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6061铝板的生产
江 西 理 工 大 学金属材料工程专业加工课程设计说明书班 姓级 名材料 102 班 郑 王 康 跃 平 臣指导老师设计时间 2013 年 12 月 25 日至 2014 年 1 月 8 日
课程设计任务书一、设计题目二、内容和要求 （一）板带材设计1) 2) 3) 4) 5) 6) 选择一个产品，制订合理的生产方案； 确定合理的工艺流程及各工序主要设备参数； 通过计算确定合理的热、冷轧规程，并校核电机； 根据热轧规程校核热轧辊强度； 填写该工艺卡片； 计算确定完成设计产量，各设备所需台时数及各设备负荷率。（二）管棒材设计1） 选择管、棒各一个产品，确定合理生产方案； 2） 确定工艺流程及各工序主要设备参数； 3） 通过计算确定挤压工艺（包括挤压方法、挤压机吨位、挤压力校 核、挤压筒直径、挤压变形程度或延伸系数等）； 4） 通过计算确定轧制工艺或拉伸工艺，拉拔力校核； 5） 拉伸配模计算； 6） 填写该工艺卡片； 7） 计算确定完成设计产量，各设备所需台时数及各设备负荷率。三、 设计说明书要求1）上述设计内容必须完整系统，有适当论述及自己的观点。 2） 计算表格用 excel 制作，打印，设计说明书文字叙述通畅，文字 图表整洁。四、主要参考资料1）付祖铸.有色金属板带材生产[M].长沙：中南工业大学出版社2）马怀宪.金属塑性加工学-挤压拉拔与管材冷轧[M].北京：冶金工 业出版社 4）重金属材料加工手册第三分册[M].北京：冶金工业出版社 5）轻金属材料加工手册下册[M].北京：冶金工业出版社 6）温景林.金属压力加工车间设计[M].北京：冶金工业出版社注：设计说明书及相关图纸必须在 19 周五 16:30 之前由设计者 本人亲自交指导教师，否则不予成绩认定。目录1.绪论? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）1.1 铝及铝合金板带简介????????????????（2） 1.2 铝板带生产状况??????????????????（5） 1.3 6061 铝合金简介?????????????????（8） 1.4 6061 铝板简介??????????????????（11）2. 铝板带材生产的基本工艺???????????（11）2.1 轧制??????????????????????（13） 2.2 板带材技术条件?????????????????（14） 2.3 生产工艺流程??????????????????（18） 2.4 热轧铸锭的要求?????????????????（19）3. 6061 铝板的生产工艺?????????????（19）3.1 6061 铝板的工艺流程???????????????（19） 3.2 6061 铝板的具体工序???????????????（26）4. 工艺计算、产品缺陷以及润滑处理???????（26）4.1 工艺计算????????????????????（27） 4.2 产品缺陷及原因?????????????????（30） 4.3 轧制过程中的润滑????????????????（31）6061 铝板的生产工艺绪论一、铝及铝合金板带简介铝及铝合金板、 带、 箔因具有质量轻、 比强度高、 耐蚀可焊、 易加工、 表面美观及容易回收等优点而被广泛应用在国民经济的各行业, 其消费主要集 中于航空航天、 包装、 建筑、 家电、 印刷、 船舶及交通运输等领域。特别 是全铝易拉罐、PS 版基板和铝箔的普遍使用, 极大地促进了铝合金板带热连轧 生产技术的快速发展和铝合金板带产能、 产量的大幅度增长。据统计, 全世界 铝板带平均消费量约占铝材消费总量的 55.9%, 美国铝板带消费量最高达 66%, 日本达 47%, 中国只有世界平均水平的 1/3, 可见差距十分明显。其原因主要是 国内铝板带供坯结构、 坯料质量与国外相比存在很大差距, 主要体现在热轧装 备和生产技术水平的落后两个方面。所谓板带箔是指截面尺寸恒定且为宽高比大的矩形、 长度一般很长的产品, 这是铝及铝合金的重要消费产品。在铝加工业界, 通常按照其厚度分为超厚板、 厚板、 中厚板、 薄板、 特薄板和铝箔等几个类别。厚度一般大于 150 mm 的板 材称为超厚板, 大于 8 mm 的为厚板, 2~8 mm 的为中厚板, 2 mm 以下的为薄板, 小 于 0.50 mm 厚的为特薄板, 小于 0.20 mm 厚的为铝箔。热轧板的厚度一般在 2 mm 以上, 主要包括超厚板、 厚板和中厚板, 薄板带、 铝箔一般需经过冷轧/箔轧 以后才能获得。根据用途的不同, 对板带箔提出的技术要求也不相同, 但是由于其相似的 外形特点和使用条件, 它们仍然有一些共性的技术要求:1)组织细小、 性能均匀。对于厚板, 特别是超厚板要求厚度方向上的性能 均匀, 不允许有较大的性能波动; 对于中厚板、 薄板带不能在长度、 宽度方向 上存在较大的性能波动, 对于不同用途和规格的板材有相应的专门控制标准。 2)尺寸精度高。 主要包括厚度精度和宽度精度, 其中难度最大而要求又很严 格的是厚度尺寸精度, 它影响到使用性能或后续加工工序。 由于板带的宽厚比很 大, 厚度的微小变化都有可能造成使用性能和金属消耗量的巨大变化。国标 GB
对铝合金板材尺寸精度做出了详细的规定。高精尖铝板带箔产品对 精度的要求更高, 如高性能制罐料、 高档 PS 版基板、 优质铝箔毛料等都对尺 寸精度提出了更高的要求。 表 1-1 给出了 PS 版基板的尺寸精度要求, 它远高于 普通铝板的精度要求。 3)板形良好。 板形包括平直度和板凸度。板带平直度有时也称为板形, 主要 表现在波浪形或翘曲, 而板凸度是指横截面偏离矩形的程度, 它们都会严重影 响成形加工性能和使用性能。 同时由于它们, 特别是板凸度具有“遗传性”, 会 严重影响到后续加工性能, 并且往往难以在后续工序中纠正。 这与变形不均匀程 度密切相关, 由于轧制过程中轧辊的弹性形变不均匀,板带的宽厚比很大, 对不 均匀变形很敏感, 板带越薄这种敏感性就越大, 即不良的板形直接来源于变形 的不均匀, 而变形的不均匀又往往导致厚度的不均匀, 因此它往往与厚度精度 有着直接的关系。 4)表面光洁度高。板带多用做外围构件, 广泛应用于包装、 印刷、 建筑等 行业, 因而必须保证有良好的表面质量, 不得出现夹杂、 压入物、 黑白条、 擦 伤等表面缺陷。印刷行业用铝板对表面质量要求最高, 如对于 PS 版基板, 要求 黑条、 压过划痕、 凹点轧制印痕等单个缺陷深度不超过 5 μ m, 长度不超过 3 mm, 每平方米不超过 2 处; 凸起轧制印痕、 硬质点印痕、 轧制粘铝等缺陷深度不超 过 5 μ 不允许直径大于 0.3 mm 的缺陷点, 直径 0.2~0.3 mm 的点状缺陷每平 方米不超过 6 处, 0.1~0.2 mm 的点状缺陷每平方米不超过 20 处。随着印刷质量 的提高, 对以上指标的要求会越来越苛刻。二、铝板带生产状况我国的铝板带材加工业始于解放前， 但真正得到迅速发展还是在建国以后。 20 世纪 50 年代在原苏联援助下建设了东北轻合金加工厂；60 年代中期至 70 年 代后期又自行建设了西北铝加工厂和西南铝加工厂等大型生产企业和 20 余个中 小型铝加工厂，奠定了我国铝加工工业的基础；80 年代以来，我国的铝板带材 生产得到了快速发展， 先后建起了一批拥有现代化装备和技术的加工企业，他们 大多从国外成套引进了代表当时世界先进水平的铝加工设备， 使我国的铝板带材 生产技术、 装机水平及生产能力得到了很大提高。中铝西南铝板带有限公司引进 了“1+4”热轧生产线、双机架冷连轧机生产线；南山集团公司引进了“1+4”热 轧生产线、三机架冷连轧生产线；亚洲铝业(中国)有限公司引进了“l+5”热轧 生产线(二手设备改造)、 五机架冷连轧生产线(二手设备改造)；青海平安铝业引 进了“1+3”热轧生产线，中铝瑞闽铝板带有限公司引进了“1+3”热轧生产线； 美铝渤海铝业引进了“1+3”热轧生产线(二手设备改造)等，随着这些生产线的 陆续投产，填补了我国热连轧生产线、冷连轧生产线的空白，标志着我国铝加工 业历史性的进步，极大地带动了我国铝板带加工业的发展和壮大。 近年来，在经济的快速发展的推动下，我国铝板带箔的投资不断升温，铝板 带消费量持续保持稳定增长。外墙建筑及室内装饰、铝箔制造、PS 版制造业、 家电、 食品包装等行业的需求量进一步提高， 成为铝板带消费增长的主要推动力， 同时，交通运输业正在成为新的消费增长点。2005 年，中国的铝板带材产量将 达到 143 万吨，铝箔产量将达 58 万吨。今后几年，随着我国 2000mm 以上宽幅铝 箔轧机的陆续投产，我国铝箔净出口局面更加明显。铝工业包括铝加工业在内， 是我国国民经济中一个重要部门，铝板带是我国 国民经济发展的重要基础材料，广泛应用于航空、航天、建筑、交通、电子、化 工、食品、医药等行业。近年来，我国铝板带生产发展迅速，生产能力大幅度提 高。截至 05 年 7 月底，我国共出口铝材 38.97 万吨，而同期进口 35.55 万吨， 净出口 3.42 万吨，这是我国铝材第一次实现净出口。05 年 1～8 月，我国铝加 工材的产量达到了 371.76 万吨，比去年同期增长 29.83％，其中，8 月份一个月 的产量达 55 万吨，05 年的铝材总产量将超过 500 万吨。2004 年是中国铝板带行业空前发展的一年，这一年新上（1＋4）热轧生产 线两条，单机架双卷取热轧生产线 4 条，铸轧生产线约 10 条。此外，以渤海铝 业为代表的拟建冷、热轧铝板带生产线有 10 余条。从在建或拟建项目推算，预 计到 2010 年我国铝板带热加工能力将达到 700 万吨、冷轧能力 500 万～600 万 吨，其中高精度冷轧铝板带能力 200 万～250 万吨。目前，由于供坯、主辅机配套、精整等问题，我国铝板带生产设计能力不能 充分发挥，高质量的铝板带还不能大批量生产，难以满足市场的需求。因此，高 精度的铝板带材仍需大量进口。2004 年，铝板带进口量达 44.10 万吨，占当年 铝材进口量的 72.22％。近年来，铝板带装备水平有了很大提高，预计 2010 年 前后，规模化、专业化的先进生产设备和工艺将取代落后陈旧的设备及工艺。从我国铝板带产品主要生产商、 市场的供需、 进出口、 投资等方面综合分析， 我国铝板带市场虽然在稳步增长， 但主要产品为中低端产品， 技术水平普遍不高， 在一些高精度铝板带产品方面， 企业研发能力弱，拥有真正自主知识产权的产品 少，生产技术水平不高，如铝制罐料、高档 PS 版基、磁盘基片、汽车车身用铝 板、 镜面铝带等产品尚不具备大规模工业化生产能力，致使相关行业在原材料采 购上只能依赖进口。同时，企业规模普遍较小，大部分是低水平重复建设。规模 较小导致企业缺乏足够的资金进行研发和产能的扩张，不利于竞争力的发挥。2005 年，各主要行业对铝板带材的需求还会有进一步提高，必将刺激铝板 带和铝箔产量的进一步增长， 预计铝板带材产量将达到 143 万吨， 同比增加 15％， 铝箔产量达到 58 万吨，同比增加 13.7％，中国铝板带工业产能还将不断加大。 从目前的情况看，我国铝板带工业发展以及新建项目具备了以下趋势：一、瞄准国内外高精铝板带压延产品市场，项目起点高、投入大、产品技术 含量和附加值高。目前国内新上的项目如：西南铝的（1＋4）热连轧、南山实业的（1＋4）热连轧以及华东地区新上的 2000mm 宽幅轧机设备，都来自于世界顶 级设备厂，产品瞄准了国内外需求增长迅速的制罐料、PS 版基、双零箔、汽车 铝板带等附加值较高的高精铝板带材市场，填补了国内市场空白。二、项目选址大都靠近消费市场。近两年国内新上的铝板带箔项目，生产地 点都选在国内铝板带消费较集中的华东华南等地区，另外，这些地区靠近港口， 是国内经济和对外贸易发达地区，因此这些项目可以同时兼顾国内、国外两个消 费市场。三、民营企业成为铝轧制工业新生力量。近年来，民营企业不断参与国内铝 板带项目的投资， 已经成为我国铝板带工业发展中新生力量。如东阳光瞄准国内 空调箔市场、 巨科铝业瞄准国内汽车用铝板带市场投资建设的项目，不论从市场 定位、技术水平还是生产规模都处在较高水平。四、我国新上的冷轧和铝箔设备不配套，铝箔毛料仍需进口。截至 2005 年 底， 我国建成和拟建的宽幅轧机将达到 26 台，其中已建成 2000mm 级的宽幅轧机 就达 10 台，另外还有在建的 13 台 2000mm 级的宽幅轧机和 2 台日本 IHI 公司的 1780mm 不可逆铝箔轧机。届时，需要宽度在 1650mm 以上的铝箔毛料 8 万吨，目 前国内只能供应 2 万吨，6 万吨需要进口。随着 2000mm 以上宽幅铝箔轧机陆续 投产， 需要 1650mm 以上铝箔毛料 20 万吨以上，因此短期内我国宽幅铝箔毛料仍 需要从国外进口，造成铝板带材的净进口量将进一步增加。五、投资迅速增长，在建拟建项目多，有产能过剩的风险。因中国高精度板 带材严重短缺，众多生产商纷纷加入到这一行业，到 2006 年，我国至少会建成 3 条（1＋4）热连轧生产线，总生产能力将达到 80 万吨，加上原有生产线，总 产能达到 352 万吨，据预测 2008 年总产能可达 500 万吨；冷轧生产线 106 条、产能 280 万吨。而中国 2004 年的铝板带的消费量仅 160 万吨，过度的投资只会 造成产能过剩和行业整体盈利水平的降低，值得广大企业注三、6061 铝合金基本介绍:以 6061 位代表的 6000 系列铝合金中的主要合金元素为镁与硅， 具有中等强 度、良好的抗腐蚀性、可焊接性，氧化效果较好。广泛应用于要求有一定强度和 抗蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆、 家具等。 其主要化学成份为： Cu0.15-0.4-,Si0.4-0.8,Fe0.7-,Mn0.15-,Mg0.8-1.2-,Zn0.25-,Cr0.04-0.35-, Ti0.15-, 他们是四位数字表示的以镁和硅为主要合金元素并以 Mg2Si 相为强化相的 铝合金。 第一位是数字，用以区分组别。 后两位用于区分同一组别系列内的材料牌号，没有特殊意义。 四位数字体系和四位字符体系牌号第一个数字表示铝及铝合金的类别， 其含 义如下： 1）1XXX 系列 工业纯铝； 2）2XXX 系列 Al-Cu、Al-Cu-Mn 合金，； 3）3XXX 系列 Al-Mn、可加工纯铝； 4）4XXX 系列 Al-Si 合金； 5）5XXX 系列 Al-Mg 合金； 6）6XXX 系列 Al-Mg-Si 合金； 7）7XXX 系列 Al-Zn-Mg-Cu 合金； 8）8XXX 系列 其它。6061 铝合金属热处理可强化合金，具有良好的可成型性、可焊接性、可机 加工性和，同时具有中等强度，在退火后仍能维持较好的操作性.6061 合金的主要合金元素是镁与硅，并形成 Mg2Si 相。若含有一定量的锰 与铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的强度，而 又不使其抗蚀性有明显降低； 导电材料中还有少量的铜，以抵销钛及铁对导电性 的不良影响；锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了改善可切削性能，可加 入铅与铋。在 Mg2Si 固溶于铝中，使合金有人工时效硬化功能。
是 6061 合金的主要合金，是经热处理预拉伸工艺生产的高品质 铝合金产品，其强度虽不能与 2XXX 系或 7XXX 系相比，但其镁、硅合金特性多， 具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工 后不变形、 材料致密无缺陷及易于抛光、 上色膜容易、 氧化效果极佳等优良特点。化学成分:铜 Cu :0.15～0.4 锰 Mn :0.15 镁 Mg :0.8～1.2 锌 Zn :0.25 铬 Cr :0.04～0.35 钛 Ti :0.15 硅 Si :0.4～0.8 铁 Fe :0.7 铝 Al :余量力学性能：6061 的极限抗拉强度为 124 MPa 受拉屈服强度 55.2 MPa 延伸率 25.0 % 弹性系数 68.9 GPa 弯曲极限强度 228 MPa Bending Yield Strength 103 MPa 泊松比 0.330疲劳强度62.1 MPa典型用途;一、板带的应用广泛应用于装饰、包装、建筑、运输、电子、航空、航天、 兵器等各行各业。 二、航空航天用铝材用于制作飞机蒙皮、机身框架、大梁、旋翼、螺旋桨、 油箱、壁板和起落架支柱，以及火箭锻环、宇宙飞船壁板等。 三、交通运输用铝材用于汽车、地铁车辆、铁路客车、高速客车的车体结构 件材料，车门窗、货架、汽车发动机零件、空调器、散热器、车身板、轮毂及舰 艇用材。 四、 包装用铝材 全铝易拉罐制罐料主要以薄板与箔材的形式作为金属包装材料,制成罐、盖、瓶、桶、包装箔。广泛用于饮料、食品、化妆品、药品、香 烟、工业产品等包装。 五、印刷用铝材主要用于制作 PS 版，铝基 PS 版是印刷业的一种新型材料， 用于自动化制版和印刷。 六、建筑装饰用铝材铝合金因其良好的抗蚀性、足够的强度、优良的工艺性 能和焊接性能，主要广泛用于建筑物构架、门窗、吊顶、装饰面等。如各种建筑 门窗、幕墙用铝型材、铝幕墙板、压型板、花纹板、彩色涂层铝板等。 七、电子家电用铝材主要用于各种母线、架线、导体、电气元件、冰箱、空 调、电缆等领域。 规格：圆棒、方棒 代表用途包括航天固定装置、电器固定装置、通讯领域，也广泛应用于自动 化机械零件、精密加工、模具制造、电子及精密仪器、SMT、PC 板焊锡载具等等。四、6061 铝板基本介绍6061 铝板其状态 T6 与 T651 的区别在于一般情况下， T6 的内应力会比较大， 加工会变形，最适合加工的状态应该是 T651，他是在 T6 的基础上进行拉伸，消 除内应力 6061 铝合金的主要合金元素是镁与硅，并形成 Mg2Si 相。若含有一 定量的锰与铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的 强度，而又不使其抗蚀性有明显降低；导电材料中还有少量的铜，以抵销钛及铁 对导电性的不良影响； 锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了改善可切削性 能，可加入铅与铋。在 Mg2Si 固溶于铝中，使合金有人工时效硬化功能。6061 铝合金中的主要合金元素为镁与硅， 具有中等强度、 良好的抗腐蚀性、 可焊接性， 氧化效果较好。镁铝 6061 具有加工性能极佳、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、 上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。属 Al-Mg-Si 系合金，中等强度，具有良好的塑性和优良的耐蚀性。特别是 无应力腐蚀开裂倾向， 其焊接性优良， 耐蚀性及冷加工性好， 是一种使用范围广. 很有前途的合金。可阳极氧化着色，也可涂漆上珐琅，适应作建筑装饰材料。其 含有少量 Cu，因而强度高于 6063 的，但淬火敏感性也比 6063 高，挤压之后不 能实现风淬，需要重新固溶处理和淬火时效，才能获得较高的强度。1、6061 铝合金元素 6061 铝合金的主要合金元素是镁与硅，并形成 Mg2Si 相。若含有一定量的锰与铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的强度，而又不使其抗蚀性有明显降低；导电材料中还有少量的铜， 以抵销钛及铁对导电性的不良影响；锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了 改善可切削性能，可加入铅与铋。在 Mg2Si 固溶于铝中，使合金有人工时效硬化 功能。6061 铝合金中的主要合金元素为镁与硅，具有中等强度、良好的抗腐蚀 性、可焊接性，氧化效果较好。2、镁铝 6061 特点 美铝
是 6 系合金的主要合金，是经热处理预 拉伸工艺的高品质铝合金产品； 美铝 6061 具有加工性能极佳、良好的抗腐蚀性、 韧性高及加工后不变形、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。典型用途：广泛应用于要求有一定强度、焊可接性和抗蚀性高的各种工业结构件，6061 铝板如制造卡车、搭式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工、铁道车 辆、工业用料比较广泛等。化学成分：硅 Si：0.40-0.8 铁 Fe: 0.7 铜 Cu：0.15-0.40 锰 Mn：0.15 镁 Mg：0.8-1.2 铬 Cr：0.04-0.35 锌 Zn：0.25 钛 Ti：0.15 铝 Al：余量 其他： 单个：0.05 合计：0.15力学性能：抗拉强度 σ b (MPa)：≥180 屈服强度 σ 0.2 (MPa)：≥110 伸长率 δ 5 (%)：≥14 注 ：棒材室温纵向力学性能。 试样尺寸：直径≤150第一部分一．轧制：铝板带材生产的基本工艺轧制：将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩使 材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产 方式，主要用来生产型材、板材、管材。轧制过程：轧件由摩擦力拉进旋转轧辊之间，受到压缩进行塑性变形的过程，通 过轧制使金属具有一定尺寸、形状和性能。轧制分类： 轧制方式按轧件运动分有：纵轧、横轧、斜轧。 纵轧过程就是金属在两个旋转方向相反的轧辊之间通过， 并在其间产生塑性变形 的过程。 横轧：轧件变形后运动方向与轧辊轴线方向一致。 斜轧：轧件作螺旋运动，轧件与轧辊轴线非特角。 根据金属状态分有： 热轧 冷轧。热轧： 优点： 可以破坏钢锭的铸造组织，细化钢材的晶粒，并消除显微组织的缺陷，从而使钢 材组织密实，力学性能得到改善。这种改善主要体现在沿轧制方向上，从而使钢 材在一定程度上不再是各向同性体；浇注时形成的气泡、裂纹和疏松，也可在高 温和压力作用下被焊合。缺点：1.经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物（主要是硫化物和氧化物，还有硅酸 盐）被压成薄片，出现分层（夹层）现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大 大恶化， 并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常 达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多。 2.不均匀冷却造成的残余应力。 残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应 力，各种截面的热轧型钢都有这类残余应力，一般型钢截面尺寸越大，残余应力 也越大。 残余应力虽然是自相平衡的，但对钢构件在外力作用下的性能还是有一 定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。 3.热轧的钢材产品，对于厚度和边宽这方面不好控制。我们熟知热胀冷缩，由于 开始的时候热轧出来即使是长度、厚度都达标，最后冷却后还是会出现一定的负 差，这种负差边宽越宽，厚度越厚表现的越明显。所以对于大号的钢材，对于钢 材的边宽、厚度、长度，角度，以及边线都没法要求太精确。冷轧： 用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连 续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压 性能将恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热 镀锌机组均设置有退 火线。轧硬卷重一般在 20-40 吨，钢卷在常温下，对热轧 酸洗卷进行连续轧制。内径为 610mm。产品特点： 因为没有经过退火处理，其硬度很高（HRB 大于 90），机械加工性能极差，只能 进行简单的有方向性的小于 90 度的折弯加工（垂直于卷取方向）。 通俗来说，冷轧，是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的，一般来讲是热轧--酸洗--磷化--皂化--冷轧这样的加工过程。 冷轧是在常温状态下由热轧板加工而成， 虽然在加工过程因为轧制也会使钢板升 温，尽管如此还是叫冷轧。由于热轧经过连续冷变型而成的冷轧，在机械性能比 较差，硬度太高。必须经过退火才能恢复其机械性能，没有退火的叫轧硬卷。轧硬卷一般是用来做无需折弯，拉伸的产品，1.0 以下厚度轧硬的运气好的两边或 者四边折弯。二、板带材技术条件：板带材的分类及技术要求： 板带材产品分类 板带：一般将单张供应的板材和成卷供应的带材总称。 分类： （1） 、按材料种类分：钢板钢带、铜板铜带和铝板铝带等； （2） 、按产品尺寸规格一般可分为厚板（包括中板和特厚板)、 薄板和极薄带 材（箔材)三类； 厚板： 中 板： 4~20mm 厚 板： 20~60mm 特 厚 板： &60mm 以上,最后可达 500mm 薄板： 4.0~0.2mm （热轧薄至 1.2mm） 极薄带材 （箔材） ： &0.2mm,目前箔材最薄可达 0.001mm 日本:规定 3~6mm 为中板， 6mm 以上为厚板 （3） 、板带钢按用途又可分为造船板、锅炉板、桥梁板、压力容 器板、汽车 板、镀层板（镀锡、镀锌板等)、电工钢板、屋面板、深 冲板、焊管坯、复合板 及不锈、耐酸耐热等特殊用途钢板等 有关品种规格可参看国家标准 板带材产品的技术要求： 对板带材的技术要求具体体现为产品的标准， 板带材的产品标准 一般包括有品 种(规格）标准、技术条件、试验标准及交货标准等。 根据板带材用途的不同， 对其提出的技术要求也各不一样，基于 其相似的外形特点和使用条件，其技术 要求仍有共同达到方面，归纳 起来 “尺寸精确板型好，表面光洁性能高”。 尺寸精度要求高 尺寸精度主要是厚度精度,因为它不仅影响到使用性能及连 续自 动冲压后步工序， 而且在生产中难度最大， 厚度偏差对节约金属影响 很大。 板带钢由于 B/H 很大， 厚度一般很小，厚度的微小变化势必引 起其使用性能和 金属消耗的巨大波动。 故在板带钢生产中一般都应力 争高精度轧制,力争按负 公差轧制 （在负偏差范围内轧制，实质上就 是对轧制精确度的要求提高了一倍， 这样自然要节约大量金属，并且 还能使金属结构的重量减轻 ） ； 宽度：保证 正偏差； 长度: 剪切、定尺。板型要好 板形要平坦， 无浪形瓢曲， 才好使用。 对普通中厚板， 其每米长 度 上的瓢曲度不得大于 l5mm，优质板不大于 10mm ，对普通薄板原则 上不大于 20mm。板带钢既宽且薄，对不均匀变形的敏感性特别大， 所以要保持良好的板 型就很不容易。板带愈薄，其不均匀变形的敏感 性越大，保持良好板型的困难 也就愈大。 显然，板型的不良来源于变形的不均，而变形的不均又往往导致 厚 度的不均，因此板型的好坏往往与厚度精确度也有着直接的关系。表面质量要好 板带钢是单位体积的表面积最大的一种钢材， 又多用作外围构 件，故必须保证表面的质量，无论是厚板或薄板表面皆不得有气泡、 结疤、拉 裂、刮伤、折叠、裂缝、夹杂和压入氧化铁皮，因为这些缺 陷不仅损害板制件 的外观， 而且往往败坏性能或成为产生破裂和锈蚀 的策源地，成为应力集中的 薄弱环节。例如：硅钢片表面的氧化铁皮 和表面的光洁度就直接败坏磁性， 深 冲钢板表面的氧化铁皮会使冲压 件表面粗糙甚至开裂， 并使冲压工具迅速磨损， 至于对不锈钢板等特 殊用途的板带，还可提出特殊的技术要求。性能要好 板带钢的性能要求主要包括机械性能、 工艺性能和某些钢板的特 殊物理或化学性能， 一般结构钢板只要求具备较好的工艺性能， 例如， 冷弯 和焊接性能等，而对机械性能的要求不很严格，对甲类钢钢板， 则要保证性能，要求有一定的强度和塑性。 对于重要用途的结构钢板， 则要求有较好的综合性 能，即除开要有良好的工艺性能，甚至除了一 定的强度和塑性以外，还要求保 证一定的化学成分，保证良好的焊接 性能、常温或低温的冲击韧性，或一定的 冲压性能、 一定的晶粒组织 及各向组织的均匀性等。 除了上述各种结构钢板以 外，还有各种特殊用途的钢板，如高温 合金板、 不锈钢板、 硅钢片、 复合板 等， 它们或要求特殊的高温性能、 低温性能、耐酸耐碱耐腐蚀性能，或要求一 定的物理性能如磁性)等三、生产工艺流程：铸锭经过一系列工序处理，最后加工成板、带、箔材产品。所谓工序是指 用某种设备或人力对金属进行的某个处理过程。把生产某一产品的各种工 序按顺序排列起来，称为产品的生产工艺流程。生产工艺流程主要根据合 金特性、产品规格、用途及技术标准、生产方法、设备技术条件所决定。1. 典型生产工艺流程：一个产品的工艺流程，完全反映了该产品的整个生产工艺过程。 由铝及铝合金板带材典型工艺流程图可知，不同的合金、产品规格、技术 要求、生产方法及设备条件等，起生产工艺流程不会相同。即使同一个产品，在 不同的工厂，因设备、工艺、技术条件不同，工艺流程也有差异。但是，生产板 带材的基本工序，一般包括铸锭的表面处理及热处理、热轧、冷轧、坏料或成品 的热处理及表面处理、精整及成品包装等。 板带材的生产基本有两种方式：块式法和带式法。 块片式生产法是热轧后， 将热轧坯料切成一定尺寸的小块，再继续对每―小块热 轧坯料分别进行冷轧，加工成为所要求尺寸的成品。这种生产方法陈旧落后，生 产效率低，产品尺寸精度差，表面质量低，劳动强度大，成品率低，生产成本高， 只适于小批量生产。一般多在设备陈旧简陋的小型工厂采用。 ?带式法是在热轧后不进行中断，而以带卷形式继续进行冷轧。轧到成品尺寸 后再根据订货要求切成一定尺寸的板片。带式法与块式法相比，有以下特点： (1)生产效率高； (2)几何损失少，成品率高； (3)设备机械自动化程度高，产品质量易于保证，劳动强度低，生产条件好； (4)设备庞大复杂，精度要求高，建设投资大，周期长，对生产人员的技术 操作水平要求高。铝及铝合金板带材典型工艺流程半连续锭坯 铣面 蚀洗 洗 包铝 加热 热轧 切 头 尾 边 中断 精整 涂油包装 卷 卷 预先退火 火 冷 轧 轧 中 断预先退火 火 冷 轧中间退火 火 预先剪切 成品退火 淬 火 人工时效 效 精 整中间退火 火 淬 火 人工时效 效成品退火精 整 涂油包装涂油包装 块式冷轧板热轧板带式法冷轧板2. 确定工艺流程原则：根据不同的产品品种、 产量、 技术要求， 合理选择生产方法和铸锭开呸方法， 在一定设备条件下是确定生产工艺流程的重要条件。 确定工艺的流程原则是：在确保产品质量，满足技术要求的前提下，尽可能简化 或缩短工艺流程；根据设备条件，保证各工序设备负荷均衡，运转安全，充分发 挥设备潜力；应尽量采用新设备、新工艺、新技术；提高生产率和成品率，提高 经济效益和社会效益。3.铝板带箔生产供坯方式： 对于薄板及特薄的板带产品一般都采用轧制方法生产。 按现行生产方法, 国 内外铝板带主要有热轧供坯和铸轧供坯两种方法, 两种方法各有优缺点。 热轧一般是指在金属再结晶或强回复温度以上进行轧制, 后者有的学者称 为温轧。 大变形轧制能将粗大的铸造晶粒破碎, 使显微疏松愈合, 减少或消除铸 造显微组织缺陷, 同时, 还能将铸造组织改变为形变组织, 改善金属的加工性 能。由于热轧通常采用强应变、 大压下、 高速轧制, 为保障高速、 连续化和 自动化生产创造了条件。 热轧供坯生产能力大, 并且可生产所有牌号的变形铝及 铝合金板带产品和薄板、 铝箔等的坯料, 适应所有铝板带消费领域的要求, 产 品在深冲性能、 表面质量及精度控制等各方面都有较大的优势。 铸轧供坯设备简单、 占地少、 建设速度快、 一次性投资小, 从工艺上看, 由于不铣面、 不需要再加热, 铸轧坯可直接进入现代化冷轧机轧制, 节省了可 观的能源, 属于一种短流程生产的方式。 但铸轧目前生产合金的品种少, 主要以 纯铝为主, 另外, 还包括部分 3×××和低 Mg 含量的 5×××铝合金。 这些铝合 金产品的表面质量、 内部组织和深冲性能等往往不及热轧的供坯料, 因而, 高 档市场覆盖面受到较大限制。但现在有的厂家采用铸轧坯料也可生产高档的 PS 版基板及双零箔。 热轧坯与铸轧坯相比, 各有优劣, 从目前总体技术来看, 热轧坯在产品质 量方面优于铸轧坯。国外热轧供坯已占全部板带坯的 86%, 铸轧坯仅为 14%。美国、 日本生产的铝板带产量已占世界总产量的 50%以上, 他们供的几乎全部是 热轧坯。近 10 年来, 我国新建铝板带加工生产线绝大部分采用铸轧坯, 占可用 于现代化冷轧机供坯统计能力的 51.8%, 热轧产品只占铝板带消费的 20%左右, 与实际需求结构相距甚远。四、热轧铸锭的要求：热轧的铸锭是采用连续、半连续、铁模等铸造方法生产的扁锭。铸锭质量的 好坏是生产优秀产品的基础。 为了保证产品质量和满足加工工艺性能要求，对铸 锭尺寸、形状、表面及内部质量，必须有一定的要求，并在热轧前进行必要的表 面处理和热处理。1. 铸锭尺寸和形状： 确定铸锭尺寸首先根据生产规模确定铸锭的重量，还应考虑合金工艺性能、 生产方法、产品规格、设备能力等条件。铸锭尺寸用厚度 x 宽度 x 长度，即 H?B?L 表示。铸锭厚度：合理选择铸锭厚度，与产品最终质量、生产率和成品率关系很大。 对同一厚度的产品，铸锭越厚总变形量越大，再经多次冷轧，能保证产品性 能要求。厚度较大的产品，宜选择厚度较大的铸锭，否则热轧或冷轧变形量 不足，影响产品组织与性能。铸锭宽度：主要由成品宽度确定。一般考虑轧制时的宽展量和切边量，然后 取成品宽度的整数倍作为铸锭的宽度。铸锭长度：主要取决于轧制速度、辊道长度及铸造设备等，当铸锭厚度和宽 度一定，锭越长卷重越大，生产率和成品率越高。若设备允许，在保证终轧 温度下，尽可能采用较长的铸锭。铸锭形状：生产板带材的铸锭，一般为长方形扁锭。铸锭外形应保证沿横向 厚度均匀。端头或侧面应规整，或者呈圆弧形等，这不仅防止轧制过程不均 匀变形产生裂纹或张嘴等缺陷，轧制时还能改善咬入。2. 铸锭的质量要求：铸锭的质量对产品加工的工艺性能及最终质量影响很大。铸锭质量，除铸锭 尺寸与形状应满足要求外，还包括铸锭的化学成分、表面和内部质量应符合 技术标准。 铸锭的化学成分符合国家标准或有关技术标准，铸锭内化学成分分布均匀， 各种偏析的程度满足有关技术要求。铸锭组织细小、致密、均匀，符合有关 技术标准。“细小”是指铸态晶粒小，晶内结构细；“致密”指破坏铸锭连 续性的缺陷，如疏松、气孔、夹杂、氧化膜、白点、晶层分裂、裂纹等的程 度；“均匀”指柱状晶、羽毛晶、金属化合物一次晶、光晶、粗大悬浮晶、 粗大等轴晶等缺陷造成的组织不均一的程度。 铸锭表面质量符合技术标准。表面质量是指成层和拉裂的深度，偏析瘤、软 熔瘤和金属瘤的高度，表面夹渣的面积和深度。铸锭和锭坯的几何尺寸符合 压力加工要求。几何尺寸指铸锭和锭坯的长度及公差、内外径及公差、铣面 厚度、切斜度、壁厚不均匀度、大小面弯曲程度、表面刀痕深度等。第二部分6061 铝板的生产工艺一．6061 铝板的工艺流程：半连续铸锭――→均匀化――→锯切――→铣面――→包铝――→加热― ―→热轧――→退火――→冷轧――→退火――→冷轧――→固溶处理――→ 时效处理――→剪切――→矫平――→检验―→涂油包装二、6061 铝板具体工序：1. 铸锭：采用半连续生产的扁锭。铸温 700℃--710℃、铸速 40-50mm/min、 冷却水压 0.15-0.2MPa。半连续铸锭工艺在铝工业中用于制造大多数的铸造合金， 由这些合金加工 出棒料、薄板、板条和板材的形状。在这一工艺中，熔化的铝被传送到一个 由水冷却的永久铸模中，在铸模的长活塞上装有活动底座。在铸模表面进一 步凝固而形成一层坚硬的“皮”之后，活塞向下运动，更多的金属连续填入 容器中。最后，活塞运动至全长，过程停止。铝工业中常规的方法是利用适 当润滑的金属铸模。然而，工艺的改进已经允许主要的铝合金生产者用一种 电磁场取代（至少部分取代）金属铸模以使熔化的金属仅仅短暂地接触到金 属铸模，因此与传统方法相比可以生产出光洁度更高的产品。2. 均匀化：采用电阻炉，6061 铝合金在 560℃下均匀化保温 9h。铸锭组织不均匀， 主要由树枝状的 α 相和枝晶间的共晶体组成，共晶体中 含有粗大的金属间化合物，大部分为沿晶界分布的 Mg2Si，有少量存在于三 角晶界处的块状 Si 和基体中的针状的 β (Al5FeSi)相， 以及基体中均匀分布 的少量 W(AlxCu4Mg5Si4)相。 6061 铝合金中主要存在两种共晶相， 其中 Al-Si 的共晶温度为 577℃，Al-Mg2Si 的共晶温度为 595℃。综合各因素考虑，最 终确定 6061 铝合金的均匀化温度为 560℃。 均匀化后的铸锭可以随炉冷却，也可以出炉冷却。冷却速度不宜太快， 以免产生淬火效应。 3. 锯切:采用圆盘锯，锯成 290Xmm 锭坏。圆盘锯：采用空气压缩机或高压空气瓶驱动气动马达高速运转，实现快 速切割。主要技术指标： 动力源：压缩空气要求的空气流量： 900L/min 要求的空气气压： 7 公斤 功率：4.352 马力 锯片直径：350 mm 最大切割深度：125 mm 重量（不含锯片）：9.8 kg4. 铣面： 用铣床将锭坏铣削成 275Xmm，用浓度为 2%-20%的乳液 润滑与冷却。 铸锭铣面是为了去除表面的偏析瘤、夹渣、结疤和表面裂纹等，减少 板片的金属及非金属压入缺陷，提高表面品质；易于包铝，提高包铝板的 焊合品质和抗蚀性。 现代化热轧生产线铸锭铣床性能要求如下: 1)运用现代化数控技术, 快速、 高效、 准确地实施逻辑程序指令控制, 自动化 程度和可靠性高。主电机备有软启动, 启动电流小, 对电网的冲击小; 配有 厚度自动检测装置并能按检测结果自动进刀; 工作台运行可实现无级变频 调速; 故障自动诊断和显示。 2)整体设计合理。铣床采用大功率、 高刚性的箱体结构; 主轴轴承采用高精度 主轴轴承, 并采用循环油润滑, 具有工作精度高、 使用寿命长的特点; 工 作台床身为高强度铸铁材料, 树脂砂造型, 动静刚度好; 其导轨采用“一 腔一泵”恒流闭式静压式, 具有承载能力大、 运动精度高、 摩擦系数低、 吸震性能好、 磨损极小等优点; 铣削装置和气力输送排屑装置(含吸排屑管 路、 破碎机、 除尘装置等)整体适应性强, 确保铣屑在管路内不堵塞。3)所有移动部件自动注油润滑, 可免除维护; 生产操作简单, 方便灵活, 生产 效率高。 4)铣削质量好。 铣后铸锭表面没有因断屑飞溅而形成的划痕和粘附物, 光洁度高, 铣后表面粗糙度 Ra≤1.6 μ 铣后铸锭两边和两端厚差小, 铣面平行度 ≤0.2 mm/m。 5)工作环境好, 特别是弥散在空气中的铝粉和飞溅到机列周围的断屑少。 现代铸锭铣床主要有立式单面铣、 卧式单面铣和卧式双面铣三种结构形式, 但 无论是立式还是卧式, 其结构基本相同, 主要包括: 主机(铣削装置、 工作 台等)、 辅机(上料辊道、 卸料辊道、 翻锭机等)及配套设备(风机、 吸排 屑管道、 破碎机、 除尘装置、 碎屑收集装置等)。5. 包铝：采用包铝机。包铝板尺寸：12Xmm。 包铝用搞腐蚀性能好的合金可纯铝板作包覆层，包覆基体材料之一面或 两面，以提高基体材料的而蚀性能。 常用包铝方法： a. 正常包铝 c. 工艺包铝 b. 加厚包铝 d. 侧面包铝6.加热：采用双膛链式电阻炉，加热温度为 390℃-480℃.时间为 4-6h。 铸锭加热是为了充分利用铝及铝合金在高温状态下的良好塑性和较低 的变形抗力，并消除一部分铸锭产生的残余应力，保证热轧所需温度和良好 的加工性能。7.热轧：采用 700/mm 四辊可逆轧机。开轧温度为 390℃-460℃、 终轧温度为 330℃-360℃. 选择热轧机要综合考虑合金品种及规格、生产规模、投资多少、产品质量与 工艺要求，以及生产效率和劳动条件等。700/mm 四辊可逆热轧机的主要技术性能： 主传动功率：3600Kw 轧制速度：0.5-3.0m/s 许用压力：18000KN 最大轧制力矩: 425KN?m 轧辊最大开口度：400mm 成品最小厚度：6.0mm热轧道次如下： 275――→250――→215――→165――→125――→90――→60――→37―― →25――→18――→13――→10――→8总共 12 道次: 第一道次加工率=（275-250）/275=9.1% ，其余道次加工率依次计算。 第二道次至第十二道次加工率依次如下： 14% 、18.6%、24.2%、28%、33.3%、38.3%、32.4%、28%、27.8%、23%、20% 一至十二道次总加工率=（275-8）/275=97%热轧时采用乳液冷却，冷却润滑的作用： （1）冷却轧辊，减少摩擦，降低耗能，提高生产率。 （2）防止粘辊，改善产品表面质量。 （3）减少辊面磨损及龟裂，增加轧辊使用寿命。 （4）控制辊形，改善板型。8.退火：采用电阻退火炉进行完全退火，退火温度范围：360-480℃.保温时间 为 1h，冷。 完全退火也称再结晶退火， 即通过再结晶来消除金属因塑性变形而产生的加工 硬化，恢复塑性以有利于下一道工序的进行或最终使用。9.冷轧：采用 500/ 四辊可逆冷轧机。 冷轧机的选用与热轧机基本相同，由于冷轧的特点不同，对于冷轧机的要求更 高。500/ 四辊可逆冷轧机的主要性能指标：主传动功率:340Kw 轧制速度：0.5-4.0m/s 最大轧制压力:10500KN 卷重：2.0t冷轧道次如下：8――→5.8――→4.2――→3.0――→2.1 退火 2.1――→1.5――→1.0――→ 0.7――→0.5 总共 8 道次： 第一道次加工率：（8-5.8）/8=27.5% 2 至 8 道次加工率如下： 27.6%、28.6%、30.0%、28.6%、33.3%、30.0%、28.6% 退火前总加工率=（8-2.1）/8=73.8% 退火后总加工率=（2.1-0.5）/2.1=76.2% 其余道次加工率计算相同冷轧时，为防止裂边，规定一定总变形量后要进行中间退火。对某些铝合金必须 达到一定的总变形量，否则，就是退火制品，产品的机械性能也难以保证。道次加工率及总加工率的确定：在冷轧过程中轧件发生冷作硬化，因而塑性下降。冷变形程度达 45～55%以 后，纯铝及几乎所有的铝合金的伸长率都大致相同，约为 3～6％。但它们能够 继续进行冷轧的能力却不一样。因此伸长率不能作为制定轧制制度的依据，而出现裂边时的变形量大小才可做为这种标准。如果每个道次压下量都能保持在 不能引起裂边的大小，那么总的变形量可以达到很大的数值(轧制硬铝合金可达 90～92％轧制软铝合金时达 95%以上)。但是小的道次变形量将使轧件表面质量 与轧出质量变坏，并由于增加道次数而大大降低冷轧机的生产率。良好的边部 状态是获得优质轧件的基本条件之一。为此，在热轧时对低塑性合金铸锭进行 侧面包铝，或者用园盘剪切去裂边。 道次加工率在合金塑性范围内，并能获得良好表面质量和轧出质重情况下， 应尽量采用较大的道次加工率。以减少轧制道次，提高轧机的生产效率。但道次 加工率的大小要考虑设备条件， 主要是受到最大轧制力的限制， 如果轧制力过大， 易产生断辊事故。各道次的加工率曲线应平滑上升。 在分配道次加工率时，要考虑轧机性能，工艺润滑和冷却条件、张力、原始 辊型和操作水平。当有特殊要求时，如厚度偏差要求更严格，表面质量要求很高 的产品，应选取较小的道次加工率。在轧制 0．3―0．5 毫米薄板时，为防止断 带，要精心控制道次加工率，有意识地使轧件边部产生可切掉的边部小波浪10.固溶处理：是将铝合金加热于单相区，使强化相溶于 a 固溶体中，保温以达 到均匀化后，置于水中急冷至室温，获得过饱和 a 固溶体。 6061 铝板固溶处理温度：510-530℃.保温时间：75min 水淬时水的温度:30-40℃ 时间：10min11.时效处理（人工失效）：固溶处理后的铝合金置于低温长时间保温的过程称 为时效处理。人工时效：温度 160℃、时间 18h。时效强化原理： 铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时 效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。铝 合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位 来不及移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与 溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态 转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏 聚。硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高， 空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度 越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区 的尺寸。沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即 随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。12.剪切: 采用双列剪切机，剪成 0.5X 成品。 主要用于切去板材边部不合格的部分, 使板材达到成品宽度, 并把切边 料碎断, 以便于收集处理。13.矫平：采用 21 辊矫平机，调中间支撑辊以消除波浪。14.检验：人工按 GB3880-83 进行检验。15.涂油包装：人工按 GB3880-83 进行涂油包装。 采用涂油机：50%凡士林+50%20*机油。第三部分 工艺计算、产品缺陷以及润滑处理一、工艺计算：工艺计算是轧制生产过程及车间工艺设计的重要内容。工艺计算对制定合理 的压下规程， 优化生产工艺， 保证安全生产， 充分利用设备能力， 提高产品质量， 生产效率和经济效率具有重要意义。 轧制工艺计算主要包括变形及工艺参数计算、轧制压力及力矩计算、设备负 荷验算、辊形设计及生产工艺卡片计算等内容。 热轧和冷轧的工艺计算以及设备校核等等都在之后的表格中。二．产品缺陷及原因：1.贯穿气孔 熔铸品质不好。 2.表面气泡 铸锭含氢量高组织疏松；铸锭表面凸凹不平的地方有脏东面，装炉前没有擦 净；蚀洗后，铸块与包铝板表面有蚀洗残留痕迹；加热时间过长或温度过高，铸 块表面氧化；第一道焊合轧制时，乳液咀没有闭严，乳液流到包铝板下面。 3.铸块开裂 热轧时压下量过大，从铸锭端头开裂；铸块加热温度过高或过低。 4.力学性能不合格 没有正确执行热处理制度或热处理设备不正常，空气循环不好；淬火时装料量 大，盐浴槽温度不够时装炉，保温时间不足，没有达到规定温度即出炉；试验室 采用的热处理制度或试验方法不正确；试样规格形状不正确，试样表面被破坏。 5.铸锭夹渣 熔铸品质不好，板片内夹有金属或非金属残渣。 6.撕裂 润滑油成分不合格或乳液太浓，板片与轧辊间产生滑动，金属变形不均匀； 没有控制好轧制率，压下量过大；轧制速度过大；卷筒张力调整得不正确，张力 不稳定；退火品质不好；金属塑性不够；辊型控制不正确，使金属内应力过大；热轧卷筒裂边；轧制时润滑不好，板带与轧辊摩擦过大；送卷不正，带板一边产 生拉应力，一边产生压应力，使边沿产生小裂口，经多次轧制后，从裂口处继续 扩大，以至撕裂；精整时拉伸机钳口夹持不正或不均，或板片有裂边，拉伸时就 会造成撕裂； 淬火时， 兜链兜得不好或过紧， 使板片压裂， 拉伸矫直时造成撕裂。 7.过薄 压下量调整不正确；测厚仪出现故障或使用不当；辊型控制不正确。 8.压折（折叠） 辊型不正确，如压光机轴承发热，使轧辊两端胀大，结果压出的板片中间厚两 边薄；压光前板片波浪太大，使压光量过大，从而产生压折；薄板压光时送入不 正容易产生压折；板片两边厚差大，易产生压折。 9.非金属压入 热轧机的轧辊、辊道、剪刀机等不清洁，加工过程中脏物掉在板车带上，经轧 制而形成；冷轧机的轧辊、导辊、三辊矫直机、卷取机等接触带板的部分不清 洁，将脏物压入；轧制油喷咀堵塞或压力低，带板表面上粘附的非金属脏物冲洗 不掉；乳液更换不及时，铝粉冲洗不净及乳液槽未洗刷干净。 10 过烧 热处理设备的高温仪表不准确； 电炉各区温度不均； 没有正确执行热处理制度， 金属加热温度达到或超过金属过烧温度；装料时放得不正，靠近加热器的地方可 能产生局部过烧。 11.金属压入 加热过程中金属屑落到板带上经轧制后形成；热轧时辊边道次少，裂边的金属 掉在带板上；圆盘剪切边品质不好，带板边缘有毛刺，压缩空气没有吹净带板表 面的金属屑；轧辊粘铝后，将粘铝块压在带板上；导尺夹得过紧，刮下来的碎屑 掉在板上。 12.波浪 辊型调整得不正确，原始辊型不适合；板形控制系统出现故障或使用不当；冷 轧毛料原始板形差或断面中凸度过大；压下率、张力、速度等工艺参数选择不当；各种类型的矫直机调整得不好，矫直辊辊缝间隙不一致，使板片薄的一边产 生波浪；对拉伸矫直和拉弯矫直机，伸长率选择不当。 13.腐蚀 板片经淬火、洗涤、干燥后，表面残留有酸、碱或硝盐痕迹时，经过一段时间 后板片就会受到腐蚀；板带保管不当，有水滴掉在板面上；加工过程中，接触产 品的辅助材料，如火油、轧制油、乳液、包装油等含有水分或呈碱性，都可能引 起腐蚀；包装时卷材温度过高，或包装不好，运输过程中受损坏。 14.划伤 热轧机辊道，导板粘铝，使热压板带划伤；冷轧机导板、夹送辊等有突出尖角 或粘铝；精整机列加工中被导路划伤；成品包装时，抬片抬放不当。 15.元素扩散 退火及淬火时，没有正确执行热处理制度，不合理地延长加热时间或提高保 温温度；退火、淬火次数过多；热轧尾部或预先剪切机列没有按工艺规程要求切 头切尾，使板片包铝层不合格而造成；错用了包铝板，使用铝板太薄。 16.过厚 原因同 7“过薄”。 17.擦伤 吊运卷筒时不小心， 易造成卷筒擦伤； 送板带不正， 轧制时将送歪的带板拉正， 使带板与轧辊间产生相对磨擦； 卷卷时张力采用不正确卷取时张力小，开卷时张 力大，轧辊把卷筒拉紧使板间产生错动；润滑油含沙锭油太多，轧制后卷筒上残 留油不一样，开卷时圈与圈之间产生很微小的滑动造成擦伤。 18.过窄 剪切时圆盘剪间距调整过窄；热粗轧宽展余量不足；热精轧圆盘剪调节时，没 有很好地考虑冷收缩量与剪切时的剪切余量。 19.过短 剪切时定尺不当或设备出现故障。 20.镰刀形 热轧机轧辊两端辊缝值不同；导尺送带板不正，带板两边延伸不同；热轧机轧辊预热不好，辊形不正确；乳液喷射不均或喷咀有堵塞；压光机轧制时板片未 对中。 21.裂边 铸锭加热温度过低，热压时产生的裂边没有全部切掉，冷轧后裂边扩大；热轧 辊边量过小，可能产生裂边；压下率过大或过小；铸锭浇口部分未切掉，热轧时 就会裂边； 切边时两边切得不均， 一边切得太少， 可能产生裂边； 退火品质不好， 金属塑性不够；包铝板放得不正，使一面侧边包铝不完全。 22.裂纹 铸锭本身裂纹或加热温度过高或过低；轧制率不适当引起压缩。三、轧制过程中的润滑：为了提高轧制板材生产率，必须提高轧制速度，加大压下量和改善板材质量 等。无论是提高轧制速度，加大压下量，还是改善板材质量都与轧制过程中所使 用的冷却润滑剂的质量有密切关系。 冷却润滑剂有两个作用： 一是冷却轧辊和轧件， 由于轧制变形热和摩擦热使轧辊和轧件温度升高，应当进 行冷却以适应工艺要求。 二是对轧件进行润滑，在轧制过程中，轧辊和轧件产生摩擦，润滑剂可在轧辊与 轧件之间形成一层坚固的油膜， 它可减少或控制轧辊与轧件之简的摩擦系数，有 助于提高轧制速度，增加道次加工率，并可改善轧件的表面质量。 1.制轧油的基本要求 1、必须有足够的润滑性。润滑油膜在很高的压力下应不破坏，并能使轧辊与轧 件之间的摩擦系数下降到一定水平。 2、有良好的冷却能力。随着轧制速度的提高，轧辊和轧件的温度也相应升高， 为保持辊型的稳定，应用冷却润滑剂使轧辊和轧件温度降低到所要求的水 平。 3、润滑剂必须在高速轧制条件下有效。有些乳液或轧制油，在低速轧制时适用。 随着轧制速度的提高，将不适用。因为在高速轧制时温度升高较大．如果不是摩擦系数相当低，并有足够冷却能力，则必将降低润滑效果，而润滑性降 低又进一步使温度升高，这是累积的影响； 4、遗留在带板上的润滑剂，在以后储存或退火时应不产生污染或腐蚀。 5、在循环使用条件下，冷却润滑剂的稳定性要好（乳液不分层），与酸、碱等 接触时不破坏，与空气接触时不氧化等。 6、对加工工具和轧件无腐蚀作用。 7、不含有对人身健康有害的成份。 2.轧制油的组成 润滑油是由基础油加上各种添加剂组成，主要成份为： 1.基础油为轻质窄馏分矿物油，其馏程范围为 230～280℃，闭口闪点不应低于 100℃，芳香族化合物和环烷基化合物含量应尽量低。 2.油性添加剂， 如脂肪酸(C14 一 Cl8)， 脂肪醇(C12 一 C14)和酯类(如油酸丁酯)， 一般含量为 5―8%。 3.少量的抗氧化添加剂，简称抗氧剂，如二叔基对甲酚(又称 2，6，4)，有时还 加入洗涤剂和抑制剂等类型添加剂。 现在尚缺少选择添加剂的完善的理论根据，因此，对各种具体情况下，采用 添加剂的类型和用量通常是根据试验确定的。 实际选用添加剂一般是按照轧制速 度，轧制压下制度，变形区内的温度，轧件的机械性能、轧机类型和带材表面质 量的要求等条件而确定。选用适当的添加剂，方可轧出优质表面的板带材。 这类润滑冷却剂的缺点是易着火，为保证安全生产，必须装设快速自动灭火系统 和大功率通风设备。 3.轧制油的过滤 冷轧时，轧件与轧辊磨擦，不断产生磨下的细铝粉，使轧制油循环系统铝 粉含量愈来愈多，轧制油中铝粉达到一定程度，既影响轧制油的润滑性能，又 易粘在带材表面上，在以后带材退火时，烧结在带材表面上，恶化了带材表面 质量。为了延长冷却润滑剂使用期限和提高板材表面质量。在加工过程中对冷 却润滑剂必须进行过滤。课程设计评分表评 分 等 级 项目 不及格 设计内容 完整性 设计内容 正确性 设计计算方 法与准确性 分析综合 能力 说明书文字 修饰与整洁 及 格 中 等 良 好 优 秀绘图能力设计过程认 真程度 综合评分 百 分 制：评阅人：评阅时间：年月日