Способ изготовления заготовки в виде полосы из алюминиевого сплава для производства изделий глубокой вытяжкой и вытяжкой с утонением стенок

 

Изобретение относится к способам получения заготовок в форме полос путем непрерьшного литья из алюминиевог го сплава сис темы алюминий-магний- / марганец, пригодных для производства изделий глубокой вытяжкой и вытяжкой с утонением стенок, например баллонов и т.д. Целью изобретения является повьппение антизадирных свойств и уменьшение фестонообразования. Способ предусматривает литье сплава на основе алюминия, содержащего, мас.%: магний 0,8-1,2, марганец 1,0-1,5, медь до 0,25, цинк до 0,25, кремний до 0,3, железо до 0,7 и хром 0,11- 0,26, в форме полосы толщиной 6,35- 12,7 мм, его гомогенизацию при 572- 610 С в течение 10-40 ч и последующую холодную прокатку в три стадии. Первую стадию ведут с обжатием 66- 75%, вторую - с обжатием 10-25% и третью - с обжатием 66-88%. Между первой и второй стадиями прокатки ведут отжиг при 232-260 С в течение 1-4 ч с последующим нагревом при 426°С в течение 2-3 ч. После второй стадии прокатки перед третьей проводят отжиг при 260 С в течение 1 ч с последующим нагревом при в течей 1е 2ч. 27 табл. СО ГС Oft) 4 сл 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 22 F 1/047

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3615872/23-02 (22) 14.07 ° 83 (31) 483337 (32) 08.04.83 (33) US (46) 23. 09. 88. Бюл. 11 35 (71) Континентал Кэн Компани, Ю Эс Эй, Инк. (US) (72) Хариш Д. Мерчант и Джеймс

Дж.Моррис (US) (53) 621.785.79(088.8) (56) Патент США У 4111721, кл. 148-2, 1978. ,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

В ВИДЕ ПОЛОСЫ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА

ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ГЛУБОКОЙ ВЫ-.

ТЯЖКОЙ И ВЫТЯЖКОЙ С УТОНЕНИЕМ СТЕНОК (57) Изобретение относится к способам получения заготовок в форме полос путем непрерывного литья из алюминиево-. го сплава системы алюминий"магниймарганец, пригодных для производства изделий глубокой вытяжкой и вытяжкой

„„SU „„1426458 А 3 с утонением стенок, например баллонов и т,д. Целью изобретения является повышение антиэадирных свойств и уменьшение фестонообразования, Способ предусматривает литье сплава на основе алюминия, содержащего, мас,l: магний 0,8-1,2, марганец 1,0"1,5, медь до 0,25, цинк до О, 25, кремний до 0,3, железо до 0,7 и хром 0,110,26, в форме полосы толщиной 6,35"

12,7 мм, его гомогенизацию при 572610 С в течение 10-40 ч и последующую холодную прокатку в три стадии.

Первую стадию ведут с обжатием 66"

757., вторую — с обжатием 10-25Х и третью — с обжатием 66-88Х. Между пер- I вой и второй стадиями прокатки ведут отжиг при 232-260 С в течение 1-4 ч с последующим нагревом при 426 С в течение 2-3 ч. После второй стадии прокатки перед третьей проводят ото

Ф жиг при 260 С в течение 1 ч с послеь дующим нагревом при 426 С в течение

2 ч. 27 табл. 4 . 1426458 блица 1

Температура"" гомогенизации, С

Задирание

Размер интерметаллических частиц, мк

482 . 51 0 Ор 5 1 ° 0 Умеренное

537 — 565 0,7 — 1,2 Предельное

570 — 594 1,0 — 3,0 Нет

20 ч при указанной температуре.

На алюминиевом полотне, гомогени- вплоть до 25,4 мм (обычно 6,35— эированном при 510-621 С, не наблюда- -45 12,7 мм) подвергают первой холодной ется задирание во время вытягивания прокатке для уменьшения толщины прис утонением стенок чаши, образован- мерно на 25Х (предпочтительно на 50ной из полотна, однако после вытяжки 757), Затем холоднокатанный лист наоно имеет неприемлемо высокое фесто- гревают до температуры восстановленообраэование„ которое устраняется ния, т.е. до температуры, при котопосле холодной прокатки с промежуточ:" рой он размягчается беэ образования ньяи восстановительно-рекристаллиэа- новой зернистой структуры (для алюционными отжигами. миниевого сплава марки 3004 температура восстановления находится в дива

После получения заготовки иэ алю- пазоне примерно 149-288 С, оптималь55 миниевого сплава посредством непре- ная температура находится в диапазорывного литья полосы и гомогенизации не примерно 176-260 С), в течение в соответствии с указанными парамет- примерно 2-6 ч (предпочтительно в

О рами охлажденную полосу толщиной диапазоне 218-246 C в течение 2-4 ч).

Изобретение касается способа получения путем непрерывного литья полосы из алюминиевого сплава, пригодной для применения в производстве иэделий глубокой вытяжкой и вытяжкой с утонением стенок, например баллонов и т.д.

Целью изобретения является повьппе" ние антизадирных свойств, уменьшение фестонообразования и повьппение прочности на изгиб.

Во время гомогенизации для получения иэделия иэ алюминиевого листа полотно, изготовленное посредством непрерывного литья, нагревают до 510621 С (предпочтительно до 538-593 C) в течение примерно 10-25 ч. Операцию по гомогенизации проводят при температуре примерно 593 С в течение по крайней мере 10 ч.

Если литое алюминиевое полотно нагревают до температуры гомогенизации в рулонах, то их необходимо нагревать медленно в течение 2-10 ч для исключений начального плавления сплава. Оптимальный нагрев под гомогениТ а эацию непрерывно отлитой рулонной алюминиевой полосы заключается в том, что температуру полотна повышают от о окружающей до 538 С в течение 5 ч, от 538 до 566 С вЂ” в течение 3 ч и от

566 до 594 С вЂ” в течение 5 ч.

Полотно гомогениэируют при 593 Ф 10 С в течение 20 ч.

Исследование фотомикроснимков алюминиевого сплава марки 3004, гомогенизированного предлагаемым способом, показывает, что вторичные элементы в сплаве алюминия (Mn, Fe, Si) агломерируют, изменяя форму и увели- чиваясь в размере. В результате образуются интерметаллические частицы, приближающиеся к глобальной форме и имеющие размер 1-3 Мк, которые обес" печивают стойкость литой полосы к задиранию во время сильной механической обработки во время изготовления банок из двух частей посредством натягивания с утонением стенок.

Температура гомогениэации, размеры интерметаллических частиц и степень задирания приведены в табл.1.

1426458

После нагрева полотна до температуры восстановления, его охлаждают до температуры окружающей среды и подвергают второй холодной прокатке для уменьшения толщины в общем на

10% (предпочтительно на 10-25%).

После второй стадии холодной прокатки температура холоднокатаного полотна повышается до температуры рекристаллизации, при этом зернистая структура изменяется от удлиненной до равноосной.

Нагрев до температуры рекристаллизации ведут при 315-482 С в течение примерно 1-4 ч (предпочтительно в о пределах 371-427 С в течение примерно 2-3 ч).

После нагрева до температуры рекристаллизации в течение уКазанного времени рекристаллизованное полотно охлаждают до температуры окружающей среды и затем подвергают холодной прокатке с уменьшением толщины примерно на 50% (предпочтительно на 6090%) до окончательной толщины, определенной требованиями к контейнеру, например 0,3 мм — 0,35 мм, и степени твердости Н19.

Для оптимального уменьшения фестонообразования алюминиевое полотно после второй холодной прокатки нагревают во второй раз до температуры восстановления с последующим нагревом до температуры рекристаллизации. Второй восстановительный нагрев осуще-. ствляют при 232-288 С в течение примерно 0,5-3 ч (предпочтительно при примерно 246-274 С в течение 0,75—

1,25 ч.) .

При проведении второго нагрева до температуры восстановления полотно можно охлаждать до комнатной температуры между стадией второго нагрева до температуры восстановления и стадией рекристаллизации. Препочтительно нагрев для рекристаллизации проводят без предшествующего охлаждения до комнатной температуры посредством прямого нагрева от температуры нагрева до температуры рекристаллизации.

Для достижения постоянства в результатах уменьшения фестонообразования преимущественно после стадии гомогенизации согласно предложенному способу полотно охлаждают контролируемо и последовательно т.е. со ско1 ростью охлаждения не больше 24 С/ч.

Способ охлаждения заключается в сле-.

30 ней мере с 50% материала в рекристаллизованном состоянии. Лист в этом состоянии имеет предел прочности на растяжение порядка 40000-45000 фунт/

/кв.дюйм и общее удлинение, замеренное по образцам длины по калибру, 2 дюйма (50,8 мм), 1,5% или более.

Найдено, что предельная прочность на растяжение листового материала сос40 тавляет 40000-45000 фунт/кв.дюйм, когда такой лист подвергают вытяжке и утонению стенок для получения контейнера из двух частей для напитка с целью корреляции с прочностью на продольный изгиб банки порядка по мень45 шей мере 98 фунт/кв.дюйм.

5

20 дующем: в диапазоне температур 593485 С охлаждение ведут с оптимальной о средней скоростью 10 С/ч, в диапазоне

485-399 С вЂ” со скоростью 24 С/ч, а в диапазоне 399-190 С вЂ” со скоростью

1,1 4/ч.

Применяют алюминиевый сплав, содержащий 0,1-0,4 мас.% хрома. Банка, сформированная из улучшенного хромистого сплава 3004 при изготовлении двух частей, полученная вытяжкой и утонением стенок, имеет лучшую прочность на продольный изгиб, т.е. способность выдерживать высокое внутреннее давление без перевертывания днища.

Улучшенный хромом алюминиевый сплав содержит, мас.%: магний пример" но 0,5-1,5; марганец 0,5-1,5; железо

0,1 — 1,0; кремний 0,1-0,5; цинк до

0,25; медь до 0,25; хром 0,1-0,4; алюминий и случайные элементы и включения остальное.

Для изготовления листа, сформованного из улучшенного хромом алюминиевого сплава 3004, важно, чтобы он имел структуру, полученную после обжатия при холодной прокатке по крайДля достижения требуемой предельной прочности на растяжение, которая характерна для листа, изготовленного из непрерывной полосы литого улучшенного сплава согласно предлагаемому способу, необходимо точно следовать указанному содержанию хрома в сплаве и ограничениям по обработке.

Для получения из улучшенного хромом алюминиевого сплава листового материала посредством литья полосы алюминия и легирующие элементы

1426458

Я абли а 2 мас.7. (2п

g Mn Fe

Cr

2 3 4

0,94

0,32

1,07

0,22

0,06

1,14

1112

0,23

0,28

0,02

0,11

1,10

1,08

0,22

0,30. 0,02

1,03

I,00

0,41

0,21

0 05

Темпера- Время, ч тура, С

Режим гомогениэации

5Р

610

А

594

40

590

593

D загружают в плавильную печь, иэ которой поток металла подают в установку для литья полосы, где отверждается тонкая полоса толщиной 25,4 мм или менее (предпочтительно толщиной примерно 6,35-12,7 мм). Литую полосу обрабатывают до получения листа без на-. липания металла, имеющего низкое фестонообраэование и высокую прочность, ! используя гомогенизацию и режимы холодной прокатки и отжига в соответствии с предлагаемым способом.

Сплав Содержание компонентов, Литую алюминиевую полосу размером

305 х 915 мм, толщиной 11,9 мм . помещают в печь с азотной атмосферой, быстро доводят до требуемой температуры и выдерживают в течение 10-40 ч при температурах гомогенизации, изменяющихся от 590 до 610 С. Затем полосы удаляют из печи и охлаждают до соответствующей температуры продувкой холодным сжатым воздухом, подаваемым 4р на полосы, Условия гомогенизации, примененные при серии плавок, приведены в табл.3.

Таблица 3 45

Пример I. Ряд алюминиевых сплавов, полученных непрерывным литьем, содержащих различные компоненты, включая те, которые входят в состав алюминиевого сплава 3004, изготовленного согласно техническим условиям фирмы Алюминиум Ассосиэйшн", используют при изготовлении корпусов банок, полученных вытяжкой и утонением стенок.

Составы сплавов приведены в табл.2..

Охлажденные полосы прокатывают последовательными проходами, используя производственный прокатный стан, до. тех пор, пока полоса не уменьшается до различных степеней толщины по" рядка 66-75Х, т.е. до 4,06-3,05 мм.

Полосы с уменьшенной толщиной нагревают до температуры первого восстаю новления, при котором полосы помещают в печь, предварительно нагретую о до 232 С, и выдерживают в течение Зч, после чего полосы удаляют из печи и охлаждают до комнатной температуры.

После термообработки до температуры первой холодной прокатки/восстановления полосы подвергают второй холодной прокатке посредством последовательных проходов через пару обжимных валков до тех пор, пока толщина полосы не уменьшается на 10-257. (т.е.

3 05 мм).

После второй холодной прокатки полосы подвергают вторичному восстанор вительному нагреву при 260 С н течение 1 ч и затем отжигают при температуре рекристаллиэации 426 С в течение 2 ч.

Режимы холодной прокатки и промежуточных отжигов приведены в табл.4.

1426458

Таблица 4

°

Первое,Первый нагрев дл

Цикл колодной прокатки и откиге торой нагрев для екристалливацин г!

Второй нагрев для осстаиовления!

Первый нагрев для Второе рекристапливации обкатке — — — — — — — -- в холодТемпера- Время, ном состура, ч тоянии

С I2 восстановления емпера- Время, ура, ч

С емпера- Время, ура е ч

Темпе- Время ратуре, ч

J ном сос тоянин, I

426 2E

426 2

260

Нет

232 3

232 3

E 72

2 66

С 75

Се 50

260,Нет

Нет

Нет

426 3

482 2

Нет

Нет

426 2

Нет

Нет

Режимы С„. и С2 соответствуют известным способам. Рекристаллиэованные полосы охлаждают до температуры охлаждающей среды и затем подвергают холодной прокатке до уменьшения толщи20 ны полосы примерно на 88Х (степень твердости Н19), т.е. 0,33 — 0,37 мм.

Полосы со степенью твердости исследуют под растровым электронным микроскопом в режиме обратного рассеяния. Обнаружено, что размер интерметаллических частиц находится в пределах 1-3 мк, т.е. задирание не отмечается, когда полосы подвергают вытягиванию с утонением стенок при изготовлении банок.

Для определения степени фестонообразования, которое наблюдалось, когда полосы подвергали вытяжке во время изготовления банок, нарезают круглые заготовки диаметром 2,20 дюйм из упрочненных полос (H19) и посредством глубокой вытяжки изготавливают неглубокие чаши диаметром 33,5 мм с результирующим уменьшением диаметра на 39Х. Уровень фестонообразования в

40 чаше, полученной вытяжкой, определяют по следующей формуле:

Таблица 5

Фестонообраэо-.. ванне, %

Сплав P ежим

Окончательгомогенизаная толщина полосы, мм ции

0,344

3,20

I А

II А

III А

2,96

0,37

0,36

3, 72

3,54

0,353

3,82

0,36

II В

Ш В

IV В

I С

II С

III С

IV D

3,58

0,37

3,03

0,36

3,98

0,353

0,367

3,61

0,358 Эя70

2,71

0,36

3,14

0,36

D х 100Х

Ь1 +Ь4

45 ТТ 0

Э;13

0,36

III D где hE, — расстояние между дном чаши и вершиной фестона;

11 — расстояние между дном чаши и основанием фестона.

Результаты испытаний на фестонообразование на полосах из сплавов, составы которых указаны в табл.2 и которые подвергали гомогенизации, холодной прокатке и отжигу согласно табл.Э и 4, представлены в табл.5 (цикл.1), 6 (цикл 2) и 7.(Каждый результат испытания на фестонообразование представляет среднее для трех испытаний).

3,06 а 6

0,358

Таблиц

ОкончательРежим

Сплав

Фестонообразованне, гомоге- ная толщинизации на полосы, мм

3,51

0 35

0,36

3 43.1426458

Продолжение табл, 6

1 2, 3 4

III В 0,37 3,58

4,39

0,358

0,355

4,08

II С

4,04

0,36

III С

Таблица 8

Режим Темпе

I D

II D

III D

Время достижения

Время нахожВремя охлаж3 59

3,56

0,355 гоморатура, С

0,36

)5 гени зации дения при этой температуре, ч дения до !

90 С, ч темпе0,355

3,54 ратуры, ч

7 20Е

548 13 35

572 13 40

40 блица

Т а

Окончательная

Фестонообраэованне, %

Сплав Режим гомогениэации

Цикл хо20

572 10 10 толщина полодной

25 лосы, мм прокатки и отжига

Таблица 9

6,3

С1 Тч А

Понижение температуры

Время достижения низкой темпера-. туры, ч

C„ IV

5,9

6,1

0,6

0,36 5,2

4,0

6,6

0,366

2,0

0,36

5,7

12,5

Иэ данных испытаний на фестонообразование (табл.5 и 6) и сравнения этих данных с представленными в табл.7 видно, что алюминиевая полоса, обработанная в соответствии с циклами I и 2 холодной прокатки и отжига, имеет меньшее фестонообразование.

Пример 2, Повторяют процедуру по примеру 1, однако воспроиэвоС IV А

С IV В

С IV С, С IV В

0,358

0,350

0,353 дят условия нагрева и охлаждения в

10 — 15-тонном рулоне полосы из сплава алюминия марки 3004 толщиной пример5 но 0,50 дюйма (12,7 мм), полученной непрерывным литьем, который подвергали циклу нагрева по предлагаемому способу.

Время и температура нагрева и охлаждения указаны в табл.8, Полосы гомогенизированные, как указано в табл.8, охлаждают в соответствии с режимами, приведенными в тарл.9.

617-593

593-482

482-399

399-190

4Б. При 190 С печь выключают и полосы оставляют для охлаждения до комнатной температуры. Охлажденные полосы подвергают холодной прокатке и отжи-. гу, как в примере 1. щ Условия холодной прокатки и отжига приведены в табл.10.(Режим С> соответствует известному способу).

1426458

Таблнпа10! Т

Первый нагрев до, Второе i Второй нагрев до 1 Второй нагрев до температуры рек- обватие температуры вас-, температуры рекристаллиаации. в колод- становления ристаллнаапип

Первый нагрев до температуры восстановления

Первое обватне

Пикл колодной прокатки и отвига в колодион сосном сос"

1 тоянии,,; Темпера, тура, с

Г

1 Время, ; Темпера-1 Время, ч тура,, ч с

Темпера-1 Время, тура, ч

Темпера- Время, тоянии, 2 тура, ч

427 2

427 2

260

232 3

232 3

Нет

260

Нет

427 2

427 2

427 3

204 4

Нет

Нет

Нет

427 2

260

66

260 1

Нет

Нет

Нет

Нет стадии восстановления и рекристаллиэации приведены в табл.11, Таблица 11

Цикл

ХОЛОД ной прокатки и

Время достижения темВремя охлажВремя достижения тем

Время достижения . темВремя достижения темдения до

24 С, ч пературы первого пературы первой рекрис- . таллизапературы второго восстапературы второй рекристаллизаотжига восстановления, ч новления, ч ции, ч ции, ч

10 зультат испытания на фестонообразование представляет среднее трех испытаний) °

Таблица 12

Фестонообразование, Х

Сплав Режим

Окончательная гомогенизатолщина мм

50 ции

0,350 3,12

3,12

0,36

0,355 2;67

Условия нагрева и охлаждения при обработке рулона полосы на каждой

Охлажденные и рекристаллизованные полосы подвергают обжатию по толщине.

0,33 мм — 0,37 мм.

Полосы исследуют под растровым электронным микроскопом s режиме обратного рассеяния. Обнаружено, что размер интерметаллической частицы находится в пределах 1-3 мк, т.е. задирание не наблюдается, полосы подвергают вытяжке с утонением стенок для изготовления банок.

Результаты испытаний на фестонообразование полос из сплавов, состав которых указан в табл.2, представлены в табл.l2 (цикл.3), 13 (цикл 4), 14 (цикл 5) и 15 (цикл 6). (Каждый реВремя охлаждения до

190 С, ч

Время охлаждения до

190 С, ч

3426458

Таблица 16

Таблица 13

Фестонообразование, 7

Окончательная

Сплав Режим

Фестонообраэование, %

Окочательная

Режим гомогенизаСплав гомогениэатолщина, мм ции толщина, мм ции

0,332 4,66

0,354 3,77

0,337 5,99

0,33 4,81

II F

III F

4,33

0 35

0,350 4,65

0,355 4,28

0,34

3,83

15 I

4,59

0 35

3,36

0,36

0,330 4,87

ЕЕЕ G, III G

0,358 4,24

Таблица 14

Фестонообравование, Х низа- толщиции на мм

0,355 4,36

0 35 4,20

II F

ЕЕЕ . F

5,74

0,33

0,354 4,28

0,350 3,76

Таблица 17

4,14

III G

0,35

Таблица 15

Сплав

0,35 3,98

0,35 3,98

1, I F ЕЕ Р !

i III F !, I G ! и с

1 ,,Сплав Режим Окончагомоге- тельная

Режим Оконча- Фестонообгомоге- тельная раэование, нива" толщи- Х ции на, мм

III Е 0,355 4„40

Результаты испытаний на фестонообразование на алюминиевых полосах, подвергнутых сравнительному циклу С холодной прокатки и отжига, представленй в табл. 16.

Иэ данных, укаэанных в табл.12-15, и сравнения с данными табл.16 видно, что самое большое уменьшение фестонообразования достигается во время проведения цикла 3 холодной прокатки и отжига, в котором применяют две стадии нагрева до температуры восстановления до начала рекристаллизации.

Пример 3. Отливают полосы иэ алюминиевого сплава состава V, а также составов А сплава, имеющих различные компоненты в пределах сплава марки 3004, Эти сплавы оценивают для применения в производстве банок путем вытяжки и вытяжки с утонением стенок.

Составы сплавов приведены в табл,17.

Спла Содержание компонентов, мас.X

Mg Mn Fe Si Zn Cr

Ч 1,14 1,12 0,23 0,28 0,02 0,11

А„ 1,07 0,94 0,32 0,22 0,06

1,10 1,08 0,22 0,30 0,02

Отрезки литой полосы из алюминия

lхЗ фута (915 мм длины) .толщиной

1,22 мм помещают в печь с азотной атмосферой и нагревают в течение 1040 ч при температуре гомогенизации

570-593 С. Для достижения гомогенизации полосы воспроизводят условия нагрева и охлаждения в 10-15-тонном рулоне полосы толщиной примерно 12,7 мм, 1426458

Охлажденные полосы прокатывают в последовательных проходах на промьппленном прокатном стане до различной

5 степени толщины в пределах 66-75Х (4,064 — 3 мм).

В первых циклах холодной прокатки и нагрева до температуры восстановления или рекристаллиэации полосы уменьшенной толщины (66-72X) нагревают до температуры первого восстановления, во время которого полосы

4 нагревают в печи до 232 С и выдерживают при этой температуре в течение

3 ч. После первой обработки, заключающейся в холодной прокатке и нагре.— ве до температуры восстановления, полосы подвергают второму обжатию посредством пропускания последовательно через пару обжимных валков для, уменьшения толщины полосы на 10-25Х (3 мм).

После второго обжатия в холодном состоянии полосы нагревают до темпео

25 ратуры 260 С второго восстановления в течение 1 ч и затем до температуры о рекристаллизации 427 С в течение 2 ч °

Время охлаждения до

190 С

Время нахождения при температуре, ч

Температура, С

Режим

35

593

40

570

10

570

Таблица 19

0,6

617-593

593-482

482-399

399-190

4,0

2,0

12,5

Таблипа 20

Цикл холодной npo" хатки н отхига

T Нагрев до первого .Нагрев до перво восстановления рекристалливапии — — г — — — Ф—

Второе обкатке в холодНагрев до второй рекристалливации ервое бна тие агрев до второго осстановленнл холодом сосТемпера- Время, Темпера-.Время,, ком сосемпера- Время, Typat с

Темпера- Время, тура, ч с оянии, тура . ч с

72 232

66 232

75 204

260

Нет

427

Нет

260

427

427

Нет

Нет

Нет

260

1 427

260

427

427 3

Нет

Нет

Нет

Нет полученной непрерывным литьем, которую подвергают нагреву и охлаждению.

Время и температура нагрева и охлаждения приведены в табл.18.

Таблица 18

Полосы, гомогенизированные согласно условиям, указанным в табл.7, охлаждают в соответствии представленным в табл. 19 режимом.

Падение темпера- Время достижения туры, С низкой температуры, ч

При температуре 190 С печь отключают и полосы оставляют охлаждаться до комнатной температуры.

Каждую стадию восстановления и рекристаллизации проводят в условиях, Первую серию нагрева в циклах холодной прокатки и нагрева до температуры восстановления или рекристаллизации изменяют. В одном случае вто" рое обжатие в холодном состоянии исключают и рекристаллизацию проводят сразу после нагрева первого восстановления, в другом исключают нагрев до температуры восстановления и рех-, ристалллиэацию проводят сразу после обжатия в холодном состоянии, Условия холодной прокатки и отжига приведены в табл.20, действующих при обработке рулонной полосы, которые приведены в табл. 21

1426458

Таблица 21

Цикл холодной про-! катки !

1 и о тжи" га

1 !

Время нагрева до температуры второй рекристаллизаВремя достижения темВр емя охлаждения до

190 С, ч

Время нагрева до температуры первой рекристаллиэаВремя охлаждения до

24 С, ч

Время достижения темВремя охлаждения до

190 С, ч пературы второго восстанов пературы первого восста новления, ч ления, ч ции, ч ции, ч

4 l0

Таблица 22

Режим гомогениэации

Фестонообразование, %

Цикл холодной прокатки и отжига на растяжение

Предел текучести, фунт/

/кв.дюйм

103

Общее удлинение, %

Предел прочности, фунт/

/кввдюйм

44,5 2,3

42,3

3,12

2,2

4391

41,1

4,33!

1 4 6

Затем полосы охлаждают до комнатной температуры и упрочняют пропусканием последовательно через прокатный

: стан до обжатия полосы примерно на

,88% по толщине (до 0,33-0,37 мм), Полосы исследуют под растровым, электронным микроскопом в режиме об, ратного расстояния. Обнаружено, что . ЗО размер интерметаллической частицы ра- вен 1-3 мк, следовательно, когда полосы подвергают вытяжке с утонением стенок- для изготовления банок, задирание не отмечается.

Для определения уровня фестонооб- З5 разования при вытяжке полос нарезают круглые заготовки диаметром 55,88 мм иэ упрочненной полосы твердости Н19 и получают из них глубокой вытяжкой неглубокие чаши диаметром 32,5 мм с уменьшением диаметра на 30%. Для глубокой вытяжки применяют инструмент, который обеспечивает примерно на 3,5% положительный зазор (0,0127 мм) между стенками пуансона и матрицей. В испытании на фестонообразование, которое воспроизводит стадию вытяжки в процессе изготовления банок, требуются зазор между пуансоном и штампом на

5% или меньше и уменьшение диаметра на 39%. Для получения чаши без разру" шения и образования складок во время каждого испытания регулируют скорость первой операции вытяжки и давление для закрепления заготовки.

Результаты испытаний на фестонообразование в полосах иэ сплавов, укаэанных в табл.l7, которые подвергали гомогенизации и холодной прокатке и отжигу, согласно табл.18 и 20, представлены в табл.22 (сплав V), 23 (сплав А ) и 24 (сплав А ), (каждый результат испытания на фестонообразование представляет среднее трех испытаний).

Механические испытания

1426458

Продолжение табл. 22

Механические испытания на растяжение

Фестонорбразованне, Х

Режим гомоге» ниэации бщее удлинение, Х редел рочноти, фунт/ в. дюйм

3,36

41,7

44,2

2,2

4,20

40,7

42,3

2,3

3,76

42,1

44,7

2,5

4!,8

40,0

3,98

2,3

4,59

42,7

45,5

2,3

Режим гомогениэации

Механические испытания на растяжение

Общее удлинение, 7.

3,12

40,6

43,8

2,4

4,81

38,0

39,8

2,2

4,28

40,1

42,4

2,2

4,36

39,2

41,0

2,4

3,98

38,5

40,8

2,3

39,5

4,66

2,1

Цикл холодной прока тк и и отжига

Цикл холодной прокатки и отжига

Фестонообразование, 7

Предел текучести, фунт/

/кв.дюйм

10""

Предел текучести, фунт/

/кв.дюйм, 10

Таблица 23

Предел прочности, фунт/

/кв.дюй

1426458

21

Таблица 24

Фесто" нообразование, %

Цикл холодной прокатки и отжига

Режим гомогенизапредел прочности, фунт/

/кв.дюйм

Предел текуче" сти, Фунт/

/кв.дюйм

Общее удлинение, % ции

2,1

38,4

36,4

4,65

42,0

4,24

2,1

39,5

35,4

1,9

37,5

5,74

2,0

42,8

38,9

4,14

37,1

2,1

39,0

4,40

39,0

5,99

41,2

2,0

Продолжение табл, 25

97,0

30 39 8

40,5

99,0

40,6

4l 3

100,0

101,0

102,0

Таблица 25

42,7 на проэгиб, дюйм"

Прочность на текучесть при растяжении, фунт/кв.дюйм, 10З

4Р 42,3

83,7

36,3

85,2

36 8

88,5

37,4

90,9

37,8

89,5

38,2

38,7

92,5

94,0

39,6

Мехаиич ес к не св ойс тв а полос, упрочнеиных до степени твердости И19, определенные методом испытаний А$ТМ, E-8 с применением образцов длиной

50,8 мм (каждый результат яеханического испытания представляет собой среднее шести испытаний, три измерены в продольном направлении и три— в поперечном направлении прокатки) представлены в табл.25.

Механические свойства

Прочность на продольный изгиб, sa" меренная для листа толщиной 0,0135 (0,333 мм) или регулируемая для ка- .

45 либра при величине 1 фунт/кв.дюйм для измерения 0,0001 (0,0025 мм).

Иэ табл.22 видно, что добавка

0,11мас.%хрома в алюминиевый сплав 3004 улучшает прочность при растяжении и, ч0 таким образом, соответствующую прочность на продольный изгиб без отрицательного влияния на формуемость листа для банки из этого сплава.

Пример 4. Изготавливают полосы

/ из литых алюминиевых сплавов для использования при изготовлении корпусов банок, получаемых вытяжкой н утойением стенок. Составы сплавов приведены в табл. 26.

1426458

23

Таблица 26

Содержание компонентов, мас.7.

Сплав (Сг

Т

) Cu

Mg Mn, Fe Si. Zn

0,07

0,46

0 15

0,26

0,17

1 13

1,15

0 35 0,13 0,06

0,96

0,25

0,90

0 15

VII

0,49

0,07

0 19

1,03

l,05

0,20

VIII

0,15

Медь вводят в сплавы для воспроиз- 15 ведения скрала алюминиевых банок, который содержит 0,1-0,2 мас.7. меди.

Алюминиевые сплавы получают непрерывным литьем, используя литейную установку типа Хантор (Нопйег) с двой- 2р ными валками, до изготовления листа толщиной 6,6 мм, который сматывается в. рулоны весом 5000 фунтов. Рулоны охлаждают до комнатной температуры в течение 48 ч ° Охлажденные рулоны 25 помещают в печь и гомогенизируют в азотной атмосфере. Рулон нагревают до 576 + 4,3 С в течение 12 ч и выдерживают при данной температуре в течение 16 ч. Затем рулоны охлаждают З0 в печи до 93,3 С в течение 32 ч. Охлажденные рулоны удаляют из печи и, охлаждают до комнатной температуры в течение 48 ч, Охлажденные до комнатной температуры рулонные полосы подвергают первой обработке, заключающейся в холодной прокатке и нагреве до температуры восстановления, охлажденные полосы прокатывают в последовательных ка- 40 либрах на прокатном оборудовании до тех пор, пока толщина полосы каждого рулона не уменьшится на 83-857 (1,12-1,49 мм).

Обжатую по толщине рулонную полосу нагревают до температуры первого восстановления„ для этого рулоны помещают в печь и нагревают до 232 С в течение 4 ч, выдерживают при этой температуре в течение 4 ч, после этого рулоны оставляют в печи для охо лаждения до 149 С на 9 ч. Рулоны удаляют из печи и охлаждают в течение

48 ч до комнатной температуры.

При первой холодной прокатке и нагреве до температуры восстановления рулонные полосы подвергают второй холодной прокатке путем пропускания последовательно через пару обжимных валков до уменьшения толщины полосы ° на 25Х (0,99 — 1,11 мм).

После второй холодной прокатки рулоны снова помещают в печь и нагревают до температуры второго восстановления повышением температуры печи до

260 С в течение 3,5 ч и затем выдер" живают при этой температуре в течение

1,5 ч. Рулоны отжигают при температуре рекристаллизации посредством повышения температуры печи до 427 С в течение 6 ч и выдерживают при этой температуре 3 ч. Рулоны охлаждают в печи до 149 С в течение 14 ч и затем удаляют из печи и охлаждают в течение 48 ч до комнатной температуры.

Рекристаллизованные бунты прокатывают до уменьшения толщины примерно на 65-677, т.е. до 0,331 мм.

Из упрочненной полосы изготавливают в виде двух частей алюминиевые банки для напитков на промьппленной установке для глубокой вытяжки и вытяжки с утонением стенок. Из каждо-. го бунта изготавливали примерно

5000 банок, Фестонообраэование 2,02,67. Банки испытывают на прочность на продольный изгиб, т.е. на способность банок выдерживать высокое внутреннее давление без продольного изгиба.

Прочность на продольный изгиб из- меряют путем приложения давления внутри банки, полученной глубокой вытяжкой и вытяжкой с утонением стенок, и затем постепенно увеличивают давление до деформации и выпучивания днища, т.е. продольного изгиба. Давление, при котором днище начинает npdдольно изгибаться, представляет прочность на продольный изгиб. Для того, чтобы банку можно было применять, она должна иметь предел прочности на

1426458

25 продольный изгиб по крайней мере

90 фунтов/кв.дюйм.

Средний предел прочности на продольный изгиб банок, .изготовленных из сплавов VI-VIII приведен в табл. 27.

Таблица 27

Сплав

Предел прочности на продольный изгиб, фунт/кв.дюйм! !

i VI ! VII VIII

6,72

6,16

6,58

Формула изобреТения

Составитель Л.Носырева

Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 4787/58 Тираж 595 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ изготовления заготовки в виде полосы иэ алюминиевого сплава

i для производства изделий глубокой вытяжкой и вытяжкой с утонением стенок, включающий непрерывное литье

26 сплава на основе алюминия, содержа= щего 0,8-1,3 мас.Х. магния, 1,0—

1,5 мас.Х марганца, до 0,25 мас.Х

5 цинка, до 0,25 мас.Х меди, до

0,3 мае.X кремния и до 0,7 мас.Х железа, в форме полосы толщиной 6,3512,7 мм, гомогениэацию при 572-510 С с последующей холодной прокаткой в несколько стадий до конечной толщины и промежуточными отжигами, о т л и— ч а ю шийся тем, что; с целью повышения антизадирных свойств и уменьшения фестонообраэования, в сплав дополнительно вводят 0,110,26 мас. хрома, гомогенизацию ведут в течение )0-40 ч, холодную прокатку проводят в три стадии с уменьшением толщины на первой стадии на

66 -75Х, на второй — на 10-25Х и на третьей — на 66"88Х, промежуточный отжиг после первой стадии проводят о при 232-260 С в течение 1-4 ч с пос0 ледующим нагревом при 426 С в течение

25 2-3 ч, а отжиг после второй стадии проводят при 260 С в течение 1 ч с последующим нагревом при 426 С в течение 2 ч.