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退火目的
在金属材料的半成品或制件中常常存在残余应力,成份不均匀,组织不稳定及表面质量不佳,如箔材表面油污等缺陷。这些缺陷严重影响材料的工艺性能和使用性能,如塑性低,耐腐蚀性差、机械性能不好,表面光洁度差以及不符合用户要求等。要消除或减少这些缺陷以提高材料的工艺性能和使用性能,必须进行退火。
退火主要目的:降低抗拉强度、提高延伸率、除油。
退火定义
退火,就是是以一定的加热速度加热到适当的温度,保持一定时间(称为保温),以缓慢的速度冷却的一种工艺过程。
温度/℃
保温段
升温段降温段
时间/t
高温降性能,低温除油。
铝合金经塑性变形后,位错密度显著升高,强度和硬
度大大提高。另外,由于滑移转动,晶体取向发生变化
,晶粒也沿加工方向拉长,产生变形织构或加工织
构。
回复:当加热温度不高时,只能消除晶格的歪扭和畸
变,但不能形成新的再结晶晶粒。金属内部组织无变
化,这个过程称为回复。
凡是在变形金属或合金
的基体上,经过退火加
热而形成了由新的晶粒
所构成的显微组织叫做
再结晶,又称为一次再
结晶或加工再结晶。
在变形组织中产生新的晶粒,大量的晶核长大,吞食
变形组织,使变形组织所占的比例越来越小,最后变
成等轴晶粒(O态)。强度和硬度下降到最低值。物理和化学性能向变形前的状态转变。
回复阶段
回复:当加热温度不高时,也就是说加热温度低于变形金属开始发生再结晶的温度时,由于原子活动能力不大,只能作短距离的扩散运动,此时只能消除晶格的歪扭和畸变,但不能形成新的再结晶晶粒。金属内部组织无变化。
此时,金属的强度和硬度稍有降低,塑性略有提高,但是,在回复过程中,金属的某些物理性能却有明显的变化,如金属的电阻和内应力发生了明显的下降。这个阶段基本上还保持着冷作硬化状态金属的主要特征。
再结晶阶段
凡是在变形金属或合金的基体上,经过退火加热而形成了由新的晶粒所构成的显微组织叫做再结晶,又称为一次再结晶或加工再结晶。
冷变形金属的再结晶是个成核和长大过程,新晶粒晶核的晶格畸变比周围的金属小,是自由能低的稳定结构。所以它能逐渐吞并自由能高的基体而长大(晶粒长大的动力是加工变形引起的应变能的降低)。因此又称加工再结晶,某些再结晶晶粒吞并周围邻接的晶粒而长大的过程叫做聚集再结晶,它的动力与加工再结晶不同,不是应变,而是晶粒的表面能降低。
必须指出,再结晶过程并未形成的等轴晶粒在晶格类型与原来晶粒是相同的,只不过是消除了各种塑性变形造成的一些晶体缺陷。
退火性能变化
金属退火时的性能变化与冷变形引起的变化恰好相反,强度指标降低,塑性指标增加,物理和化学性能向变形前的状态转变。
退火温度低于再结晶温度时,强度的降低和塑性的提高很少,因为在回复过程中金属的晶格畸变和微观应力只能消除一部分。对加工硬化起主要作用的晶格畸变部分,在再结晶开始以前变化很小,或者几乎不发生变化。因此,机械性能在回复阶段的回复程度是很少的,在再结晶阶段,变形晶粒完全为无畸变的新晶粒代替,使金属组织被拉长的晶粒所形成的纤维组织转变成为由等轴的再结晶晶粒所组成的再结晶组织,金属加工硬化现象消除,金属的强度和硬度急剧下降,塑性明显上升。
工艺参考因素
铝箔退火应根据客户性能要求、合金、轧制油的成份
、箔材厚度、宽度、卷径、装炉量等来确定加热温度
和加热时间,概括地说,对单零箔采用退火温度稍高
,加热时间稍短的工艺,而对于双零箔,则采用温度
稍低,加热时间较长的工艺为宜。
常见退火缺陷1
刷水不良:退火时间短、温度太低,会除油不尽。
措施:延长退火时间或提高温度(双面光)。
棉花刷水
喷壶刷水