Earing Rate, Précision dimensionnelle, Appearance Quality
Customer Standards + GB/T 15825.7-1995
100% Inspection (High-End Products)/1% Sampling Inspection (Ordinary Products)
Atteindre le seuil convenu par le client (généralement ≤2%~5%)
Couper et retravailler des produits ou des rebuts non qualifiés

(V) Renforcez les tests de processus et établissez un contrôle en boucle fermée

Détecter en temps opportun les risques d'oreille et ajuster les paramètres du processus grâce à des tests réguliers:
  • Tests de matières premières: Avant d'entreposer chaque lot de bandes d'aluminium, effectuer des tests d'oreille conformément à GB/T 15825.7-1995 pour mesurer le taux d'oreille et la direction, analyser l'état de la texture, et interdire la mise en production de matières premières non qualifiées.
  • Inspection par échantillonnage de processus: Extraire des échantillons pour les tests d'étirage après laminage et recuit afin de surveiller l'évolution du taux de earing. Si le taux d'oreille est anormal (comme le dépassement 1.5 fois le seuil de contrôle), étudier et ajuster immédiatement les paramètres du processus (tels que la température de recuit et la réduction de laminage).
  • Réinspection du produit fini: Effectuer des tests de taux de earing sur les produits finis étirés, et optimiser à l'envers le processus frontal en combinaison avec la direction d'écoute pour former un contrôle en boucle fermée de “test-analyse-ajustement-vérification”.
Disques en aluminium lisses
Disques en aluminium lisses

III. Problèmes courants et solutions ciblées

Problèmes courants
Analyse des causes
Solutions
Oreille évidente dans une direction de 45°
Teneur en Fe trop élevée, proportion élevée de texture R; réduction trop élevée du laminage à froid
Réduire le rapport Fe/Si et augmenter la teneur en Si; ajuster la réduction de laminage à froid en dessous 75% et optimiser la température de recuit final
Oreille proéminente dans les directions 0° et 90°
Teneur en Si trop élevée, texture de cube renforcée; température de recuit intermédiaire trop élevée
Augmenter le rapport Fe/Si et contrôler la teneur en Si; réduire la température de recuit intermédiaire et adopter le laminage croisé
Répartition des troubles de l'oreille
Mauvaise précision de coupe, contrainte de bord inégale; lubrification insuffisante
Améliorer la concentricité de coupe et éliminer les contraintes sur les bords; optimiser le fluide lubrifiant et la méthode d'application

IV. Conclusion

Le contrôle du taux de déformation des cercles en aluminium pendant l'étirage est un projet systématique qui traverse tout le processus de production des matières premières, roulant, recuit, et dessin. Le cœur réside dans l’équilibrage de la distribution de la texture cristalline et l’affaiblissement de l’anisotropie des matériaux grâce à l’optimisation de la composition chimique et à une régulation précise du processus.. Entre-temps, combiné avec des tests standardisés et un contrôle en boucle fermée, le taux d'écoute peut être contrôlé de manière stable dans la plage cible. Avec un système de processus de production complet et des capacités de contrôle qualité complet du processus, Henan Huawei Aluminium Co., Ltée. personnalise les solutions de production de cercles en aluminium pour différents scénarios d'application. Tout en garantissant la qualité des produits, il réduit efficacement les déchets de matériaux et les coûts de production, fournit des produits circulaires en aluminium à haute stabilité et à faible taux de déformation pour les clients mondiaux, et améliore continuellement la compétitivité du marché.