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5182铝合金属于不可热处理强化的铝合金。该合金具有良好的抗蚀性能、加工性能与焊接性能,被广泛地用于加工易拉罐罐盖,汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件。而现代包装用的铝罐,其罐体通常采用铝-锰系合金3004,以获得较好的深冲性能和强度,而罐盖和拉环要求强度高,则采用铝镁系合金5081,5082或5182。但是,罐盖拉环用的板带材5182在成品前,需要在240~250℃保温大约10分钟,降低了材料的力学性能,以至于不能满足用户的要求。
为了提高罐盖拉环的再结晶温度,使其退火后具有足够高的强度,以满足实际生产的需要。本文采用两种方法进行实验研究,一是合金化即在原材料基础上添加0.02﹪的Ⅴ;二是改变生产工艺,即调整退火前后的轧制比、中间半退火以及取消中间退火。通过拉伸试验、维氏硬度测试、金相组织观察、热分析、X射线衍射分析等,跟踪分析了铝合金在各个工序的组织、硬度、强度、再结晶温度、物相变化等,并在工厂按三种工艺(新化学成分原工艺、中间不退火工艺和中间半退火工艺)试制了产品和进行耐烘烤测试、涂层测试。研究结果表明:
(1)加Ⅴ合金化前后的成品耐烘烤比较,其抗拉强度的衰减基本一致,屈服强度在相同温度下提高5-10MPa,延伸率变化基本一致。但在220-250℃之间,加Ⅴ合金化后的材料的性能变化较小,相对更稳定。
(2)加Ⅴ合金化前后的成品涂层后的抗拉强度、延伸率基本一致,但加Ⅴ材料涂层后屈服强度要高10-15MPa,已达到了用户的标准。
(3)改变中间退火前后的轧制比,烘烤再结晶温度有小幅度的提高,强度相对于原烘烤板材显著增加。烘烤前,小轧制比板材比轧制比大的板材强度较小。但均满足用户的要求。
(4)中间不退火工艺的板材的耐烘烤性能完全满足用户的要求,力学性能已达到国外水平,从根本上解决了带材耐烘烤性能。建议继续采取中间退火工艺生产拉环料,试制0.24mm、0.27mm的盖料。
(5)采用半退火工艺(250℃,保温3小时)的板带材,相对于退火工艺下的板材,涂层前后的抗拉强度和屈服强度要高10-15MPa,延伸率有小幅度的升高。
(6)最终供用户5182H19罐盖产品的生产工艺为:2.7-1.7-1.2-中间半退火(250℃,保温3小时)-0.8-切边-0.55-0.36-0.27;目前该工艺已年产罐盖拉环料数千吨。
文中还对提高再结晶温度的机理及其影响因素等进行了分析讨论。