アルミニウムコイルプロセス: 圧延、焼鈍および品質管理

原料管理: 圧延前の化学

アルミニウム コイルの製造は、入力プレートまたはインゴットの化学反応から始まり、その化学反応が圧延ラインで達成できるすべての上限を設定します。亀裂を発生させずに圧延、曲げ、深絞り加工を行うには、材料にはアルミニウムが十分に豊富に含まれ、鉄やシリコンなどの不純物元素が十分に少なくなければなりません。- 1050 および 1060 グレードでは、ASTM B209 や EN 573-3 などの組成表に従って、化学的性質は厳密に制限されており、1050 では鉄が約 0.40 %、シリコンが約 0.25 % に制限され、1060 ではシリコンと鉄の合計が最大 1.0 % に制限されます。鉄とシリコンが多くなると、マトリックス中に粗大な金属間粒子が形成され、コイルの延性が失われ、頭から尾まで不安定な機械的特性を示し、成形後に脆くなる傾向があります。

したがって、原料は工場に入る前に検査されます。典型的な受領チェックは、注文されたグレードに対する分析証明書、溶融物の分光分析による検証、スラブまたはプレートの寸法チェック、および介在物、スケール、およびエッジの欠陥の目視検査です。スクラップおよびプロセスからの返送品は、混入成分が蓄積し、許容範囲外の熱を発生させるため、制御された割合でのみ再溶解されます。

圧延：板厚低減と加工硬化

熱間圧延により鋳造スラブが再結晶温度を超える中間ゲージに達し、その後冷間圧延により連続パスで指定された厚さまで減圧されます。金属が転位を蓄積し、徐々に加工硬化するため、冷間パスを繰り返すたびにコイルの引張強度と硬度が向上します。したがって、圧下スケジュールはパスごとではなく全体として計画されます。通常のブレークダウンでは、パスごとの制限された圧下値を設定し、ロール ギャップとクラウンを制御し、平坦度が許容範囲内に収まるように張力を調整します。-

全体の圧下または個々のパスの圧下が合金の能力を超えた場合、コイルは不均一に変形し、過度に硬化し、端が脆くなります。厚さの変化や中央のバックルも、目に見える亀裂が発生するずっと前に現れるため、ゲージと形状はコイルエンドのみでチェックされるのではなく、継続的に監視されます。

アニーリング: 回復、再結晶、焼き戻し

冷間圧延コイルは硬く、成形性に限界があるため、延性を回復するために焼きなましが行われます。{0}}コイルは設定温度まで加熱され、規定の浸漬時間保持された後、制御された速度で冷却されます。保持中に、変形した粒子が回復し、新しい等軸粒子が成長します。これにより、硬度と可塑性がリセットされ、完成したコイルが軟質の O- シートとして供給されるか、部分的に焼きなまされた H2x 焼き戻しとして供給されるかが決まります。

アニーリング中:-加工硬化した構造が残っているため、コイルが硬くなりすぎ、成形後のスプリングバックが大きくなり、曲げ半径が狭い場合に亀裂が発生します。{0}

オーバーアニーリング:粒子が粗くなり、強度が仕様を下回り、絞り加工中に表面がオレンジ色の皮のような外観になることがあります。-

不均一な浸漬:コイル幅全体、または外側と内側のラップ間の温度差により、コイルの機械的特性がラップごとに不安定になります。

冷却制御：ゆっくりとした均一な冷却により内部応力が防止され、コイルをほどいた後も平坦性が維持されます。

引張強度、伸び、硬度は、コイルの頭部、中間部、尾部から切り取ったサンプルで試験されます。これら 3 つの位置は、炉のプロファイルが焼鈍されたロットの全長に沿って一貫しているかどうかを明らかにするため、単一の証明書の値よりも均一性について購入者に多くのことを伝えます。

仕上げ、梱包、最終チェック

アニーリングとレベリングの後、コイルの傷、ロールマーク、乳剤の汚れ、エッジの損傷などの表面欠陥が検査されます。塗装製品用のコイルには、塗装システムを固定するために化成コーティングまたは不動態化処理が施され、輸送時にはすべてのコイルが防湿フィルムと保護エンド キャップで包まれています。-通常、最終リリース データ セットには、化学的性質、質、機械的特性、厚さと幅の許容差、平坦度、表面検査の結果が含まれているため、下流のスタンピング、曲げ、またはコーティング作業を測定値から設定できます。

よくある質問

Q: アルミニウムコイルではなぜ鉄とシリコンの制限がそれほど重要なのでしょうか?
どちらの元素も硬い金属間化合物粒子を形成し、延性を低下させ、亀裂の発生場所として機能します。不純物レベルが高いとコイルが脆くなり、ストリップの長さに沿って機械的特性が変化します。

Q: 冷間圧延後に焼鈍が必要なのはなぜですか?
冷間圧延加工により金属が硬化し、強度と硬度が向上し、成形性も向上します。アニーリングにより構造が回復および再結晶化するため、クラックを発生させることなくコイルを曲げたり、絞り加工したり、打ち抜いたりすることができます。

Q: アニーリングが短すぎたり長すぎたりするとどうなりますか?
短すぎるとコイルが硬くなり、スプリングバックが大きくなります。長くしすぎると結晶粒が粗くなり、規定の焼き戻しよりも強度が低下し、成形後に表面がオレンジ色の皮をむく可能性があります。-どちらも、炉のプロファイルを制御すれば回避可能です。

Q: 出荷前にコイルの品質はどのように検査されますか?
ヘッド、ミドル、テールをサンプリングして、引張強度、伸び、硬度を調べ、化学的性質、ゲージ、幅、平面度、表面検査を行います。 3 つの位置をサンプリングすると、1 つのテスト クーポンでは隠れてしまう変動が明らかになります。

Q: アルミニウム コイルを 1 回のパスで最終ゲージまで圧延できますか?
いいえ。金属が過度に硬化したり平坦性を失ったりしないように、また焼き戻しが必要なときに中間焼きなましを挿入できるように、圧下を数回のパスに分けて行う必要があります。

Q: 納品された製品にはどの規格が適用されますか?
ASTM B209 および EN 485-2 はアルミニウム シートおよびコイルの機械的特性の限界を定義し、EN 573-3 は化学組成を定義します。注文書類には、等級、質質、寸法、公差等級をまとめて記載する必要があります。