8011合金铸轧铝材生产深冲酒瓶盖用铝板的制作方法

摘要

本发明公开了一种8011合金铸轧铝材生产深冲酒瓶盖用铝板的制作方法，是为克服现有技术用热轧铝坯料生产深冲酒瓶盖产品生产工艺复杂、成品率低，生产成本高；用现有的铸轧技术生产日用铝制品的坯料铝板来生产深冲酒瓶盖，其抗拉强度低、深冲性能不好的缺点提供的，是对8011合金铸轧铝材在深冲日用铝制品用铝板工艺方法的基础上，经优化调配、多道次压榨和退火处理，成为合乎深冲酒瓶盖产品要求的坯料铝板，成品率达到98％以上。与现有的生产热轧铝板坯料相比，生产工艺简单，生产效率可提高3-5倍，生产成本每吨可节约1000-1200元，以年产5000吨的生产规模计算，年节约成本达500-700万元，经济效益十分可观。

说明书

技术领域

本发明属于制造深冲酒瓶盖产品用铝板的制作方法。

背景技术

现有技术生产铝材质的深冲产品，所使用的坯料一般是采用热轧铝板深冲成的，而热轧铝板又是用热轧铝铸锭轧制的。热轧铝铸锭的厚度一般在20-30mm，因此在轧制深冲用铝板时，需要对上述铸锭进行二十多个道次以上的压轧，才能制成深冲铝产品用的铝板。

由于经过多道次压轧后的热轧铝板组织性能好，其抗拉强度、延伸率和制耳率均能达到生产深冲产品的要求，因此得到广泛应用。目前制造铝质酒瓶盖，就是采用热轧铸锭轧制成铝板，再用轧制后的铝板作坯料进行深冲而生产成的。

使用上述热轧铝板作坯料制造深冲酒瓶盖性能虽好，但也有不足之处，那就是：由于热轧铝铸锭厚度在20-30mm，而用于深冲铝酒瓶盖的铝板坯料厚度要求仅为0.2mm左右，因此要将热轧铝铸锭制成深冲铝酒瓶盖的铝板，加工工序多，工艺复杂，生产成本高；同时加工时间长、占用设备多，而且加工工序多了会增加控制产品质量的难度，加大了酒瓶盖产品的生产成本。

为了降低深冲铝产品的成本，目前有的厂家试用标准的铸轧8011合金铝材作为生产深冲酒瓶盖坯料。由于现有铸轧铝坯料的铸轧厚度可以控制在7.5mm左右，加工成酒瓶盖铝板的工艺相对就简单得多，后续的加工道次较少，合格率相对较高，制造成酒瓶盖的生产成本也会降低。但是，由于直接使用8011合金铸轧铝材生产深冲酒瓶盖，8011合金中所含Si、Fe、Ti成分要求的百分比范围大，而且其中的Mn、Mg、Cu微量元素的含量百分比范围也大，而且采用常规的铸轧工艺生产方法以及常规的冷轧制和退火工艺是很难达到深冲产品的要求。主要是制耳率不稳，合格率低，无法满足铝质酒瓶盖生产的要求，为此，目前酒瓶盖的加工厂家，仍然采用高成本的热轧铝坯料生产。

申请号为200910016884.9，名称为“铸轧生产深冲日用铝制品坯料的方法”的发明专利申请，公开了将常规生产铸轧铝坯料的材料进一步加工处理，即将铸轧铝坯料按照常规的方法熔化后，再添加一部分辅料并经特殊的工艺方法进行铸轧、冷轧和退火处理，制成的深冲铸轧铝坯料，其抗拉强度可达70-80MPa、延伸率可达25-30％，深冲高度可达400mm，其制耳率能达到无耳板，成品率可达95-98％，完全能满足制造如铝锅、铝壶等深冲日用铝制品的要求。

但是，深冲如铝锅、铝壶等日用铝制品，其作为坯料的铝板厚度一般在0.5-1.0mm，合金状态为1050-0，要求其抗拉强度在70-80MPa。如果按照上述200910016884.9专利申请的方法来生产酒瓶盖用铝板，由于作为深冲酒瓶盖用坯料铝板的厚度要在0.2mm左右，而且酒瓶盖的外形又小，相对来说深冲难度大，要求铸轧坯料铝板的抗拉强度要求一般不低于140MPa，其合金状态为8011-H16，要求不但具有一定的强度，且深冲后达到无耳板。这样，使用上述深冲铝锅、铝壶等日用铝制品的铝板生产深冲酒瓶盖，显然达不到要求。如何能使用生产成本低的8011合金铸轧铝材来制造深冲酒瓶盖，是目前需要加以解决的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术用热轧铝坯料生产深冲酒瓶盖产品生产工艺复杂、成品率低，生产成本高；用现有的铸轧技术生产日用铝制品的铝板坯料来生产深冲酒瓶盖，其抗拉强度低、深冲性能不好的缺点，提供一种8011合金铸轧铝材生产深冲酒瓶盖用铝板的制作方法。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明是采用下述工艺方法实现的：

将8011合金铸轧铝材按照申请号为200910016884.9的生产工艺步骤进行：1)熔炼铸轧：即将8011合金装炉熔化，熔化后加入无钠精炼剂、无钠打渣剂和氮气搅拌混合，去渣并倒炉，再加入钛硼细化剂，将铝熔液导入铸轧机铸轧并卷成铝坯料卷；2)冷轧坯料；3)退火处理；其特征在于：

1)在熔炼铸轧时，对8011合金配比成分含量做小范围的优化调节：使Si的重量组分含量调配为占所述合金总重量的0.5-0.58％，Fe的重量组分含量调配为占所述合金总重量的0.6-0.68％，Ti的重量组分含量调配为占所述合金总重量的0.015-0.025％；同时，使Mn、Mg、Cu微量元素的重量组分含量，分别占所述合金总重量≤0.03％。

2)在冷轧轧制时，将上述铝铸轧坯料在冷轧机上分9-10个道次进行冷轧加工，前四个道次均以10-25％厚度的压下量轧制，成品最后一道次以10-25％厚度的压下量轧制，中间的4-5个道次以30-40％厚度的压下量轧制分配，最终成品厚度为0.19-0.21mm；

3)退火处理

在冷轧坯料的制作过程中，进行两次中间退火：

第一次的选定厚度2.0-2.5mm的高温均匀化退火处理，退火温度530-550度，其恒温时间为16-20小时后出炉；

第二次的选定厚度为0.4-0.6mm的中间退火，退火温度430-450度，采用先空炉升温至设定温度后再入炉的快速退火方法，其恒温时间为10-12小时后停炉保温1小时候后出炉，最后再冷轧制成上述最终成品所需厚度。

本发明的优点和积极效果是，由于本发明在8011合金熔炼铸轧过程中，对其所含的Si、Fe和Ti组分的重量，以及对Mn、Mg、Cu微量元素成分进行了优化调配，同时采用铸轧先进的生产工艺技术、采用不同比例分配的多道次轧制和两次不同工艺的退火处理，使加工后的铝板组织排列均匀，满足深冲瓶盖的制耳要求。经试验，铸轧坯料成品铝板的抗拉强度可达140-150MPa，深冲高度为6cm，制耳为无耳板，其延伸率也完全能满足生产酒瓶盖产品的要求。使用上述制造方法生产的铝板深冲酒瓶盖产品，成品率达到98％以上，并且表面光亮、美观。与现有的生产热轧铝板坯料相比，生产工艺简单，生产效率可提高3-5倍，生产成本每吨可节约1000-1200元，以年产5000吨的生产规模计算，年节约成本达500-700万元，经济效益十分可观。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详述。

实施例一：

本发明用8011合金铸轧铝材生产深冲酒瓶盖坯料铝板，采用下述工艺方法生产(以下同实施例一)：

1)、熔炼铸轧

(1)将常规的铸轧8011合金深冲铝材按照常规的方法装炉熔化；

(2)当铝材料全部熔化成铝熔液后，经化验确定铝熔液的合金含量，然后对其配比成分进行优化调配，使合金中Si的重量组分含量占所述合金总重量的0.5％，Fe的重量组分含量占所述合金总重量的0.6％，所含Ti的重量组分含量占所述合金总重量的0.015％；同时，Mn、Mg、Cu微量元素占所述合金总重量分别0.02％；

(3)铝合金熔液的成分合格后，在倒炉前的0.5小时，将HSGJ-6型号的无钠精炼剂和HT-LWQ型号的无钠打渣剂粉剂混合，和纯度为99.999％的氮气一起用20MPa的喷射压力喷入铝熔液内；

在铝材料熔化的过程中间先后搅拌4次。无钠精炼剂加入的量为铝熔液重量的0.12％，无钠打渣剂加入的量为铝材料重量的0.08％，加入氮气的量为铝材料重量的0.8％，待上述无钠精炼剂、无钠打渣剂和氮气与炉内铝熔液完全混合、杂渣浮起后去渣，然后以常规的方式倒炉；

(4)倒炉后在10分钟内加入40Ti4B型的硼钛细化剂，并搅拌均匀，其加入量为铝熔液重量的0.008％；

(5)将炉内铝熔液通过流槽流入铸轧机铸轧成成卷的铝坯料，坯料厚度控制在7.4mm；

2)、冷轧坯料

在冷轧机上分10个道次进行冷轧坯料加工，前四个道次以25％厚度的压下量轧制，最后一道次以20％厚度的压下量轧制，中间的5个道次均以40％厚度的压下量轧制，来最终冷轧的成品厚度为0.19mm，了改善铝板组织的内部排列，更加有利于深冲。

3)、退火处理两次

在冷轧坯料加工过程中，第一次选定厚度2.0mm厚，退火温度设定530度，恒温时间16小时出炉；

第二次选定厚度0.4mm厚，退火温度设定为430度，先空炉升温至430度后入炉，恒温10小时后保温1小时出炉，深冲酒瓶盖用铝板的生产完成。

实施例二：

本发明采用下述工艺方法生产：

1)、熔炼铸轧

(1)将常规生产铸轧8011合金深冲铝材按照常规的方法装炉熔化；

(2)当铝材料全部熔化成铝熔液后，经化验确定铝熔液的合金含量，然后对其配比成分含量进行优化调配，使合金中Si的重量组分含量占所述合金总重量的0.55％，Fe的重量组分含量占所述合金总重量的0.63％，所含Ti的重量组分含量占所述合金总重量的0.02％；同时，Mn、Mg、Cu微量元素占所述合金总重量分别0.02％；

(3)、当铝材料全部熔化成铝熔液后，在倒炉前的0.5小时，将HSGJ-6型号的无钠精炼剂和HT-LWQ无钠打渣剂粉剂混合，和氮气一起用20MPa的喷射压力喷入铝熔液内；所述加入的氮气是纯度为99.999％的高纯度氮气；

在铝材料熔化的过程中间先后搅拌5次。无钠精炼剂加入的量为铝熔液重量的0.1％，无钠打渣剂加入的量为铝材料重量的0.1％，氮气加入的量为铝材料重量的0.85％；待无钠精炼剂、无钠打渣剂和氮气与炉内铝熔液完全混合、杂渣浮起后去渣，然后以常规的方式倒炉；

(4)、倒炉后在10分钟内加入40Ti4B型的硼钛细化剂，并搅拌均匀，其加入量为铝熔液重量的0.01％；

(5)、将炉内铝合金熔液通过流槽流入铸轧机铸轧成成卷的铝坯料，坯料厚度为7.7mm；

2)、冷轧坯料

在冷轧机上分9个道次进行冷轧坯料加工，前四个道次以15％厚度的压下量轧制，最后一道次以10％厚度的压下量轧制，中间的4个道次均以30％厚度的压下量轧制，最终冷轧的成品厚度为0.21mm，同样改善了铝板组织的内部排列，更加有利于深冲。

3)、退火处理两次

在冷轧坯料加工过程中，第一次选定厚度2.5mm厚，退火温度设定550度，恒温时间20小时出炉；

第二次选定厚度0.5mm厚，退火温度设定为450度，先空炉升温至450度后入炉，恒温12小时后保温1小时出炉，深冲酒瓶盖用坯料铝板的生产完成。