La fabrication de tôles d'aluminium implique la transformation de l'aluminium et de ses alliages par des étapes de fusion, de moulage, de préparation au laminage, de laminage à plat, de traitement thermique et de finition. On obtient ainsi des tôles simples ou des matériaux laminés à section rectangulaire. L'épaisseur de la tôle peut atteindre 200 mm, avec des catégories comprenant les tôles minces, les tôles épaisses (5-80 mm) et les tôles extra-épaisses. [...]
La fabrication de tôles d'aluminium implique la transformation de l'aluminium et de ses alliages par des étapes de fusion, de moulage, de préparation au laminage, de laminage à plat, de traitement thermique et de finition. On obtient ainsi des tôles simples ou des matériaux laminés à section rectangulaire.
L'épaisseur des tôles peut atteindre 200 mm, avec des catégories comprenant les tôles minces, les tôles épaisses (5-80 mm) et les tôles extra-épaisses. La largeur des tôles est généralement comprise entre 1 et 5 mètres, et leur longueur entre 2 et 10 mètres.
Les bandes ont généralement une épaisseur maximale de 2 mm et une largeur maximale de 600 mm, et sont fournies en rouleaux.
Les tôles et bandes d'aluminium et d'alliages d'aluminium sont fournies à l'état laminé à chaud, à l'état recuit, à divers degrés de souplesse et à divers états de traitement thermique.
Il existe deux méthodes de production de tôles d'aluminium et d'alliages d'aluminium : la méthode par blocs et la méthode par bandes.
La méthode du bloc consiste à découper la brame laminée à chaud en plusieurs blocs, puis à les laminer à froid individuellement pour obtenir des produits finis. La méthode de la bande consiste à rouler la brame à une certaine épaisseur et longueur, puis à l'enrouler au fur et à mesure.
Une fois qu'elle a atteint l'épaisseur voulue, elle est découpée en tôles d'aluminium individuelles. Cette méthode permet d'obtenir une meilleure productivité et des produits de meilleure qualité.
Le processus de production des tôles et bandes en alliage d'aluminium peut être divisé en plusieurs étapes : préparation avant le laminage, laminage à chaud, laminage à froid, traitement thermique et finition.
La préparation du préchauffage comprend principalement l'inspection de la qualité du moulage, le chauffage égal, le sciage, le fraisage, l'emballage d'aluminium et le chauffage. L'utilisation d'une pièce de fonderie de qualité est une condition préalable pour garantir la qualité du produit fini.
La plupart des pièces coulées utilisées dans la production moderne de tôles en alliage d'aluminium sont produites selon la méthode de la coulée semi-continue. Ces pièces sont de grande taille et présentent des dendrites internes finement structurées.
Lors de la coulée semi-continue, la vitesse de refroidissement est très élevée, ce qui complique le processus de diffusion dans la phase solide et entraîne une composition chimique et une microstructure inégales, telles que la ségrégation au sein du cristal, réduisant ainsi la plasticité.
Ainsi, certains alliages d'aluminiumLes pièces moulées, en particulier les alliages d'aluminium dur, nécessitent un traitement d'homogénéisation afin d'éliminer ou de réduire les inégalités de composition et de structure tout en soulageant les contraintes de la coulée.
La température d'homogénéisation des alliages d'aluminium doit être inférieure de 10 à 15℃ à la température eutectique du point de fusion le plus bas de l'alliage, et le maintien de cette température pendant 12 à 24 heures peut essentiellement éliminer les inégalités de composition et de structure.
Pour l'aluminium dur pièces moulées en alliagePour les alliages Al-Zn-Mg-Cu, la température d'homogénéisation est de 480-495℃, maintenue pendant 12-15 heures. Pour les alliages Al-Zn-Mg-Cu, la température est de 450-465℃, maintenue pendant 24 heures.
Lorsque la surface du lingot présente des défauts tels que des précipités de ségrégation, des inclusions, des cicatrices et des fissures, il convient de procéder au fraisage. Il s'agit d'un facteur crucial pour garantir la bonne qualité de la surface du produit fini. L'importance du fraisage dépend de la profondeur des défauts, généralement de 4 à 10 mm.
Le placage est un processus unique dans la production de tôles et de bandes en alliage d'aluminium. Il consiste à placer des tôles de revêtement sur le dessus et le dessous de la pièce moulée et à les combiner en un seul corps par laminage à chaud.
L'objectif du revêtement est de renforcer la résistance à la corrosion des tôles et des bandes en alliage d'aluminium, de protéger le métal de base contre la corrosion et d'améliorer les performances technologiques. La tôle de revêtement doit avoir une composition chimique et une épaisseur appropriées.
Pour les tôles à base d'aluminium dur, l'aluminium pur avec une teneur en cuivre et en zinc inférieure à 1% est utilisé comme tôle de revêtement. Lorsque l'aluminium super dur est la base, un alliage Al-Zn avec une teneur en zinc de 1-3% est utilisé comme feuille de revêtement.
En fonction de l'épaisseur de la tôle et de l'application, la couche de revêtement de la tôle finie représente 2%, 4% et 8% de l'épaisseur de la tôle.
Le placage destiné à améliorer l'aptitude au traitement est appelé placage de traitement, destiné à empêcher la fissuration de la surface lorsque la coulée est ouverte. La couche de revêtement représente 0,5-1,5% de l'épaisseur de la tôle finie.
Le chauffage de la pièce moulée a pour but d'augmenter sa plasticité et de réduire la résistance à la déformation, ce qui facilite le laminage à chaud.
La température de chauffage de la coulée est déterminée sur la base du diagramme de phase de l'alliage et du tableau de plasticité. La température de chauffage doit permettre au laminage à chaud de commencer à la température la plus élevée possible.
Pour les lingots d'aluminium pur et d'alliage d'aluminium faiblement allié, la température de chauffage est de 500℃ ou plus ; pour les lingots d'alliage d'aluminium dur, elle est de 390-430℃ ; et pour les alliages d'aluminium super dur, elle est de 370-410℃.
Le temps de chauffe vise à obtenir une température uniforme sur toute la section de la coulée. Un temps de chauffage trop long entraîne une couche d'oxyde trop épaisse sur la surface de la coulée, ce qui n'est pas propice à la combinaison de la feuille de revêtement et du lingot. La coulée est chauffée dans un four à chauffage continu avec circulation d'air.
Le laminage à chaud des pièces moulées en alliage d'aluminium permet d'obtenir des billettes pour le laminage à froid ou de produire directement des tôles épaisses laminées à chaud.
En fonction de l'échelle de production, il existe trois méthodes de laminage à chaud des pièces moulées en alliage d'aluminium :
(1) Laminage à chaud à cadre uniquequi permet de réaliser l'ensemble du processus, du démarrage des billettes à l'achèvement du laminage à chaud, sur une seule ligne de production à chaud. machine à rouler.
De grandes pièces moulées sont utilisées pour améliorer l'efficacité de la production, et des laminoirs réversibles sont utilisés. Les laminoirs à quatre cylindres sont utilisés pour augmenter la largeur des tôles et améliorer leur forme. Avec le laminage à chaud à cadre unique, la chute de température de la pièce laminée est importante, l'épaisseur finale du laminage est grande (6-8 mm), le poids de la bobine est relativement léger, et la qualité et l'efficacité de production de la pièce laminée ne sont pas idéales.
(2) Laminage à chaud en deux temps. Ce processus commence par un laminoir réversible qui assure la formation initiale des billettes et le laminage brut à chaud du lingot, avant que la pièce ne soit transférée dans un second laminoir réversible à quatre hauteurs pour le laminage de finition à chaud. Le laminage d'ébauche et le laminage de finition étant désormais des tâches distinctes, la capacité et l'efficacité de la production sont non seulement améliorées, mais la qualité des produits laminés l'est également. L'épaisseur finale du laminage peut atteindre 2 mm.
(3) Laminage à chaud semi-continu. Cela implique 1 à 2 laminoirs réversibles pour la formation des billettes et le laminage brut à chaud, avant que la pièce ne soit déplacée vers 3 à 6 laminoirs tandem à quatre hauteurs pour le laminage de finition à chaud, chaque cage n'effectuant qu'une seule passe. Comme les lingots de grande taille sont laminés à grande vitesse, non seulement l'échelle de production est grande, mais le temps d'arrêt du laminage est également court, et la température du laminage de finition est donc élevée, ce qui permet d'obtenir des bobines recuites de meilleure qualité.
Le système de processus de laminage à chaud comprend des paramètres tels que la réduction de la passe, la température de laminage, la vitesse de laminage, la lubrification et le refroidissement. Une réduction de passe plus importante permet à la déformation de pénétrer dans la pièce, ce qui réduit la probabilité de fissuration des bords et d'enroulement du cylindre. Toutefois, la réduction de la passe est limitée par les conditions de morsure du cylindre.
En outre, au cours de la phase de formation des billettes, la réduction de la passe et la vitesse de laminage ne doivent pas être excessives pour assurer une transition en douceur de la structure coulée du lingot à la structure déformée.
Lors du laminage des lingots d'aluminium plaqué, pour assurer une bonne adhérence entre la plaque de revêtement et le lingot, la réduction de la première passe doit être contrôlée dans une fourchette de 2%-4%. Le laminage des bords peut améliorer l'état de contrainte sur le bord de la pièce, réduisant ainsi les fissures sur les bords.
L'application d'un revêtement sur le côté du lingot et le laminage des bords peuvent éliminer les fissures des bords pendant le laminage à chaud des alliages d'aluminium. Au cours des dernières étapes du laminage, lorsque la longueur de la pièce augmente, la vitesse de laminage doit également être augmentée en conséquence.
Pour obtenir un laminage plat et lisse et réduire la force de laminage, une lubrification adéquate est cruciale pendant le laminage à chaud. La lubrification pour le laminage à chaud des alliages d'aluminium utilise souvent des émulsions à base d'eau.
L'émulsion est constituée d'un mélange d'agent émulsifiant et d'eau, avec une concentration de % à %, légèrement inférieure lors du laminage d'alliages durs. L'agent émulsifiant est composé d'huile de transformateur, d'acide oléique et de triéthanolamine.
Pour obtenir une bonne planéité des bobines laminées à chaud, il est essentiel de contrôler la forme de l'espace entre les cylindres à un degré 546, ce qui est possible grâce à l'utilisation d'un système hydraulique. cintrage des rouleauxle refroidissement du corps du rouleau sectionnel et le contrôle de la convexité du rouleau d'origine (voir contrôle de la forme du rouleau), ainsi que l'ajustement approprié du programme et de la vitesse de laminage.
L'émulsion pulvérisée sur le rouleau, en plus de lubrifier, a également une fonction de refroidissement. La pression à la buse de pulvérisation doit être d'environ , avec un débit de 56L/(cm-s).
Le laminage à froid permet de produire des bobines d'une planéité supérieure, d'une surface plus lisse, d'une épaisseur plus fine et plus uniforme, et d'une structure et de propriétés meilleures que celles des bobines laminées à chaud.
Le laminage à froid peut être effectué sur un laminoir à une table ou sur un laminoir tandem. Actuellement, les laminoirs non réversibles à quatre hauteurs et à une seule table sont les plus couramment utilisés, avec une vitesse de laminage de 520 m/s, ou jusqu'à 2540 m/s pour le laminage tandem.
Un contrôle automatique complet est mis en œuvre par le biais de systèmes informatiques, comme le contrôle automatique de la planéité (AFC), le contrôle automatique de l'écartement (AGC), le contrôle automatique de la tension (ATC) et la régulation automatique de la vitesse (ASR), ce qui permet d'obtenir des produits de haute qualité avec des écarts d'épaisseur réduits à ±3~5μm, et une planéité inférieure à 10 I-unités.
Lorsque les capacités de l'équipement le permettent, que la lubrification et le refroidissement sont efficaces, que la pièce ne se fissure pas sur les bords et qu'elle présente une bonne surface, le laminage à froid doit viser une réduction de passe élevée.
Pour l'aluminium pur et les alliages tendres, la réduction de passe admissible est de 50%-70%, généralement 40%-50% ; pour les alliages durs, elle est d'environ 40%, généralement inférieure à 30%. La réduction de la passe doit faire en sorte que la force de laminage soit fondamentalement la même à chaque passe, ce qui garantit que les bobines laminées ont une épaisseur uniforme et une bonne planéité.
Dans des conditions où les fissures de bord ne se produisent pas, le taux de réduction total du laminage à froid pour l'aluminium pur et les alliages tendres peut atteindre plus de 95%, et les alliages durs peuvent atteindre 90% à 92%.
Pour éviter les fissures sur les bords et les ruptures de bande, les alliages à faible plasticité nécessitent un pré-recuit avec un laminage à chaud, et 1 à 2 recuits intermédiaires sont effectués pendant le laminage à froid.
L'épaisseur du dernier intermédiaire recuitou le taux de réduction total de la dernière passe de laminage à froid, joue un rôle crucial et a un impact sur la performance du produit final.
La tension exercée sur les pièces pendant le laminage influe sur leur épaisseur, leur planéité et leur uniformité. La tension doit être inférieure à la limite d'élasticité des pièces de laminage, et son ampleur dépend de la plasticité et de la tendance à la fissuration sur les bords des pièces de laminage.
Pendant les phases d'accélération, de vitesse constante et de décélération du roulage, les fluctuations de tension doivent être réduites au minimum.
La fonction de la lubrification du processus pendant le laminage à froid (voir Lubrification du processus de laminage à froid) et le refroidissement est de réduire le frottement, d'abaisser la pression de laminage, d'améliorer la qualité de surface des pièces de laminage, de refroidir les cylindres et les pièces de laminage et de contrôler le profil des cylindres (voir Contrôle du profil des cylindres). Les lubrifiants de refroidissement doivent avoir simultanément des propriétés de lubrification, de lavage et de refroidissement.
Pour les vitesses de laminage inférieures à 5 m/s, une émulsion à base d'eau avec une concentration de 2% à 8% peut être utilisée ; pour le laminage à grande vitesse, une huile de laminage composée d'une huile de base et d'additifs, appelée lubrification intégrale, est utilisée.
Qu'il s'agisse d'une émulsion ou d'une huile complète, toutes deux doivent être filtrées au cours du processus de recyclage afin d'éliminer les cendres d'aluminium et d'alumine entraînées par les pièces et les cylindres de laminage.
Dans le lubrifiant réfrigérant filtré, les impuretés doivent être inférieures à 0,5 g/L, et la taille des particules d'impuretés doit être inférieure à ~μm.
Traitement thermique - Outre les produits laminés à chaud et les produits trempés à froid, l'aluminium plaques d'alliage et les bandes doivent subir un recuit séparé ou une trempe et un traitement de vieillissement selon les besoins (voir Traitement thermique des matériaux d'alliage non ferreux).
La finition fait référence au traitement et à la disposition des plaques et des bandes avant leur livraison après le laminage et le traitement thermique final, y compris la coupe finale, le dressage, le polissage, l'emballage, etc. Ces étapes peuvent être réalisées sur une seule ligne de production ou séparément.
La coupe finale comprend la coupe transversale et la coupe longitudinale. La coupe transversale découpe la bande enroulée en plaques, tandis que la coupe longitudinale divise la large bande enroulée en plusieurs bandes étroites.
Le découpage permet également d'éliminer les têtes et les queues présentant des différences de taille et les pièces dont la qualité de surface n'est pas satisfaisante.
Le redressement peut réduire ou éliminer les stress interne dans les tôles et les bandes après le laminage ou le traitement thermique et les irrégularités qui en résultent. Le redressage comprend le redressage par laminage, le redressage par traction et le polissage.
Le redressage par traction se divise en deux catégories : le redressage par traction de plaques et le redressage par traction de bandes. Les plaques et les bandes sont soumises à une déformation plastique de 11 à 21 TTP3T par pliage, étirement ou amincissement répétés, afin d'atteindre l'objectif de redressement.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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