技术分析报告

目录一、8011A空调箔生产的发展前景二、8011A空调箔生产工艺研究（一）立项的根据及重要研究内容目的（二）成果简要阐明及重要技术指标2.2.1市场分析2.2.2确立产品原则2.2.3工艺研究（三）创新点（四）重要经济效益三、具体科学技术阐明（一）空调箔的工艺流程（二）合金牌号的选择（三）实验过程3.3.1实验目的3.3.2实验组织机构3.3.3铸扎3.3.4箔扎3.3.5退火制度3.3.5.1退火实验3.3.5.2制订生产中退火制度四、技术分析（一）总加工率对空调箔材性能的影响（二）铸轧坯料晶粒度的影响（三）成品退火制度的制订（四）成品退火制度对空调箔材力学性能和工艺性能的影响（五）总加工率的增加及撤销中间退火对生产工艺的影响五、8011A空调箔生产的推广六、效益分析七、结论8011A空调箔生产工艺研究一、8011A空调箔生产的发展前景据中国家电消费市场联合调查显示，现在，空调在我国都市民家庭的占有率为43.9％，—期间的居民对空调的预期需求将保持每年1300万台左右(这还不涉及集团采购和出口国外市场的份额)。如此巨大的空调市场，给生产空调散热器铝箔的厂家带来了巨大的商机,也对空调箔加工业带来了巨大的商机。为了满足顾客对空调箔材的规定，对用铸轧法生产空调箔的工艺进行了重点攻关。对以铸轧法生产8011AH220.115mm空调箔材为对象，研究总加工率、退火时的金属温度和保温时间对产品工艺性能及成形性能的影响规律，为实际生产制订退火制度提供根据。二、8011A空调箔生产工艺研究（一）立项的根据及重要研究内容目的为了满足顾客对空调箔材的规定，对用铸轧法生产空调箔的工艺进行了重点攻关。以铸轧法生产8011AH220.115mm空调箔材为对象，研究总加工率、退火时的金属温度和保温时间对产品工艺性能及成形性能的影响规律，为实际生产制订退火制度提供根据。（二）成果简要阐明及重要技术指标2.2.1市场分析根据产品用途、厚度不同，对市场进行划分，对尺寸允许偏差和力学性能的规定也不同。2.2.2确立产品原则根据市场确立产品原则。根据市场调研的成果，拟定生产产品规定的平直度、尺寸允许公差、力学性能、表面质量，制订对应的原则。2.2.3工艺研究针对产品原则进行工艺研究，控制产品质量，满足市场需求。工艺研究的重心为：平直度控制工艺、尺寸允许公差控制工艺、力学性能控制工艺、表面质量控制工艺、成品率确保。通过工艺技术的研究，运用改善道次分派的办法，提高生产效率，减少头尾料的产出，以提高成品率。对生产工艺进行研究，控制成品的平直度、尺寸允许公差、力学性能（抗拉强度和延伸率）表面质量等。先进性：与行业原则YS/T429.2-对比，产品各项性能均达成或超出国内高端产品的行业原则，达国际先进水平。（三）创新点现在，空调器厂家由于设备的更新改造及减少成本，对箔材的厚度规定越来越薄，同时，为了使散热器更加耐用，规定箔材强度更高，并且要保持较好的塑性。普通，空调箔生产有两条工艺路线，即热轧开坯一冷轧一箔轧；铸轧一冷轧一箔轧。后者生产的空调箔，含有生产周期短、能耗低、生产成本低的优点，与热轧开坯料相比，之前铸轧料在加工过程中存在易开裂，变形区不光滑等问题，产品质量不好控制，因此空调箔生产普通用热轧板生产，但由于生产技术的提高，逐步采用铸轧料替代热轧料生产，已成为一种趋势。（四）重要经济效益通过对用铸轧法生产空调箔的工艺重点攻关测试后，对以铸轧法生产的8011AH220.115mm空调箔材，达成了产品规格规定，对之后减少原材料成本起到了核心作用，生产原材料采购成本比之前采购热轧卷成本变低，采购铸轧卷成本是之前采购热轧卷成本的二分之一，由于本身有铸轧机能够生产铸轧卷，对公司的采购成本还能再低于市场采购价的二分之一，由此能够推算，，空调箔预计年产量9000吨，每吨附加值按4200元计算，一年可创收3780万元，成品率，第一年预计75%，后来达成同行先进水平，约85%。三、具体科学技术阐明（一）空调箔的工艺流程现在，空调器厂家由于设备的更新改造及减少成本，对箔材的厚度规定越来越薄，同时，为了使散热器更加耐用，规定箔材强度更高，并且要保持较好的塑性.有关原则中对空凋箔性能的规定见表1。普通，空调箔生产有两条工艺路线，即热轧开坯一冷轧一箔轧；铸轧一冷轧一箔轧。后者生产的空调箔，含有生产周期短、能耗低、生产成本低的优点，但由于铸轧的结晶特点，使其生产的铸轧板组织存在结晶取向强、化学成分偏析大及元素过饱和等特性，产品各向异性明显，且性能较难控制，与热轧开坯料相比，轧制过程中存在易开裂，变形区不光滑等问题。（二）合金牌号的选择空调箔所用的材料，是生产厂家和使用厂家共同关心的一种问题，也是提高产品工艺性能的基础，空调箔合金由最初的1060、1145合金，转向1100合金，发展到现在的8011合金。我公司曾用1100合金生产空调箔，但1100合金对退火温度非常敏感，性能极不稳定，特别是杯突值达成5.5mm很困难，通过多次对比实验，最后拟定使用8011A合金。8011A合金是在8011合金的基础上通过改良的一种合金，是根据我公司的实际状况和顾客的特殊需求，参考德国原则上的8011A合金，对8011合金成分进行调节后形成的合金，配料时规定其Fe含量达成一定值，限制si的最高含量，将1M(Fe)：1M(si)控制在一定的范畴内。8011A合金成分见表2。根据以往生产8011A合金的经验和基于该种合金的最后产品考虑，我们制订了下列工艺方案：铸轧板坯料(7.0mm8.0mm)一冷轧0.28mm一箔轧生产到0.115mm一剪切一成品退火一检查一包装一交货。（三）实验过程3.3.1实验目的为了满足顾客对空调箔材的规定，我公司对用铸轧法生产空调箔的工艺进行了重点攻关，对以铸轧法生产8011AH220.115mm空调箔材为对象，研究总加工率、退火时的金属温度和保温时间对产品工艺性能及成形性能的影响规律，为实际生产制订退火制度提供根据。铸轧法生产空调箔的工艺研究为我们公司节省了成本，提高公司资源整合，又改善市场环境。3.3.2实验组织机构组长：武超组员：田鹏、黄建芳、朱振国、王波、李慎兴3.3.3铸扎对于生产箔材的铸轧板，我们按照铝箔的生产工艺进行，如用N2\CI2：进行二次精炼、双级过滤、添加进AI-Ti-B丝细化晶粒等方法，严格控制铸轧板的厚度、内部组织，晶粒度及板形。在铸轧生产中，规定铸轧板的组织要均匀，减少成分偏析，规定铸轧板的晶粒度应达成一级。由于总加工率对空调箔材的性能影响很大，我们选择了两种厚度的铸轧坯料，分别为7.0mm和8.0mm的，使冷轧的加工率达成98.3％和98.6％。3.3.4箔扎箔轧在原有的生产工艺中，为了消除产品的各向异性，坯料在0.5mm时进行中间退火，轧制出0.115mm箔材后成品退火，通过重复实验发现，其抗拉强度和伸长率都偏低，特别是杯突值，平均不大于5mm，达不到8011AH22状态的规定。本次拟定的冷轧工艺取消了中间退火，由铸轧坯料直接冷轧到0.28mm，然后箔轧到0.115mm.成品的总加工率由77.8％增加到98.0％-98.6％。现有冷轧工艺：8.0(7.0)mm—4.6mm—2.9mm—1.8mm—1.1mm—0.7mm--0.43mm—0.28mm。箔轧工艺：0.28mm—0.225mm—0.3.3.5退火制度3.3.5.1退火实验实验室中拟定退火的最佳金属温度和保温时间首先在实验室对8011A合金的退火性能进行了探索，分别对7mm、8mm铸轧坯料生产的成品厚度为0.115mm的空调箔进行了不同保温温度、保温时间的退火实验，研究其内部组织、力学性能、杯突值的变化，正交实验成果见表3、表4。注：①退火后箔材为变形纤维组织；除①外，其它退火后的箔材为变纤维组织，且已开始发生再结晶；产品均不符合8011H22规定。图1为铸轧坯料8.0mm厚时，实验室不同退火制度对0.图1图2图32为铸轧坯料8.0mm厚时，实验室不同退火制度对从表3中可见，当铸轧坯料厚度在7.0mm时，其力学性能和工艺性能均无法满足空调箔材原则的规定，应当排除这个厚度：当铸轧坯料厚度为8.0mm时，在实验室条件下，280~C9h,290~C(5-7)h、300~C(3-5)h的退火工艺均能确保成品箔符合8011AH22原则的规定。从图1中能够看出，随着温度的升高，保温时间的延长，抗拉强度的基本趋势是下降的；伸长率有波峰和波谷的变化，但无规律性可言；IE值在料温为290~C时保温7h的最高。达成6.16mm，并且料温在290℃时，其值都高于其它温度的。3.3.5.2制订生产中退火制度我们选择电阻热循环台车式退火炉，退火炉功率为600kW，由于考虑到实验室制度移植到具体生产中会有许多差别，例如：实验室属于高温快速退火和快速冷却，而生产中却实现不了，生产中金属温度不能像在实验室中快速升温，硬化贮能损失较大；生产中由于炉子的类型、炉子的功率、料卷规格、料卷排布方式的差别，必须要使料卷退火透并且温度均匀；由于顾客规定表面带油要尽量的少，还必须进行低温除油退火。因此实验室中的退火温度和时间只是一种参考，生产中的金属温度和保温时间都应增加。在生产中，对8.0mil铸轧坯生产的空调箔制订了下列3个退火方案进行测温退火，其力学和工艺性能见表5。3个方案的炉膛定温和炉料温度变化曲线见图2、图3、图4。通过十几炉次的单卷实验，以上3种退火制度只是其中典型的退火制度。通过对以上制度产品性能的统计分析，我们认为：实际生产中应将炉料温度控制在295℃，保温10-12h为最佳退火制度。在此基础上进行批量的验证明验，成果其性能为：抗拉强度为l10-125MPa，伸长率为16％-20.2％，IE值为5.5-6.2mln，以上性能完全符合8011AH22的规定。四、技术分析（一）总加工率对空调箔材性能的影响用厚度7.0mln和8.0mm铸轧坯料生产的空调箔进行的对比实验表明，要使8011A合金空调箔的退火性能合格，必须确保总加工率不低于98.6％。由于总加工率较低，7.0m厚铸轧坯料生产的空调箔的工艺性能和力学性能无法满足原则的规定；8.0m铸轧坯料通过适宜的退火制度，可生产出合格的空调箔。铸轧坯料厚度的增加，加大了材料的加工硬化程度，在金属内部存储更多的畸变变形能。随着总加工率的增加，冷变形后的自由能增加，在随即的加热过程中，箔材能够均匀快速回复，达成空调箔对性能及杯突的较高规定。但要注意的是，当冷轧总加工率增加时，退火温度要适宜减少，保温时间要适宜缩短。（二）铸轧坯料晶粒度的影响铸轧坯料的规定是铸轧板的晶粒度要达成一级。合金成分一定时，变形前的原始晶粒对再结晶晶粒尺寸有一定的影响，原始晶粒越细，原有大角度界面越多，因而增加了形核率，使得箔材在随即的低温退火过程中，产生回复，在多边化过程中形成更多的亚晶，随着温度的升高，更多的再结晶晶点产生，有助于伸长率和抗拉强度的共同提高和工艺性能的改善。（三）成品退火制度的制订退火过程中加热阶段的划分及各加热阶段的加热温度和时间的拟定是一种复杂的过程，不仅取决于产品技术规定，并且受到坯料的规格、成分、组织构造、炉料状态、炉子状况的影响。通过数年的探索，生产中最佳退火曲线如图5所示。考虑到除油效果，升温AB阶段，普通会采用长时间低温除油，因此加热速度会较为缓慢。高温加热段BC是退火核心阶段，这个阶段决定产品的力学性能与否能够达成规定。因此该阶段的温度和时间的选择特别重要。对于H22状态的产品则要使结晶组织和变形组织达成合理的比例。据资料介绍，成品退火过程中，强度的变化要比伸长率的变化先于100~C左右。低温加热阶段DE决定了产品伸长率。从表5中我们能够看到，随着低温保温温度的提高，其伸长率增加了29％。（四）成品退火制度对空调箔材力学性能和工艺性能的影响冷变形的组织产生加工硬化，退火时随着温度的升高，会发生回复和再结晶。当加热温度较低时，冷变形重要发生回复，回复过程体现为多边形化过程，形成亚晶组织，随着温度的升高和时间延长，亚晶尺寸逐步增大，位错缠结逐步消失，出现了鲜明的亚晶界，再随着温度的升高及时间延长，某些亚晶粗化，形成再结晶核心，直至再结晶。部分软化退火产品的组织是变形的纤维组织基体上有再结晶晶核及再结晶晶粒出现；对于H22状态的空调箔而言，前面的实验过程表明，空调箔成品退火后内部组织应当是由变形纤维组织和大量细小、均匀、弥散分布的再结晶晶核构成(即我们称的晶点)，也就是说，退火制度的拟定应当确保成品在加热过程中完全发生回复直至亚晶粗化形成再结晶核心，但是要控制在再结晶晶核长大之前。这时再结晶核心细小、致密，均匀分布，产品的力学性能和工艺性能最佳。（五）总加工率的增加及撤销中间退火对生产工艺的影响（1）由于总加工率的增加及撤销中间退火，冷箔轧道次增加，道次压下率减少，如冷轧正常加工率为33％，而现有工艺仅为20％；箔轧正常为50％，而现有工艺仅为20％。（2）总加工率增加，冷箔轧中裂边增大，极易断带，给生产操作增加了困难，且易增加轧制工艺废品。（3）成品退火时，产品的性能对温度和时间规定更加苛刻。（4）产量及效益，空调箔预计年产量9000吨，每吨附加值按4200元计算，一年可创收3780万元，成品率，第一年预计75%，后来达成同行先进水平，约85%。五、8011A空调箔生产的推广该项目结束后，课题构组员通过对研究数据的收集分析，一至认为8011A空调箔的生产，能够节省公司成本，提高公司资源整合，又改善市场环境。并将《8011A空调箔生产工艺研究》报请泰山铝业公司管理者同意，同旨在公司推广应用。六、效益分析及结论正常采用热轧卷进行轧制，采用合理厚度的铸轧卷同样能够进行空调箔的轧制，是减少生产空调箔产品的重要因素，铸轧料相对于热轧料要便宜，对公司采购坯料所占用的资金也是一种较好的减少。经济效益：1、公司空调箔预计年产量9000吨，每吨附加值按4200元计算（由于铸轧板的特殊性，普通认为铸轧坯料不适宜做空调箔，重要因素是铸轧坯料生产空调箔时，塑性局限性、硬化速度快，造成空调箔深冲性能不良，但根据近一年我们的实践表明：只要选择适宜的合金，优化生产工艺，完全能够生产出满