Способ получения листов из алюминия с изотропной структурой поверхности

 

Использование: при изготовлении листов из алюминия. Способ включает отливку слитка, горячую и окончательную холодную прокатку. Перед окончательной холодной прокаткой ведут дополнительную холодную прокатку с обжатием, определяемым из соотношения: ε = 1 - [h_o/H·(0,6-0,85)], где H - толщина листов после горячей прокатки, мм; h₀ - требуемая толщина готовых листов, мм, с последующим отжигом при температуре 440 - 460^oС в течение 4 - 5 ч. Окончательную холодную прокатку ведут с обжатием 15 - 40%. Поверхность листов после отжига и травления получается однородной, без видимых дефектов. Листы могут быть использованы в качестве подложки экрана рентгеновских электронно-оптических преобразователей, рентгеновских установок, применяемых в медицине.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении листов из алюминия.

Известен способ получения материала с изотропной макроструктурой поверхности (Технология легких сплавов, 1970, N 4, с. 47-53), заключающийся в отливке слитка толщиной 165 мм, фрезеровкe его больших граней, гомогенизации, нагреве, горячей прокатке на толщину 8 мм и холодной прокатке с суммарной деформацией 60-80% поперек направления горячей прокатки.

Однако, на поверхности листов, изготовленных по этому способу, после отжига, проводимого в интервале температур 300-500^оС в течение от 15 мин до 20 ч, и травления проявляется слабая, но видимая невооруженным глазом макроструктурная неоднородность. Этот дефект имеет вид "облачности" или чередующихся темных и светлых участков и недопустим при изготовлении экранов рентгеновских электронных оптических преобразователей. Способ может быть использован только при режиме карточной прокатки, что обусловливает чрезвычайно высокую трудоемкость изготовления листов.

Известен способ получения материала изотропного в плоскости листа (Технология легких сплавов, 1984, N 3, с. 30), заключающийся в холодной прокатке с малыми обжатиями и поворотом на небольшой угол после каждого прохода.

Однако изготовить такой материал, даже в лабораторных условиях, очень трудно. Применение только карточной прокатки, низкое качество листа по плоскостности, изменение формы листа в процессе прокатки делают этот способ не осуществимым на практике.

Известен способ изготовления листов с изотропной структурой по толщине, включающий отливку слитка, фрезеровку, гомогенизацию, горячую прокатку полосы толщиной 4 мм, отжиг полосы в рулоне и окончательную холодную прокатку с деформацией 55-93% Однако на поверхности листов, изготовленных этим способом, после отжига и травления также проявляется видимый дефект полосчатости, который не допустим при изготовлении экранов рентгеновских электронных оптических преобразователей.

Предлагается способ изготовления листов из технического алюминия любых марок с изотропной макроструктурой поверхности, включающий отливку промышленного слитка, горячую прокатку, дополнительную холодную прокатку с обжатием, определяемым из соотношения: ε1-[h_o/H (0,6-0,85)] где Н толщина листов после горячей прокатки, мм; h_o требуемая толщина готовых листов, мм, с последующим отжигом при температуре 440-460^оС в течение 4-5 ч и окончательную холодную прокатку с обжатием 15-40% Способ согласно изобретению отличается тем, что перед окончательной холодной прокаткой ведут дополнительную холодную прокатку с обжатием, определяемым из указанного соотношения.

Способ позволяет получать листы с однородной макроструктурой поверхности после отжига и глубокого травления. На поверхности листов практически отсутствуют дефекты структуры, видимые невооруженным глазом. Поверхность листа получается однотонная без дефектов типа "полосчатость" или "облачность", которые выявляются после отжига и травления. Листы, изготовленные предложенным способом, могут быть использованы в качестве подложки экрана рентгеновских электроннооптических преобразователей (РЭОП) рентгеновских установок, применяемых в медицине.

Основным требованием, предъявляемым к качеству этих листов, является изотропная макроструктура поверхности без видимых дефектов после отжига и глубокого травления. Изотропная макроструктура обеспечивает однотонность экрана РЭОП после формирования на его поверхности многослойного покрытия без искажения рентгеновского изображения.

Применение длительного отжига перед окончательной прокаткой обусловливает формирование устойчивой ориентировки текстуры100} соответствующей отжигу. Полностью исчезают ориентировки текстуры100} и311} возникшие при предыдущей холодной прокатке при пластических деформациях, рассчитанных по предложенному соотношению.

Наиболее благоприятные условия для равномерного роста зерна в процессе рекристаллизации при длительном высокотемпературном отжиге создаются при проведении дополнительной холодной прокатки при соотношении h_o/H=0,75-0,98, так как при большой пластической деформации формируется крайне острая текстура.

Наложение пластической деформации в пределах 15-40% приводит к снижению интенсивности ориентировки рекристаллизации 100} и усилению ориентировок деформации110} и311} Количественное их соотношение близко при деформациях в пределах 15-40% При увеличении деформации более 40% ориентировка100} ослабевает, а доля ориентировок 110} и311} резко возрастает и на поверхности листа вновь восстанавливается дефект полосчатости, после отжига и травления. Шаг полосчатости и ширина полос зависят от степени деформации. При увеличении деформации полосы становятся более узкими и располагаются с меньшим шагом. При уменьшении деформации менее 15% возможен рост зерна при отжиге в процессе изготовления экрана РЭОП.

Температурный интервал 440-460^оС в течение 4-5 подобран экспериментально из условия полной ликвидации текстурных ориентировок, формирующих полосчатость, и исключения роста зерна. Увеличение температуры и длительности нагрева приводит к росту зерна, который создает дефект типа "облачности" после отжига и травления. Снижение температуры и длительности приводит к тому, что сохраняются ориентировки деформации110} и311} что приводит к образованию видимой полосчатости после отжига и травления. При этом чем ниже температура и выше время нагрева, тем более ярко выражена полосчатость.

П р и м е р. Для изготовления подложки экранов рентгеновских оптических преобразователей получали карточки из технического алюминия марок А5, А6 или А7 толщиной 0,4-0,5 мм размером 300х300 мм. Для этого отливали слитки марок А5, А6, А7 толщиной 400 мм, проводили горячую прокатку на стане Кварто 2800 на толщину 4-6 мм со смоткой полосы в рулоны весом 9 т при ширине полосы 1500 мм. Затем проводили дополнительную холодную прокатку рулонов на стане Кварто 2300 на толщину 0,42-1,3 мм. Деформацию при дополнительной холодной прокатке рассчитывали из предлагаемого в изобретении соотношения.

При требуемой конечной толщине листов 0,4-0,5 мм и толщине полосы после горячей прокатки 4-6 мм деформация при дополнительной холодной прокатке составила ε= 0,75-0,98. Толщину полосы (h_g) после дополнительной холодной прокатки рассчитывали из соотношения h_g=Н(1- ε).

Рулоны разрезали на полосы шириной 350 мм со смоткой их в рулоны весом до 1 т и проводили нагрев и отжиг рулонов в электрических печах камерного типа при температуре на металле 440-460^оС в течение 4-5 ч. Затем проводили дополнительную холодную прокатку рулонов с обжатием в пределах 0,15-0,4 на толщину 0,4-0,5 мм. Рулоны разрезали на карточки размером 300х300 мм. Для оценки качества макроструктуры поверхности карточки отжигали при температуре 300^оС и травили в соляной кислоте. Проводили получение карточек по предлагаемой технологии с режимами ниже и выше предлагаемых и по прототипу.

Таким образом, при выполнении предложенного способа дефекты типа "полосчатости" или "облачности", которые становятся видимыми после отжига и травления, визуально не проявляются.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ АЛЮМИНИЯ С ИЗОТРОПНОЙ СТРУКТУРОЙ ПОВЕРХНОСТИ, включающий отливку слитка, нагрев, горячую прокатку полосы, смотку в рулон и окончательную холодную прокатку с последующим отжигом, отличающийся тем, что перед окончательной холодной прокаткой ведут дополнительную холодную прокатку с обжатием
где H толщина листов после горячей прокатки, мм;
h_о требуемая толщина готовых листов, мм,
с последующим отжигом при 440 460^oС в течение 4 5 ч, а окончательную холодную прокатку ведут с обжатием 15 40%