СПОСОБ ХОЛОДНОЙ МНОГОПРОХОДНОЙ ПРОКАТКИ ТОНКИХ ЛЕНТ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ Российский патент 2013 года по МПК C22F1/47 B21B3/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, например, к производству тонких лент и фольги из сплавов систем Al-Mg, Al-Mg-Mn и может быть использовано, например, в металлургической промышленности при изготовлении тонких лент, для производства упаковочной тары в пищевой промышленности.

Известен способ прокатки систем Al-Mg, содержащий холодную прокатку с промежуточным рекристаллизационным отжигом, прокатку до и после отжига ведут с суммарной степенью деформации 75-95%, степень деформации до отжига составляет 1-1.25 от степени деформации после отжига (см. а.с. 850235, В21В 3/6, СССР, 1981 г.).

К недостаткам известного способа можно отнести:

1. Наличие промежуточного отжига, что при прокатке на II стадии не обеспечивает необходимых прочностных характеристик.

2. Способ не позволяет обеспечить высокой пластичности.

3. Большой разброс механических свойств.

4. Не обеспечивается необходимый уровень фестонов.

Известен способ прокатки Al-Mg сплавов, содержащий холодную прокатку в несколько проходов, при котором прокатку осуществляют со степенью деформации за проход 40-45%, при этом между проходами охлаждают металл до 70-80°C (а.с. 878386, В21В 3/0, СССР, 1981 г.).

К недостаткам данного решения можно отнести:

1. Охлаждение металла между проходами усложняет технологический процесс и снижает производительность.

2. Реализация прокатки в каждом проходе со степенями деформации 40-45% возможна на одноклетевом стане, но, практически, невозможна на многоклетевом.

3. Не позволяет для сильно нагартованного металла получить повышенную пластичность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ производства фольги методом холодной многопроходной прокатки тонких лент из алюминиевых сплавов, где при каждом из двух последних проходов прокатку ведут со степенью обжатия по заданному соотношению между параметрами ленты

Е=1-K·h/H

где Н - исходная толщина ленты, h - требуемая конечная толщина ленты, K - коэффициент, равный 0,05-0,07 (см. RU 2226437, ⁷ В21В 3/00 от 10.04.2004), с суммарной степенью обжатия, составляющей не менее 85%, со скоростью не менее 500 м/мин и с температурой по окончанию прокатки, равной 140-160°C при массе рулона 5 т.

К недостаткам известного способа можно отнести:

Степень деформации, рассчитанная по данной формуле, чрезвычайно мала, что не обеспечивает необходимого нагрева полосы в процессе холодной прокатки.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение пластичности и штампуемости обрабатываемого металла и снижение разброса механических свойств.

Поставленная задача в предлагаемом изобретении достигается способом холодной многопроходной прокатки тонких лент из алюминиевых сплавов системы Al-Mg или Al-Mg-Mn. При этом прокатке подвергают полностью рекристаллизованную горячекатаную заготовку ленты, имеющей кубическую текстуру и толщину, в 9-10 раз превышающую конечную толщину ленты, при этом прокатку проводят со степенью деформации 45-57% в каждом из двух последних проходов и со скоростью деформации не менее 10 м/с в последнем проходе с обеспечением температуры 140-160°C в рулоне при смотке ленты в рулон массой не менее 8 т.

При степени деформации <45% достичь в два прохода требуемой температуры в 140-160 градусов С невозможно. Если степень деформации >57%, то температура будет больше необходимой, а процесс прокатки станет неустойчивым. При скорости прокатки <10 м/с тонкая полоса не обеспечивает сохранения достигаемого требуемого интервала при смотке в рулон. Без полностью рекристаллизованной горячекатанной заготовки не обеспечивается ресурс пластичности, необходимый для высокоскоростной прокатки без разрушения. При отсутствии кубической текстуры в горячекатанной заготовке имеет место сильная фестонистость под углом 45° к направлению прокатки. Необходимость выдерживания интервала кратности толщины, в 9-10 раз превышающей конечную толщину ленты, связано с тем, что при <9 не набирается прочность, а при >10 возникает интенсивное трещинообразование и потеря устойчивости при прокатке, а также не обеспечивается требуемая фестонистость. Для массы рулонной заготовки <8 т скорость естественного охлаждения рулона на воздухе не обеспечивает необходимого времени пребывания в интервале температур, необходимых для прохождения релаксационных процессов.

Предложенный способ холодной прокатки для вышеуказанных систем позволяет получить ленту с высокими характеристиками прочности, пластических свойств и штампуемости и снизить разброс механических свойств. Так, например, лента сплава 3104 (система Al-Mg-Mn) толщиной 0,265 мм, изготовленная по предлагаемому способу, позволяет получать стабильно следующие механические свойства (таблица 1):

Таблица 1 параметры ед. измерений треб. по Т.У. по предл. способу σ_в МПа 295-335 300-310 σ₀₂ МПа 275-315 280-285 δ % >3,5 >5 ф % <3,2 <1,5

Из представленных показателей видно, что по параметру σ_в разброс уменьшился в 4 раза, а по параметру σ₀₂ - в 8 раз.

Достижение цели предлагаемого изобретения проверено многократно, стабильно обеспечиваются результаты, указанные выше.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, например, к производству тонких лент из сплавов систем Al-Mg, Al-Mg-Mn и может быть использовано для производства упаковочной тары в пищевой промышленности. Для повышения пластичности и штампуемости обрабатываемого металла и снижения разброса механических свойств в способе холодной многопроходной прокатки тонких лент из алюминиевых сплавов системы Al-Mg или Al-Mg-Mn прокатке подвергают полностью рекристаллизованную горячекатаную заготовку ленты. Заготовка ленты имеет кубическую текстуру и толщину, в 9-10 раз превышающую конечную толщину ленты. Прокатку проводят со степенью деформации 45-57% в каждом из двух последних проходов и со скоростью деформации не менее 10 м/с в последнем проходе с обеспечением температуры 140-160°C в рулоне при смотке ленты в рулон массой не менее 8 т. 1 табл.

Способ холодной многопроходной прокатки тонких лент из алюминиевых сплавов системы Al-Mg или Al-Mg-Mn, отличающийся тем, что прокатке подвергают полностью рекристаллизованную горячекатаную заготовку ленты, имеющей кубическую текстуру и толщину, в 9-10 раз превышающую конечную толщину ленты, при этом прокатку проводят со степенью деформации 45-57% в каждом из двух последних проходов и со скоростью деформации не менее 10 м/с в последнем проходе с обеспечением температуры 140-160°C в рулоне при смотке ленты в рулон массой не менее 8 т.