李春红;曾苏民
【摘 要】本试验分别以1050和1052铝合金为原料,采用相同的制备工艺参数,经过熔铸、均匀化处理、热轧、中间退火、冷轧后制成厚0.27 mm的PS版基,分别对其力学性能和腐蚀性能进行测试,并利用面扫描和金相显微镜观察了Mg元素的分布及样品显微组织.结果表明,1052铝合金板晶粒比1050铝合金板晶粒细小均匀,强度较高,电解腐蚀性能较好. 【期刊名称】《轻合金加工技术》
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【年(卷),期】2010(038)008
【总页数】5页(P27-30,40)
【关键词】PS版板基;组织;力学性能;电解腐蚀
【作 者】李春红;曾苏民
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【作者单位】重庆科技学院,冶金与材料工程学院,重庆,401331;西南业集团有限责任公司,重庆,401326
【正文语种】中 文
【中图分类】TG146.21
PS(Presensitized Plate)版即预涂感光版。PS版是将铝合金轧制成一定厚度的薄板(一般为0.15mm～0.50mm),表面经特定工艺处理后涂上一层感光树脂,干燥后制成各种用途的印刷版。PS版是胶印印刷,是靠水、墨平衡的原理来实现的,即以PS版上的感光树脂层亲油墨、铝版基的砂目层亲水来达到印刷目的。所以砂目层的状态对印刷品的质量影响很大。砂目层的状态与铝板的内在质量及电解、氧化工艺有关,PS版的生产对铝板基的质量要求很高。PS版用铝板基是选用优质的铝合金板,板基处理有刷子磨版和电解磨版两种工艺(刷子磨版和电解磨版对铝板的内在质量要求不一样)。刷磨属机械磨版,早期用得较多,近年来已很少采用,国内外刷磨版常采用 3103铝合金;当今多采用电解磨版工艺,电解磨版是用酸(通常是盐酸或硝酸)将版面腐蚀成砂目层,以达到在铝板基表面形成均匀致密的砂目层。而电解磨版通常用 1050铝合金,德国HYDRO公司率先推出用1052铝合金生产铝卷做PS版的铝 板基[1]。本试验分别以 1050和 1052铝合金为原料,经过相同的制备工艺制成厚0.27 mm的PS版铝板基,分别对其力学性能和腐蚀性能进行测试,比较这两者的优缺点,为进一步提高铝板基性能做好准备。
1 试验方案与条件夏利7131
熔铸 1050铝合金时直接用 1050铝合金为原料,而制备 1052铝合金时试验所用材料有高纯铝、1050铝合金、工业纯镁 、Al-5%Si、Al-10%Fe中间合金。将上述原料按一定顺序放入电阻坩埚炉中熔化,待熔化完后,扒净表面熔渣并加入Al-Ti-B丝作为细化剂,在710℃下浇铸成尺寸为 40 mm×60 mm×25mm的铸锭,其化学成分如表 1。将铸锭在605℃下均匀化处理 6 h后,切锭头,上下铣面厚度共3mm。
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将均匀化处理后的铸锭,在 470℃下保温1 h后热轧到2.7mm,经 420℃1 h退火后冷轧到0.27mm。两种试样在热轧和冷轧后都在w(HNO3)=10%的 HNO3水溶液中清洗表面,然后在 w(NaOH)=6%的NaOH水溶液里中和,最后用清水冲洗干净。
表1 1050、1052铝合金的化学成分(质量分数) %合金 项目 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Al标
准 0.25 0.40 0.5 0.05 0.05 0.05 0.05 0.03 余量1050目标 0.25 0.30 0.025 0.05 0.03 0.05 0.05 0.012 余量1052标准 0.25 0.3～0.4 0.03 0.03 0.2 0.01 0.02 0.02 余量目标 0.078 0.37 0.0004 0.0004 0.194 0.005 0.018 0.005 余量
试样经磨制、电解抛光和阳极复膜后在OLYMPUSDHM定量金相显微镜上测量晶粒尺寸和观察金相组织。电解抛光液采用 10%HClO4+90%CH3 CH2OH,工作电压为30 V,时间为10 s～30 s,复膜液选用38m LH2 SO4+43m LH3 PO4+19m L H2O,工作电压为20 V,时间为2min～2.5 min。将试样按照GB/T228-1987标准加工成拉伸试样,在室温条件下进行拉伸试验,拉伸速度为5 mm/min,每种试样拉伸 4次,分别对抗拉强度、屈服强度和伸长率求平均值。在PS-268B型电化学测量仪上测试试样的腐蚀极化曲线。电解液采用 φ(HCl)=2.5%的HCl水溶液,参比电极为标准甘汞电极,辅助电极为 Pt电极,扫描速率为 1 mV/s,并观察腐蚀后试样的表面形貌。lwip
2 试验结果
私语者
2.1 力学性能
铝板作为 PS版的支撑体,其力学性能非常重要,且PS版要在一定的温度和时间条件下进行烤版,因此要检测板基在此条件下烘烤后的力学性能。表2为成品在室温下和在 240℃10 min和 260℃4 min烘烤后的力学性能。表 2中可以看出,1052铝合金冷轧态和烘烤后的综合力学性能都比 1050铝合金的好。
表2 1050和1052铝合金在240℃10 min和260℃4min烘烤后的力学性能试样 抗拉强度N/mm2屈服强度N/mm2伸长率% 烘烤制度1050 146.98 140.2 2.4 冷轧态1052 186.9 181.6 3.3 冷轧态1050 126.3 122.5 3.2 240℃10m in 1052 155.76 149.3 3.9 240℃10min 1050 127.8 122.2 3.3 260℃4m in 1052 154.3 150.2 4.0 260℃4m in
2.2 显微组织
从金相显微组织可以看出,热轧后的试样纵截面金相组织成纤维状,1052铝合金的晶粒比 1050铝合金的晶粒要小些。经过中间退火后纤维状晶粒发生了再结晶生成等轴晶,且 1052铝合金的等轴晶明显比 1050铝合金的均匀细小些,这是由于少量的Mg能提高纯铝的结晶温度的缘故[2]。冷轧后晶粒沿着轧制方向成纤维状,1052铝合金的晶粒比 1050铝合金的更细小均匀。参见图 1。
图1 1050和 1052铝合金制备过程中各步骤的显微组织
2.3 腐蚀性能
试样的极化曲线如图2,腐蚀速率按公式(1)计算[3]：
式中：
ν—腐蚀速度;
icorr—腐蚀电流密度;
W—金属相对原子质量;
n—金属的原子价;
N—金属的克当量;
F—法拉第常数 。
从中可以看出腐蚀速度与腐蚀电流密度成正比。在强极化区极化电流和过电位存在塔费尔关系,如公式(2)：
式中：
a—Tafel常数;
b—Tafel斜率。
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