铝锰系铝合金板带材深冲和变薄拉深行为的影响因素

摘要

本文利用光电光谱、制耳率、模拟深冲成形、力学性能测试、金属织构、扫描电镜、X光再结晶、电导率检测等试验方法和手段，应用工业化生产线，研究了化学成分、轧制工艺、热处理参数对板材织构进而对板材深冲、变薄拉深成形的影响。应用织构-制耳理论，位错/滑移理论探讨了板材生产工艺因素对深冲指标的影响。通过系列工艺试验确定了手机电池壳用板带材稳定的批量生产工艺，并生产出了表面质量好、冲压、变薄拉深性能优异，而且板材的各种性能和厚度精度等技术指标优秀的手机电池壳类盒形件用铝带、板产品。 以3003合金成分为基础，通过调整锰、铜、镁含量形成了n值大的新合金，新合金成形后强度高、盒内承受压力时膨胀小、可以抗高温蠕变。盐浴退火的3003-H14材料比原来的3003-H14拉深性能得到了提高，容易成形。用退火方式生产无耳板时，必须控制Fe＞Si，防止退火后出现较大的0°/90°制耳，且Fe/Si控制在1.0～1.8较合适。同时研究了Cu、Mn、Ti、Zn等元素对制耳的影响。 手机电池外壳材料热轧工艺定为定温上气流550℃，下气流530℃。加热10h～12h，金属温度490℃～520℃。保温1h以上热轧。通过试验获得该合金的不同温度下退火的性能曲线回归方程。制订了n值、r值的测定方法，测得了常见深冲用铝合金材料的屈强比、n值、r值等，测定了典型状态的织构百分比含量，绘制了极图。 在再结晶试验过程中，得出从360℃到380℃强度逐渐下降，塑性提高。0°、90°方向的制耳小于45°方向的制耳，360℃以下材料的织构还是变形织构强于再结晶织构，在高于360℃时，再结晶织构明显增强。210℃左右时，该材料电导率有大幅度升高，这是开始再结晶温度。到360℃时又有一个转折，即立方织构与变形织构的转折点。 本文从理论上解释了手机电池壳盒形件用板带材制造工艺导致的该材料在深冲、变薄拉深过程中出现各种缺陷。这同样解决了工业生产中雷管带、笔帽、化妆品盖、高级防盗盖等产品表面流纹(looperlines)、表面起皱、粗糙、冲制开裂等问题。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外研究工作概况

1.2.1高性能铝合金材料现状

1.2.2变形铝及铝合金织构

1.2.3织构的表达方式

1.2.4生产工艺与织构的关系

1.2.5织构理论已经在生产中的应用

1.2.6生产工艺对织构形成的影响

1.2.7其他影响深冲、变薄拉深的因素

1.3本文研究的目的和主要内容

1.3.1选题的目的和意义

1.3.2本论文研究的主要内容

第2章成分及熔铸工艺的影响

2.1前言

2.2实验方案

2.3材料制备工艺

2.4试样准备

2.5合金元素对制耳以及深冲的影响

2.5.1合金元素对制耳的影响

2.5.2合金元素对深冲的影响

2.6不同合金元素含量对材料综合性能的影响

2.6.1材料成形性试验

2.6.2电池外壳的成形性试验

2.6.3耐压强度的对比试验

2.6.4高温蠕变(creep)对比试验

2.6.5其他

2.7本章小结

第3章轧制工艺的影响

3.1前言

3.2试验方案

3.3轧制工艺

3.4试验方法及试样准备

3.5试验结果及分析

3.6本章小结

第4章热处理工艺的影响

4.1前言

4.2实验方案和实验方法

4.3均火试验

4.4中间退火试验

4.5再结晶退火试验

4.6其他

4.7本章小结

附图

结论

参考文献

攻读工程硕士学位期间发表的学术论文

攻读工程硕士学位期间获得的科研成果

工程硕士研究生简历

致谢