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硬質陽極氧化是一種鋁卷鋁板及其合金特殊的陽極氧化法,有的也稱厚膜陽極氧化,是20世紀50年代前后的重要的功能氧化工藝之一。硬質膜的硬度較高,在純鋁上所得的硬度可以達到1000HV以上,超過硬鉻的硬度。早期的硬質陽極氧化一般在低溫低濃度和強制攪拌方式進行,這樣條件下生成的氧化膜在電解液中溶解較慢,所得的膜層厚度就比較厚,但膜層生長速度慢,生產成本高,且對鍛鋁、高硅、高銅鋁合金等特殊鋁材不適用。 目前對于硬質氧化的改進非?;钴S,主要于兩個方面。一是加入添加劑:另外則為改變的直流施壓方式。加入添加劑主要是為了降低電解液對氧化膜層的溶解速度和允許溫度范圍。有機梭酸,如、乳酸、酒石酸、磺基水楊酸等為常用的硬質氧化添加劑;還有一些特殊的添加劑如金屬鹽、氟化鈣、粗蔥、木質素等。 這些添加劑的加入,能改變陽極氧化過程中化學、電化學行為,降低膜層的溶解速度和孔隙率,并可使氧化溫度到5-20℃,有的甚至可以到40℃.在有關硬質陽極氧化的研究中,電源波形和電源設備的研究是為活躍的一個領域,從直流、交直流且加、脈沖電流一直到交流都開展了大量的研究。 這些工藝大都為了改善高合金成分材料的陽極氧化,燒穿或工作溫度,膜層的硬度、厚度或耐磨性等。脈沖氧化適合一些難氧化的鋁合金的硬質氧化,在已經得到推廣.脈沖可以實現(xiàn)大電流密度快速硬質陽極氧化,成膜速率可達1.5um/min。
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2002年鋁板軋制廠引進1臺輥底式固溶處理爐與2001年從洛伊(LOI)引進一條25t熔爐煉一靜置爐組(國產)與硬合金液壓內導式鑄造機生產線,為生產級硬合金厚板奠定了基礎。為工業(yè)的發(fā)展提供了一批又一批的高厚板。 2005年鋁板軋制廠投資近30億元拉開了3950mm厚板系統(tǒng)建設的序幕,此系統(tǒng)的主要設備有:熱軋機1臺,加熱爐4臺,銑面機1臺,100MN及60MN拉伸機各I臺,可處理3500mm寬、長40m及15m厚板的輥底式固溶處理爐各1臺,水浸式超聲波探傷線1條。 2006年6月9簽訂了引進熱軋機合同,總金額約4.8億元,其外部分約3.3億元,國內配套的約1.5億元,交貨期18個月,按計劃可于2008年底建成。熱軋機總質量約6kt,其外提供的1kt余。熱軋線總長約304m,前輥道長110m。 立輥軋機距四輥軋機12m;有剪切力8.5MN的可切40一120mm重型液壓剪1臺,距軋機65m,輕型剪I臺,剪切力3.5MN,可切8一60mm的板,距重型剪85.4m。初期此熱軋機作為厚板軋制,以后可根據(jù)市場與生產情況改為(1+式的或其他多機架形式的。
在反復的過程中,晶粒細化的一般過程為:首先,晶粒被粉碎成一系列具有小角度界面的亞晶,亞晶沿著一定方向拉長形成帶狀組織,亞晶帶寬度一般為幾微米或亞微米;然后,亞晶被繼續(xù)破壞,開始出現(xiàn)部分具有大角度界面的等軸晶組織;后,亞晶帶消失,顯微組織主要為具有大角度晶界的等軸晶組織。 鋁卷廠家談等通道轉角對對顯微組織的作用等通道轉角對于純金屬、合金、金屬間化合物等具有顯著的晶粒細化效果,可以0.2一0.3um尺寸的超細等軸晶組織。研究各工藝路線對晶粒細化的作用應綜合考慮剪切面、晶體結構和變形織構間相互作用,因為相鄰道次間剪切面的夾角今隨著工藝路線的不同而變化。 以純鋁為例,路徑Bc比A、C路徑更容易等到等軸晶粒,而路徑A比Bc和A路徑更容易的到大角度晶界,而細化晶粒的效果是路徑Bc哪。對于密排六方結構的鎂和鎂合金,由于其主滑移發(fā)生在(000晶面,而在1120晶向是鎂的易滑移方向,所以對于鎂合金,為快的晶粒細化效果,應采用路徑Bc。 例如,透射電鏡可觀察到等通道轉角Al一Cu一0.SZr等軸晶組織的擴展厚度消失形貌,而該形貌在退火后消失;這種擴展與晶界處存在大量的彈性應變和晶體點陣的扭轉有關,且測定了ECAP純Cu的晶界附近的彈性應變,結果表明這。
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