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吕鑫+何正赟
摘 要：人类科学技术的发展史是以材料的发展为基础的，从石器、铜器到铁器、高分子材料等，从自然界的单纯提取到人工合成，每次材料的颠覆性发展都预示着科技的巨大进步，极大地改善着人类的生活。1886年发展的将氧化铝溶解在冰晶石（Na3AlF6）中电解的方法，使铝这种在自然界中含量最多的元素以工业化大规模生产。至今各种铝制品已广泛进入千家万户。近一个世纪来出于对自然资源、环境保护、循环经济、经济节能性，易用性等发展的需要，铝代钢、铝代铜、铝代木等方面得到诸多的实际应用。文章介绍了一种室内门用铝板带基材的生产工艺，分析了主要质量问题原因，提出了解决方法。
关键词：门；铝板带；表面粗化
文章介绍了一种以5052合金为基板的室内门用铝板带的生产及主要问题的解决方法。相比于钢制门，木质门具有以下特点：经济、轻便、美观、隔音性好、防潮湿变形、不虫蛀、抗腐、易清洁、可回收等。
1 产品主要要求
2 工艺路线
本产品与常规铝板带生产工艺路线一致。
熔铸→锯铣→加热→热轧→冷轧→清洗→退火→分切→拉矫→包装。
3 试制过程
3.1 合金
根据产品使用要求可以有多种合金选择，优先采用常见5052合金，后根据试制结果进行微合金化调整。
3.2 熔铸生产
保证优质冷料比例30-40%，液穴尽可能低，氢含量峰值0.15ml/100g。其余按常规5052铸造锯铣工艺生产。
3.3 热轧生产
加热温度480-500℃，终轧温度310-330℃，热轧坯料厚度3.5-4.5mm，其余按常规热轧料工藝生产。
3.4 冷轧生产
4-5道次轧制，轧机保证板形小于30I。退火点280-300℃，使用快速退火。拉矫延伸设定0.1。其余按常规工艺生产。
3.5 试制结果
厚差、宽差、板形、力学性能值、折弯性能均可达到要求。主要问题为成品工序或冲压中表面出现的桔皮状粗化。
3.6 问题分析及解决
3.6.1 缺陷样品形貌
平面形貌如图1，三维立体形貌如图2。
3.6.2 问题分析
试制中出现的表面粗化实质是材料塑性失稳，不能用单纯的吕德斯带解释，而是比其形成机理更复杂的锯齿屈服现象。锯齿屈服现象是在1813年即已发现的金属材料塑性变形中普遍存在的问题，由于一些铝合金微观结构的特性在适合的变形条件下常温时即可表现出锯齿屈服现象（PLC）。近年来由于汽车等用铝的增多，此问题也成为学界的研究热点。对于此现象的机理相关著作中已有大量论述，这里抛开复杂理论阐述只做简述。
锯齿屈服效应是指在一定的应变率和温度范围内，材料中会出现的一种不规则的塑性流动。其表现为连续的应力-时间曲线上的锯齿形起伏和应变-时间曲线上的阶梯状上升。而在空间上这种不规则的塑性流动导致了应变局域化现象，表现为在试件表面上出现的静止的、跳跃的或连续传播的局部变形带。
一般工业化民用产品生产往往只关注了材料在基本力学性能上参数值，忽视了材料在拉伸试验中屈服的锯齿状波动，而这种变形中的屈服波动反映在实际生产中的材料上即是表面桔皮状粗化。
3.6.3 解决方案
解决思路：（1）增加预变形；（2）避开有害变形条件区间；（3）通过微合金化配合特定工艺细化晶粒（最佳<40？滋m，最大<100？滋m）。调整析出相，改变变形时溶质原子与位错之间关系。
方法选择：结合工厂实际控制手段和设备具备的条件、产品使用条件，选择第3种思路。
4 结束语
通过第3种方法的改进，有效解决了门用铝板基的表面粗化问题。
参考文献
[1]王祝堂，田荣璋.铝合金及其加工手册（第一版）[M].长沙：中南工业大学出版社，1989.
作者简介：吕鑫（1981-），男，山西大同人，助理工程师。
何正 （1989-），男，广西柳州人，助理工程师。
