电解铝液直接铸轧铝塑复合板用铝板基表面缺陷及退火工艺研究

摘要

铝塑复合板具有良好的耐候耐蚀性、防火防潮性和易加工成型性等优点,广泛用于幕墙装饰、广告招牌等。铝板基作为铝塑复合板的重要组成部分,其产品质量好坏直接影响到铝塑复合板的使用寿命。传统的生产铝塑复合板用铝板基的方法是采用金属铸锭重熔及热轧冷轧等多道序工艺,生产过程繁琐、生产效率低、浪费能源。近年来,随着铝板带生产技术的进步,生产铝塑复合板用铝板基逐渐采用电解铝液直接铸轧的短流程生产工艺。与传统方法相比,电解铝液直接铸轧生产铝塑复合板用铝板基具有工艺流程短、生产成本低、生产效率高等优点。
　　 但是采用电解铝液直接铸轧生产仍存在一些技术难题:电解铝液温度过高,结晶时有效形核率低,同时铸轧冷却速度过快,导致铸轧板坯成分偏析、第二相粒子粗大和晶粒粗大,在后续的轧制过程中造成铝板基折弯性能不良,并产生一系列的表面缺陷。为了解决上述问题,本文系统地研究了电解铝液直接铸轧生产过程中出现的表面缺陷,并通过优化退火工艺来提高铝板基的表面质量和折弯性能。
　　 本文利用带偏光的金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等分析方法,以及力学性能、折弯性能测试等手段,系统地研究了黄斑、黑条和色差等表面缺陷的成因和退火工艺对铝板基组织和性能的影响。
　　 结果表明,黄斑缺陷的形成原因主要是退火工艺不合理和轧制油理化性能指标不符合要求。在退火加热速度为2.5℃/min、保温时间为6h、加热温度为180℃时,铝板基的黄斑污染程度最轻;基础油为饱和烷烃(二十烷)或者正构烷烃、添加剂为低碳链饱和醇或酯、添加剂加入量为2％时,铝板带的黄斑污染程度最轻。
　　 黑条缺陷的形成原因主要是铸轧过程中精炼剂以及由精炼剂包裹的夹杂物进入铝板带坯中,使得铝板带坯表面粗糙度增大,吸附污物及轧制油:或者是铝板带轧制过程中外来杂质被压入板带材表面,造成板带材表面粗糙度增大,吸附污物及轧制油,从而在宏观上表现为黑条缺陷。
　　 色差缺陷的形成原因主要是铸轧板坯成分偏析和晶粒粗大。对铝板带进行480℃×4h高温均匀化退火,铝板带第二相粒子细小均匀,铝板带的成分偏析完全消除。
　　 随着成品退火温度的升高,铝板基中第二相粒子析出量先增多后减少,在210℃成品退火时铝板基第二相粒子析出量最少,为142931个/mm2;在310℃成品退火时铝板基第二相粒子析出量最多,为178514个/mm2;随着成品退火时间的延长,铝板基中第二相粒子析出量先增多后减少,3h时铝板基第二相粒子析出量最多,为180248个/mm2;16h时铝板基第二相粒子析出量最少,为107576个/mm2。在270℃×4h进行成品退火,铝板基第二相粒子细小均匀,抗拉强度和伸长率分别为135.6MPa和9.2%,折弯处光滑无裂纹,完全满足用户的要求。