Стратегии предотвращения и контроля чрезмерно высокой скорости колошения в процессе волочения алюминиевых кругов

В процессе рисования алюминиевых кругов (например, при формировании посуды, может производство, штамповка электронных компонентов и другие сценарии), чрезмерно высокий процент прироста является типичной проблемой качества.. Колосками называют ушные выступы, образующиеся в устье полой чашки после вытягивания., что по существу является результатом планарной анизотропии материала алюминиевого круга., что приводит к значительным различиям в способности к пластической деформации в разных направлениях.. Чрезмерно высокая скорость колошения может привести к перерасходу материала., громоздкие последующие процессы обрезки, а также может повлиять на точность размеров и качество внешнего вида готовой продукции.. Сочетание отраслевых стандартов и производственных практик, В этой статье подробно описано, как эффективно контролировать скорость колошения алюминиевых кругов во время вытяжки, с точки зрения анализа причин и комплексных мер по предотвращению и контролю процесса..

я. Основные причины и количественные стандарты скорости прироста

(я) Количественные стандарты и основа суждений

Согласно национальному стандарту GB/T 15825.7-1995 “Методы испытаний формуемости листового металла – Тест на колошение”, коэффициент колошения ε рассчитывается по формуле: е=(H₂-H₁)÷H₁×100%, где H₂ — высота самого высокого початка (мм) H₁ — высота самого нижнего колоса. (мм). В промышленном производстве, требования к скорости пополнения варьируются в разных сценариях: для высококачественной посуды и прецизионных электронных компонентов, обычно это контролируется внутри 2%, в то время как для обычных аппаратных аксессуаров, оно обычно не превышает 5%.
Производство алюминиевых круглых листов
Производство алюминиевых круглых листов

(II) Анализ основных причин

Фундаментальной причиной чрезмерно высокой скорости колошения является преимущественная ориентация кристаллов внутри алюминиевого круга., то есть, неравномерное распределение текстуры, в сочетании с отклонениями в параметрах производственного процесса, в конечном итоге приводит к неравномерной деформации в разных направлениях во время рисования.. Конкретно, его можно свести к трем типам факторов:
  1. Влияние материала и химического состава: Содержание и соотношение элементов Fe и Si в чистом алюминии и алюминиевых сплавах играют ключевую роль в формировании текстуры.. Fe имеет тенденцию вызывать образование R-текстуры., в результате колошение под углом 45°; Si легко способствует образованию кубической текстуры., вызывая колошение при 0° и 90°. Дисбаланс между ними усугубит анизотропию.. Например, в 1060 круги из чистого алюминия, когда содержание Fe 0.23% а содержание Si 0.11%, баланс текстур легко нарушается, и риск колошения значительно возрастает.
  2. Отклонения в процессах прокатки и отжига: Обжатие холодной прокатки, температура отжига, и время выдержки напрямую определяют распределение текстуры. Алюминиевые круги в прокатанном состоянии чаще всего дают прокос под углом 45°., и изменения в обжатии не оказывают существенного влияния на скорость колошения; после рекристаллизационного отжига, прокалывание под углами 0° и 90° может произойти, когда обжатие находится в диапазоне 80–90 %., а высокотемпературный промежуточный отжиг может, наоборот, увеличить скорость колошения. Кроме того, однонаправленная прокатка имеет тенденцию усиливать анизотропию текстуры, дальнейшее увеличение риска колошения.
  3. Факторы вспомогательных процессов и оборудования: Недостаточная точность резки алюминиевых кругов (плоскостность края, концентричность), чертеж параметров штампа (радиус скругления, оформление), а плохие условия смазки усиливают присущую материалу анизотропию., приводящие к локальной концентрации напряжений и формированию аномального колошения.

II. Практические стратегии комплексного предотвращения и контроля чрезмерно высокого уровня колошения

(я) Оптимизация формулы материала и баланс химического состава

Целенаправленный контроль содержания и соотношения Fe и Si является основным средством снижения скорости колошения из источника.. Для обычно используемых марок чистого алюминия, таких как 1060 и 1035, необходим строгий контроль содержания примесей:
  • Контроль соотношения Fe/Si: Отрегулируйте в соответствии с требованиями направления колошения. Для подавления раскачивания под углом 45°, соотношение Fe/Si может быть соответствующим образом уменьшено, а индукционное воздействие Fe на текстуру R можно ослабить за счет образования соединений Si и Fe.; для уменьшения колошения при 0° и 90°, соотношение Fe/Si может быть умеренно увеличено для увеличения доли случайной текстуры.
  • Повышение чистоты материала: Для сценариев применения высокого класса, контролировать содержание алюминия выше 99.6% для уменьшения влияния других примесей на текстуру. Тем временем, обработка гомогенизацией (например, выдержка при 615±10℃ в течение 15–20 часов.) принят для устранения расслоения состава внутри слитка, перерабатывать зерна, и уменьшить анизотропию.

Сравнительная таблица параметров процесса регулирования скорости колошения различных марок алюминия

Алюминий
Рекомендуемый диапазон соотношения Fe/Si
Холодная прокатка
Параметры промежуточного отжига
Параметры окончательного отжига
Целевой уровень дохода
1060 Чистый алюминий
1.8~2,5
75%~80% или выше 90%
420~440℃, 3~4 часа
380~400℃, 2~3h
≤2% (Высококачественная посуда)
5052 Алюминиевый сплав
2.0~3,0
70%~85%
400~430℃, 2~3h
320~380℃, 1.5~2,5 часа
≤3% (Электронные аксессуары)
1035 Чистый алюминий
1.5~2,2
80%~88%
430~450℃, 3~5 часов
390~410℃, 2~4 часа
≤4% (Обычная упаковка)
Примечание: Вышеуказанные параметры должны быть точно настроены в соответствии с производственным оборудованием. (например, тип печи отжига и точность прокатного стана), Перед массовым производством рекомендуется проверка небольших партий.. За годы производственной практики, Хэнаньская компания Huawei Aluminium Co., ООО. установила эксклюзивные стандарты соотношения состава для основных марок алюминиевых кругов, таких как 1060 и 5052. Путем точной регулировки соотношения Fe/Si и процесса гомогенизации., это снижает риск колошения от источника, и его продукция экспортируется в более чем 30 страны и регионы с признанием.

(II) Точно регулируйте процесс прокатки и оптимизируйте распределение текстуры

Прекратите усиление отдельной текстуры и добейтесь баланса текстур, регулируя параметры и методы прокатки.:
  • Контроль уменьшения холодной прокатки: Определите разумный диапазон обжатия прокатки в сочетании с процессом отжига, чтобы избежать чрезмерного обжатия.. Например, для 1060 алюминиевые круги, если принят процесс отжига 420 ℃/4 часа, обжатие при холодной прокатке можно контролировать на уровне 75–80 % или выше. 90% для снижения риска суперпозиции колошения при 0°, 90° и 45°.
  • Принять технологию поперечной прокатки: Замените однонаправленную прокатку, чтобы нарушить ориентацию зерен путем изменения направления прокатки., увеличить долю случайной текстуры, и ослабить анизотропию, вызванную предпочтительной ориентацией. Во время прокатки, Скорость обжатия должна быть одинаковой, чтобы избежать чрезмерной местной деформации..
  • Оптимизация параметров горячей прокатки: Для алюминиевых кругов, требующих последующей холодной прокатки, Контролируйте температуру начала горячей прокатки на уровне 480–510 ℃ и температуру окончания прокатки на уровне 280–330 ℃, чтобы обеспечить однородность зерен прокатанной полосы и заложить основу для последующих процессов.. Хэнаньская компания Huawei Aluminium Co., ООО. использует технологию многопроходной поперечной прокатки в сочетании с точными параметрами горячей прокатки., и в сочетании с преимуществами холодной обработки, может стабильно контролировать скорость колошения высококачественных алюминиевых кругов внутри 1.5%, баланс между точностью продукта и эффективностью производства.
Завод по производству алюминиевых листов
Завод по производству алюминиевых листов

Сравнительная таблица влияния способов прокатки на скорость колошения алюминиевых кругов

Метод прокатки
Характеристики текстуры
Основное направление сбора урожая
Диапазон ставок поступлений
Сценарии применения
Стоимость процесса
Однонаправленная прокатка
Очевидная предпочтительная ориентация, сильная текстура R
45° Направление
3%~6%
Обычное оборудование, Принадлежности низкой точности
Низкий (Простой процесс, Высокая эффективность)
Крест Роллинг (90° Изменение направления)
Равномерное распределение текстур, Высокая доля случайной текстуры
Нет очевидного направленного прослушивания
1%~3%
Высококлассная посуда, Прецизионные электронные компоненты
Середина (Необходимо отрегулировать направление прокатки, Немного снижена эффективность)
Многопроходная поперечная прокатка
Очень однородная текстура, Чрезвычайно низкая анизотропия
Отсутствие колошения или микроколошения
≤1,5%
Сверхточные компоненты, Высококачественное светоотражающее оборудование
Высокий (Сложный процесс, Кропотливый)

(III) Научно спроектируйте процесс отжига и стабилизируйте состояние текстуры

Процесс отжига напрямую влияет на текстуру рекристаллизации., и параметры должны быть точно установлены в соответствии с маркой алюминия и требованиями к обработке.:
  • Оптимизация промежуточного отжига: Для многопроходного холоднокатаного проката, Контролируйте температуру промежуточного отжига на уровне 400–450 ℃ и скорость обработки полосы на уровне 30–35 м/мин, чтобы исключить нагартование, вызванное холодной прокаткой, и избежать чрезмерного накопления текстуры.. Обратите внимание, что высокотемпературный промежуточный отжиг может увеличить скорость колошения при 0° и 90°., который необходимо регулировать в сочетании с окончательным обжатием прокатки.
  • Окончательный контроль отжига: Конечная температура отжига должна быть ниже температуры промежуточного отжига.. Например, окончательный отжиг 5052 Круги из алюминиевого сплава могут быть установлены на температуру 320–380 ℃ со скоростью обработки 20–30 м/мин.. Равномерный нагрев достигается за счет воздушно-плавающей печи непрерывного отжига для измельчения зерен и баланса пропорций кубической текстуры и R-текстуры..

(IV) Стандартизируйте вспомогательные процессы и уменьшите внешнее вмешательство

Начните с резки, умереть, смазка и другие связи, чтобы избежать усиления присущей материалу анизотропии.:
  • Повышение точности резки: Используйте оборудование для лазерной резки или высокоточной штамповки, чтобы обеспечить плоскостность кромок алюминиевых кругов и погрешность концентричности ≤0,05 мм., избежание локальных деформаций во время волочения, вызванных концентрацией краевых напряжений. После резки можно выполнить небольшую обработку для снятия напряжений, чтобы устранить остаточное краевое напряжение..
  • Оптимизация параметров штампа и чертежа: Отрегулируйте радиус скругления и зазор матрицы и пуансона в соответствии с толщиной алюминиевого круга, чтобы избежать чрезмерного местного напряжения, вызванного слишком маленьким скруглением матрицы.; Контролируйте скорость рисования, чтобы она была равномерной и стабильной, и сила держателя заготовки должна быть равномерно распределена, чтобы уменьшить раскачивание, вызванное неравномерным напряжением.
  • Улучшение условий смазки: Выбирайте специальные смазочные материалы, подходящие для волочения алюминия, чтобы обеспечить равномерную смазку контактной поверхности во время волочения., уменьшить сопротивление трения, и избежать усугубления локальных различий в деформациях.

Таблица точек полнотехнологического тестирования скорости прокалывания алюминиевого круга

Этап тестирования
Тестирование предметов
Стандарты тестирования
Частота тестирования
Порог принятия решения
Метод обработки отклонений
Поступление сырья
Содержание Fe/Si, Состояние текстуры, Прибыльная стоимость
ГБ/Т 15825.7-1995, ГБ/Т 3190-2022
Один раз за партию, коэффициент выборки 3‰
Доходность ≤2,5%, квалифицированный состав
Изолировать некачественное сырье и вернуть поставщику.
После холодной прокатки
Скорость снижения, Состояние поверхности, Предварительная ставка поступления
ГБ/Т 15825.7-1995
Один раз каждый 2 часы, 5 образцы каждый раз
Доходность ≤3%, отклонение скорости снижения ±2%
Отрегулируйте обжатие прокатного стана и перекатайте
После отжига
Размер зерна, Однородность текстуры, Скорость заработка
ГБ/Т 15825.7-1995, ГБ/Т 6394-2017
Один раз за партию, коэффициент выборки 5‰
Доходность ≤2%, однородные и очищенные зерна
Повторный отжиг или корректировка параметров отжига
Доставка готовой продукции
Окончательная ставка поступления, Точность размеров, Внешний вид Качество
Стандарты клиентов + ГБ/Т 15825.7-1995
100% Инспекция (Высококачественная продукция)/1% Выборочный контроль (Обычные продукты)
Соответствовать согласованному с клиентом порогу (обычно ≤2%~5%)
Обрезка и переработка некачественной продукции или брака

(V.) Усиление тестирования процессов и внедрение системы управления с обратной связью

Своевременно выявляйте риски колошения и корректируйте параметры процесса посредством регулярных испытаний.:
  • Тестирование сырья: Перед складированием каждой партии алюминиевых полос, провести тесты на колошение в соответствии с GB/T 15825.7-1995 для измерения скорости и направления колошения, проанализировать состояние текстуры, и запретить запуск в производство некачественного сырья.
  • Выборочный контроль процесса: Извлеките образцы для испытаний на вытяжку после прокатки и отжига, чтобы отслеживать тенденцию изменения скорости колошения.. Если скорость колошения ненормальная (например, превышение 1.5 раз превышает порог управления), немедленно исследовать и корректировать параметры процесса (такие как температура отжига и обжатие прокатки).
  • Повторная проверка готовой продукции: Провести тестирование скорости колошения вытянутой готовой продукции., и обратно оптимизировать процесс предварительной обработки в сочетании с направлением колошения, чтобы сформировать замкнутый цикл управления “тестирование-анализ-регулировка-проверка”.
Гладкие алюминиевые диски
Гладкие алюминиевые диски

III. Распространенные проблемы и целевые решения

Распространенные проблемы
Анализ причин
Решения
Очевидное прокалывание в направлении 45°
Чрезмерно высокое содержание Fe, высокая доля текстуры R; слишком большое обжатие при холодной прокатке
Уменьшите соотношение Fe/Si и увеличьте содержание Si.; отрегулировать обжатие холодной прокатки ниже 75% и оптимизировать температуру окончательного отжига
Выдающийся колос в направлениях 0° и 90°
Чрезмерно высокое содержание Si, усиленная текстура куба; слишком высокая температура промежуточного отжига
Увеличение соотношения Fe/Si и контроль содержания Si; снизить температуру промежуточного отжига и использовать поперечную прокатку
Неупорядоченное распределение початков
Плохая точность резки., неравномерное краевое напряжение; недостаточная смазка
Улучшите концентричность резки и устраните напряжение на кромке; оптимизировать смазочную среду и метод нанесения

IV. Заключение

Контроль скорости колошения алюминиевых кругов во время волочения – это системный проект, проходящий через весь процесс производства сырья., прокатка, отжиг, и рисование. Суть заключается в балансировке распределения кристаллической текстуры и ослаблении анизотропии материала за счет оптимизации химического состава и точного регулирования процесса.. Тем временем, в сочетании со стандартизированным тестированием и управлением с обратной связью, скорость колошения можно стабильно контролировать в пределах целевого диапазона. Благодаря полной системе производственного процесса и возможностям полного контроля качества., Хэнаньская компания Huawei Aluminium Co., ООО. адаптирует решения по производству алюминиевых кругов для различных сценариев применения. Обеспечивая качество продукции, эффективно сокращает отходы материалов и производственные затраты, предоставляет высокостабильные и низкопроцентные алюминиевые круглые изделия для клиентов по всему миру., и постоянно повышает конкурентоспособность рынка.