高温均匀化退火对1235双零铝箔毛料显微组织的影响

　　0 引言

　　铝箔具有质轻、包覆性好、无毒无味、抗紫外线等特点，是当今世界三大包装材料之一. 双零铝箔消费量占包装用铝箔总消费量的90% 以上[1]，但它的主要缺陷在于针孔率高，而毛料中第二相化合物的尺寸对针孔率影响很大[2～3]，粗大的化合物增大双零铝箔的针孔率. 铸轧法生产双零铝箔毛料具有工艺流程短、设备投资少、能耗低等优点，但铸轧板中心层化合物较粗大，增加双零铝箔的针孔数量. 要降低针孔率，必须通过热处理，使双零铝箔毛料具有合理的组织和结构[4～5]，减少粗大化合物的数量. 目前对铝箔毛料热处理工艺研究中，中温和低温退火的研究较多[6～8]，而高温均匀化退火研究还较少. 笔者主要研究了1235双零铝箔毛料高温均匀化退火过程中，退火温度和保温时间对第二相化合物尺寸的影响，以期尽可能地减少毛料中粗大化合物数量，降低双零铝箔针孔率.

　　1 实验材料及方法

　　实验所用的1235铝合金毛料是7.0mm厚的铸轧板坯经冷轧后得到的中间冷轧板，变形量为38.6%，均匀化退火温度为470～560℃，保温时间为6～12h.1235合金的化学成分见表1.

　　对均匀化退火前和退火后的试样研磨、机械抛光和电解抛光后在Olympus BH2显微镜上进行显微组织观察，并采集金相组织. 电解抛光液成分为高氯酸(HClO4)与乙醇(C2H5OH)体积比为1:9.

　　2实验结果与分析

　　2.1 1235铝合金冷轧板的显微组织

　　图1为38.6%变形量的1235铝合金冷轧板纵断面表层和中心层的显微组织. 可看出未经均匀化退火的冷轧板表层第二相化合物较细小，呈颗粒状，而中心层含有较多的粗大骨骼状和条状化合物. 在扫描电镜下可以看出条状第二相化合物长度达到了15～30μm，如图2所示. 铸轧时铝液从表层至中心层依次凝固，由于孔道效应[9]，富集Fe、Si等合金元素的铝液在轧辊压力作用下沿枝晶间隙从表层挤到中心层，生成的第二相化合物容易聚集为粗大的骨骼状或条状. 在随后的冷轧过程中，表层和中心层的第二相化合物随着基体的变形而沿轧制方向分布，但中心层的第二相化合物尺寸仍然大于表层.

　　2.2 均匀化退火温度对1235冷轧板显微组织的影响

　　图3是38.6%变形量的冷轧板在470～560℃保温10h后侧断面中心层的显微组织. 可以看出，随着退火温度的升高，中心层骨骼状第二相化合物逐渐分解为圆颗粒状，同时条状化合物逐步分解为短棒状，第二相化合物尺寸减小. 1235合金铸轧时冷却速度较大，铝箔坯料中的第二相化合物主要有α(AlFeSi)相、亚稳相βp(AlFeSi)相和FeAl3相. 其中α(AlFeSi) 相呈骨骼状或圆颗粒状，βp(AlFeSi)相呈片状或条状，而FeAl3相呈针状或针片状.由图3(a)可以看出，均匀化退火温度为470℃时，铝箔毛料的中心层仍然有部分骨骼状α(AlFeSi)相和条状βp(AlFeSi) 相存在，说明470℃时骨骼状α(AlFeSi) 相并没有完全分解为圆颗粒状，条状βp(AlFeSi)相也分解不完全; 当退火温度达到530℃时，骨骼状α(AlFeSi) 相已经基本消失，基体中圆颗粒状α(AlFeSi)相和短棒βp(AlFeSi)相含量最多，但毛料中仍然有少量条状βp(AlFeSi)相，其长度缩短为8～10μm，如图3(c); 退火温度达到560℃时，条状βp(AlFeSi)相长度仍然为8～10μm，进一步分解成短棒状的趋势不再明显，基体中出现了少量针状FeAl3相化合物，如图3(d). 由于FeAl3相在后续的轧制过程中容易引起应力集中而产生裂纹，进而扩展成针孔，降低铝箔防潮性能，并降低铝箔的强度，所以为了避免FeAl3相的出现，38.6%变形量的冷轧板均匀化退火温度应该以530℃为宜.