[发明专利]低延性异向性轧延铝合金片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金片的制造方法，特别涉及一种轧延铝合金片的制造方法。

背景技术

铝合金具有质量轻、阳极处理色泽佳、容易冲压成型与高散热性等优越性能，因此被广泛应用在各项产业上，而在节省能源与降低成本考量下，材料薄片化为必然的趋势，因此如何提高材料强度且同时保有适当的延性(伸长率)，则为一重要课题。

参阅图1，一般轧延铝合金片的制造，包含一浇铸成型步骤11、一轧延步骤12、一完全退火步骤13及一第二次冷轧延步骤14，也就是于浇铸成型步骤11中，将高温熔融的铝合金原料，以半连续铸造方法(Direct Chill Casting，一般所称DC casting)进行浇铸成型，并将在浇铸成型冷却过程中产生的氧化膜层刨除，而制得一铝坯(业界通称为Slab)，之后，于该轧延步骤12中，对该铝坯分别先进行热轧延与后续的第一次冷轧延，成型成一铝片半成品(业界通称Sheet)，之后再进行完全退火步骤13，对该铝片半成品进行完全退火(full annealing)，最后进行第二次冷轧延步骤14，制得所需的轧延铝合金片。

目前轧延铝合金片的问题，在于以高的冷轧延加工量来强化轧延铝合金片的强度，而轧延过程中，会使铝坯内原先近似等轴状的晶粒会顺着轧延方向被拉长延伸，导致经轧延后的铝片半成品在不同的方向上会有不同的机械性能，也就是所谓的异向性(Anisotropy)现象，这也就表示，这样的铝片半成品所成的轧延铝合金片在平行轧延方向、垂直轧延方向甚至其他方向皆有不同的延性，且冷轧延量愈多，延性异向性越明显，而这样产制的轧延铝合金片，在后续的冲压加工成型过程中越易因不同方向上延性的差异，导致冲压破裂。

参阅图2，日本特开P2007-254825号“铝-镁-硅(Al-Mg-Si)合金”专利案揭露依序进行一浇铸成型步骤21、一轧延步骤22、一完全退火步骤23、一第二次冷轧步骤24及一第二次退火步骤25的制程，用以生产低延性异向性的轧延铝合金片。

简单的说，该日本特开P2007-254825号“铝-镁-硅(Al-Mg-Si)合金”专利案是将一般的轧延铝合金片的制造过程，再多进行一道次冷轧延的第二次冷轧步骤24与第二次退火步骤25，借此冗长的制程步骤，控制铝片晶粒度小于50μm，与Cube方位的集合组织(Texture)的强度，使凸耳率(earing％)介于-13％至-17％间，来降低生产出的轧延铝合金片的延性异向性。

虽然，日本特开P2007-254825号“铝-镁-硅(Al-Mg-Si)合金”专利提出一种试图解决轧延铝合金片的延性异向性问题的技术手段，然而，其制程步骤过于冗长，并不符合实际量产需要，同时，这样冗长的制程是否真能使产出的轧延铝合金片的延性异向性有效降低，仍待验证。

因此如何解决生产的轧延铝合金片的延性异向性问题，仍是目前业界努力的方向之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低延性异向性轧延铝合金片的制造方法，其可以降低轧延铝合金片的延性异向性，使加工硬化型的轧延铝合金片具有较佳成型性。

发明人认为，一般方式所生产的轧延铝合金片，其材料性能上关于延性异向性的重大缺失，是由冷轧延加工量所造成的，特别是冷轧延时的厚度裁减率在85％以上时，虽然能快速达到提高铝片半成品强度的效果，但是相对的铝片半成品的延性也会被大幅的牺牲，因而产生了所谓的延性异向性问题，导致铝片在冲压加工成型过程中破坏断裂。

本发明主要的理念可分别由下列铝片半成品的组织特性来看：

1.微观组织：

铝片半成品中原先1至2μm左右的无位错(Dislocation free)次晶粒(secondary grain)，若可通过施予适量的微应变量作用，则可在不同结晶方位的次晶粒中均产生适量的位错，导致轧延铝合金片在后续拉伸变形过程中，在不同应力方向上，应变都可以均匀分布，避免在特定应力方向，因局部晶粒的滑移系统上拥有较高的剪切应力分量，导致应变集中于该局部晶粒而造成延性下降的现象。在文中，术语“次晶粒”意指经加工或处理后所产生的晶粒。

2.宏观组织：

通过微应变量作用可以消除拉伸过程中的屈服点(Yield point)现象，使轧延铝合金片不易产生局部颈缩变形(Necking)，进而达到提升轧延铝合金片的延性异向性的目的。

本发明低延性异向性轧延铝合金片的制造方法，一浇铸成型步骤、一轧延步骤、一回复退火步骤及一调质步骤。

该浇铸成型步骤将一熔融状的铝合金原料以半连续浇铸法成型成一铝坯。