改善铝铸轧板晶粒度的工艺研究★

白玲

（工学西安思源学院，陕西西安710038）

改善铝铸轧板晶粒度的工艺研究★

白玲

（工学西安思源学院，陕西西安710038）

晶粒度不仅是衡量金属材料组织的重要指标，更是决定着金属材料性能及再加工的效率和质量。而铝铸轧板晶粒度上下表面不均匀现象的长期存在，使其在后期的再加工过程中力学性能、表面质量和平整度受到严重影响。针对这种现象，在力同（青海）铝业公司调研的基础上，进入了比较深入的研究，改进了生产工艺和工装配置参数，并进行了现场试制。结果表明：晶粒度明显改善，塑性指标和再加工产品表面质量稳定提高，效果良好。

铝铸轧板晶粒度工艺

铝带材连续铸轧，是一种节约能源，投资少见效快的加工方式，于20世纪80年代初开始在我国应用于不可热处理强化的铝合金板带材加工[1-3]。因此，该生产方法在我国目前已经属于比较成熟的加工方法。晶粒度是衡量铝合金板带材质量的重要指标，晶粒越细，材料的常温力性越好[4-5]。但在铸轧生产过程中，常常出现晶粒粗大或上下表面组织差异较大的现象，严重制约着再加工产品质量和铸轧板的应用范围。

经调研得知，青海某铝业公司仅在2015年8月和9月2个月就因晶粒度不均匀，造成无法交货而改制的产品500多吨，影响到700多万元资金的正常周转，严重影响了企业的经济效益。因此，本文针对这一问题进行研究，提出改善产品晶粒度、提高表面质量及塑性指标的有效方法，并进行现场试制，对实际生产具有非常现实的意义和经济价值。

1 实验材料及方法

1.1 实验材料

本实验所用实验材料为Φ750mm×1 500mm铸轧机所生产的铝铸轧板，生产批号及规格如表1所示。

1.2 实验方法

实验所用铝铸轧板的生产工艺流程为：配料—铝液、铝锭、待回炉废料—熔炼—搅拌—扒渣—取样—调整成分—精炼—倒炉—精炼—静置—扒渣—变质处理—除气过滤—铸轧—成品铸轧卷。通过对生产过程中的部分工艺参数和工装配置参数进行改进，比较改进前后铝铸轧板的表面晶粒度及力学性能变化，确定最优的生产工艺。改进前后铸轧主要工艺参数如表2所示。

表1 铝铸轧板生产批号及规格

表2 铝铸轧板工艺参数

2 实验结果分析

2.1 改进前后表面晶粒度比较

下页图1-1、1-2为QL 160716—56铝铸轧板改进前上下表面晶粒分布状况，可以看到改进前的铸轧板上下表面晶粒度差异较大，上表面为5级[6]，且为柱状晶，下表面为2级，为等轴状晶粒。

图1 铝铸轧板改进前后表面晶粒度比较

经过表2工艺参数改进后，批号为QL 160706—84－1及QL160706—84－2铝铸轧板上下表面晶粒分布如图1-3—1-6所示。改进后的上下表面晶粒度没有明显差异，上下表面均为等轴晶，而且晶粒明显细化，正常生产时，晶粒度稳定在1级。这是由于通过调整表2的工艺参数，使过冷度更低，同时使上下表面的过冷度趋于一致，即使上下表面的结晶条件接近一致，从而获得均匀的晶粒度[7-8]。在产品应用时，由于改进后上下表面外观一致，因此提高了天花板毛坯的成品率。

2.2 改进前后性能比较

对改进前后的相应批次的冷轧板性能进行检测，规格均为：0.3mm×1 300mm卷，其结果如表3所示。改进前后以该铸轧板为毛坯的冷轧板的力学性能在强度方面没有明显区别，但是断后伸长率显著提高，说明塑性得到大幅改善。

表3 铝铸轧板改进前后力性比较

3 结语

通过改进铸嘴装配参数，配合铝钛硼丝的添加速度，适当降低前箱温度，可以有效改进铸轧板的晶粒度并提高其冷轧板的塑性和表面质量。

[1]潘秋红，董则房，王雷刚.我国铝板带材加工行业节能减排现状及措施[J].轻合金加工技术，2011，39（5）：17-20.

[2]王显锋.优质铝铸轧带材生产工艺的研究[D].济南：山东大学，2005.

[3]张自品.铸轧法生产3 105合金的工艺优化配置[J].铝加工，2012（1）：40-43.

[4]任志峰，孟繁霞，孙斌煜.铝带连续铸轧温度场有限元仿真[J].山西冶金，2011（2）：11-13.

[5]沈海鸥.铝合金铸轧带坯晶粒度的控制[J].铝加工，2010（4）：48-50.

[6]抚顺特钢（集团）有限公司，冶金工业信息标准研究.金属平均晶粒度测定方法：GB/T 6394—2002[S].北京：中国标准出版社，2002.

[7]程杰.铝及铝合金连续铸轧带坯生产[M].长沙：中南大学出版社，2010.

[8]马锡良.铝带坯连续铸轧生产[M].长沙：中南工业大学出版社，1992.

（编辑：苗运平）

Research on Improving Grain Size of Alum inum Cast-rolling Plate

BAILing
（College of Engineering,Xi'an Siyuan University,Xi'an Shaanxi710038）

Grain size is not only the key index to evaluatemetalmaterials,but also determinesmaterial performance, reprocessing efficiency and quality.However,one problem that the grain size of aluminum cast-rolling plate distributes unevenly on both sides has been long existed.This problem could severely effects mechanical properties,surface quality and roughness in later reprocessing works.This research improves producing technique and tooling configuration parameters based on series of surveys and test producing in Litong(Qinghai)aluminum Industry.The result shows the grain size,plasticity index and surface quality of reprocessed producthave been greatly improved with good effect.

aluminum cast-rolling plate,grain size,reprocessing

TG335

A

1672-1152（2017）02-0009-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.02.04

2016-12-14

校企业技术改造与创新项目（XASY-B1609）

白玲（1962—），女，现就于工学西安思源学院，高级工程师，研究方向为材料加工工程。