非对称铸轧制造PS铝板基的工艺与性能研究

摘要

目前用普通对称式铸轧法制备的PS铝板基存在电解速率低、腐蚀不均匀等质量问题，尚不能满足国内高档PS板基的要求。针对上述问题，本文对传统铸轧方法制备板坯的技术路线进行了改进，提出了非对称下沉式多能场铸轧法。通过非对称铸轧PS铝板基的系统试验，研究了不同PS铝板基成品的金相组织、力学性能、表面粗糙度和电解腐蚀性能，并探讨了非对称铸轧制备高档PS铝板基的可行性。
　　本研究主要内容包括：⑴进行了非对称铸轧研究，在实验室条件下，通过理论推导和实验研究获得了较合理的工艺参数范围。当铸轧带坯厚度为5.8mm时，铸轧区长度应控制在65～70mm，铸轧速度应该控制在1.2～1.4m/min，前箱温度应控制在675～685℃，励磁电流为10A，超声功率为200W。⑵研究了非对称下沉式多能场对PS板基铝带坯组织性能的影响，结果表明:与普通对称式铸轧带坯相比，非对称铸轧的带坯组织由粗大的柱状晶转变为均匀细小等轴晶，晶粒平均直径在30～35μm之间，其力学性能得到明显提高，抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度分别提高了22.6％、23.66％、38.75％和9.90％。在实验室条件下，其铸轧速度范围为1.2～1.4m/min，比普通对称式铸轧(v=0.9～1.1m/min)提高了30％以上。⑶研究了非对称铸轧PS板基在不同冷轧工艺下的组织性能，获得了制备PS板基最合理的冷轧工艺参数为第一次冷轧变形量81％、经中间退火后第二次冷轧变形量75％，该工艺路线制备的PS板基晶粒度细小，分布均匀，电解腐蚀性能优越。⑷对比分析了非对称铸轧PS板基与其他两种PS板基的组织和性能。结果表明:非对称PS板基的力学性能有一定的提高，抗拉强度和硬度分别提高了9.76％、7.35％，其力学性能与优质热轧PS板基相当;非对称PS板基的第二相粒子大小均一、分布均匀、粒子数目多，其表面的腐蚀孔洞弥散均匀分布，尺寸较大，形状较规则，方形状孔洞较多，具有较理想的组织结构。非对称铸轧制备PS铝板基的组织性能基本满足高档PS版对铝板基的要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 PS版发展概况

1．2 PS铝板基的质量要求

1．2．1 铝板基的表面质量要求

1．2．2 铝板基的力学性能要求

1．2．3 铝板基的电解腐蚀性能要求

1．3 PS铝板基制备技术

1．4 国内外对PS铝板基的研究现状

1．5 电磁场和超声波在铸轧技术中的研究

1．6 本文研究的主要内容和意义

2 非对称铸轧工艺参数的研究

2．1 非对称铸轧技术的优势分析

2．2 铸嘴下沉高度对非对称铸轧区间长度的影响

2．2．1 铸嘴下沉高度对非对称铸轧区长度的影响

2．2．2 铸嘴下沉高度对非对称铸轧冷凝区长度的影响

2．3 铸嘴下沉高度对铸轧凝固前沿放热的影响

2．4 非对称铸轧的液穴长度与工艺参数的关系研究

2．4．1 非对称铸轧对液穴形状与长度的影响

2．4．2 非对称铸轧的液穴长度与工艺参数的关系

2．5 本章小结

3 非对称铸轧PS板基铝带坯的实验研究

3．1 试验方案与过程

3．1．1 试验方案

3．1．2 试验过程

3．2 工艺参数对非对称铸轧组织的影响

3．2．1 铸轧速度对非对称铸轧带坯组织的影响

3．2．2 前箱温度对非对称铸轧带坯组织的影响

3．2．3 铸轧区长度对非对称铸轧带坯组织的影响

3．2．4 多能场参数对非对称铸轧带坯组织的影响

3．3 不同铸轧方式下铝合金带坯组织的对比分析

3．3．1 宏观组织分析

3．3．2 微观组织分析

3．4 不同铸轧方式下铝合金带坯力学性能的对比分析

3．4．1 拉伸性能分析

3．4．2 显微硬度分析

3．5 本章小结

4 非对称铸轧带坯制备PS板基的冷轧工艺研究

4．1 铸轧带坯制备PS板基的工艺流程

4．2 试验方案的确定

4．3 实验结果与分析

4．3．1 冷轧工艺对PS铝板基表面粗糙度的影响

4．3．2 冷轧工艺对PS铝板基金相组织的影响

4．3．3 冷轧工艺对PS铝板基力学性能的影响

4．3．4 冷轧工艺对PS铝板基电解腐蚀性能的影响

4．4 本章小结

5 几种PS铝板基的综合性能对比分析

5．1 不同PS铝板基的力学性能对比分析

5．2 不同PS铝板基的表面粗糙度对比分析

5．3 不同PS铝板基的显微组织对比分析

5．3．1 不同PS铝板基的金相组织对比分析

5．3．2 不同PS铝板基的第二相分布

5．4 不同PS铝板基的电解腐蚀性能对比分析

5．4．1 不同PS铝板基的极化曲线

5．4．2 不同PS铝板基的表面腐蚀形貌对比分析

5．4．3 不同PS铝板基的腐蚀极化曲线对比分析

5．5 非对称铸轧制备PS铝板基的综合评价

5．6 本章小结

6 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 工作展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果

致谢