CN101196689B - 热轧高纯铝版基板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热轧高纯铝版基板及其生产方法。以重量百分比表示，基板成份中含有Si0.03～0.1％、Fe0.08～0.13％、Ti≤0.004％、Zn≤0.09％及不可避免的杂质，余量为Al。该版基板生产时先将含有上述版基板组分的原铝锭在720～750℃的温度范围内熔炼、精炼；然后在690～700℃的条件下铸造成合金铸锭；铣面；再将铸锭加热，加热温度控制在480～500℃，热轧；冷轧、拉弯矫直加工后即得到成品。本发明在配料中选择Fe等杂质含量低的优质原铝锭，控制铝纯度达到99.7％～99.9％，杂质相α(AIFeSi)和FeAl3微少，杂质偏析微少，塑性好，省略中间退火工序，生产周期短，并节省了相关大型退火炉等设备，能耗大大降低。本发明的基板得到了用户认可，具有良好的经济和社会效益。
Description
一、技术领域：本发明涉及一种平版印刷用铝版基板，特别是涉及一种热轧铝版基板及其生产方法。
二、背景技术：
二十世纪五十年代开始，用铝版替代铅版印刷至今，目前国外印刷用铝版基板的技术标准资料有热轧铝合金3003、1200、1100、1050牌号PS版基板。随着社会进步，印刷技术飞跃发展，从黑白印刷到彩印时代，对印刷用铝版基板的铝纯度和表面质量要求越来越高，含杂质多的3003、1200、1100牌号PS版基板，早在八十年代已被淘汰；沿用至今的只有1050牌，我国印刷铝版基技术标准规定用1050、1060牌。国内外1050牌和1060牌印刷用铝版基标准铝纯度分别是99.5％和99.6％，含杂质总量分别是0.5％和0.4％，都存在不同程度的杂质条纹，PS版电解过程中形成砂目不均匀的杂质条纹缺陷，影响印刷版表面网点、网线及分辨率，尤其影响高档精美彩印和CTP版质量。
因此，消除传统1050牌PS版基板杂质条纹(黑条)缺陷，成为铝加工行业高精铝板带企业共同进行“PS版基板‘黑条’攻关”的重大课题。在国内没有解决PS版基板黑条缺陷之前，大量进口日本等外国PS版基板。仅南阳第二胶片集团公司PS版厂每年进口一万多吨PS版基板。我国印刷行业急需铝加工行业生产大批PS版基板，替代进口，变进口为出口，这是近二十年来铝加工行业的攻关课题。经过多年的研究，近几年来，虽然国内几大铝加工厂已经使PS版铝板基的产品质量有相当大的提高，然而要真正达到PS版厂对铝板基的质量要求，还须在提高档次和产品的质量上下功夫，从而为高档PS版和CTP版在我国的普及创造条件。
公开号为CN 1693992A和CN1160772的发明专利，分别公开了印刷用PS版基板的热轧方法，该铝版基板的配方中Fe等杂质含量高，生产出的PS版基板铝纯度低，属于1050牌号PS版基板，仍存在不同程度的杂质条纹，影响印刷质量；由于1050牌号PS版基板的铝纯度较低，内应力大，在冷轧过程中必须进行中间退火处理；和本发明相比，该工艺较繁琐，而且需要大型退火炉等设备，投资和能耗过大。
三、发明内容：
本发明的目的：提供一种性能优良的印刷用高纯铝PS版基板，还提供了一种高效节能的热轧高纯铝PS版基板的生产方法。
本发明的技术方案：
一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，基板成份中含有0.03＜Si≤0.1％，0.08≤Fe＜0.1％或0.1＜Fe≤0.13％，Ti≤0.005％，Zn≤0.1％及不可避免的杂质，余量为Al。
一种热轧高纯铝版基板成份中含有0.03＜Si≤0.08％，0.08≤Fe＜0.1％，Ti≤0.003％，Zn≤0.08％及不可避免的杂质，余量为Al。
一种热轧高纯铝版基板成份中含有0.03＜Si≤0.06％，Fe 0.07～0.08％，Ti≤0.002％，Zn≤0.07％及不可避免的杂质，余量为Al。
一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，基板成份中含有0.03＜Si≤0.06％，Fe 0.06～0.07％，Ti≤0.002％，Zn≤0.07％及不可避免的杂质，余量为Al。
所述的基板成分中还有一种或多种Cu、Mn、Mg、Ni、Cr和Ga中的杂质，控制每种杂质的含量为Cu≤0.005％、Mn≤0.005％、Mg≤0.005％、Ni≤0.005％、Cr≤0.005％、Ga≤0.2％。
一种热轧高纯铝版基板的生产方法，包括以下步骤：熔炼、铸造、铣面、铸锭加热、热轧、冷轧、拉弯矫直，其特征是：(1)将按重量百分比优选含有0.03＜Si≤0.1％，0.08≤Fe＜0.1％或0.1＜Fe≤0.13％，Ti≤0.005％，Zn≤0.1％及不可避免的杂质、余量为Al构成的原铝锭在720～750℃的条件下熔炼；(2)然后在铸造温度690～700℃的条件下铸造成合金铸锭；(3)铣面；(4)将铸锭加热，加热温度控制在480～500℃，然后热轧；(5)冷轧；(6)拉弯矫直。
所述的热轧高纯铝版基板的生产方法中熔炼时间为5～6小时；所述的热轧步骤中热粗轧工作辊表面粗糙度Ra为0.7～0.9μm，热精轧工作辊表面粗糙度Ra为0.4～0.6μm；所述的冷轧步骤中冷轧工作辊表面粗糙度Ra为0.25～0.35μm，箔轧工作锟面粗糙度为Ra 0.08～0.20μm。
本发明的平版印刷用高纯铝PS版基板，含普通PS版基和高档PS版基板一—CTP版基板，我们根据GB/T3190-1996，结合本发明的PS版基板纯度，将本发明的PS版基板暂定为1070B、1A80B、1A85B、1A90B系列牌号，其中1070B铝纯度99.7％以上，1A80B铝纯度99.8％，1A85B牌号铝纯度99.85％、1A90B牌号铝纯度99.9％，该系列牌号含杂质总量在0.3％以下。
本发明具有的积极有益效果：
(1)本发明对印刷用1050牌PS版基板进行大量试验研究，发现1050牌PS版基板产生杂质偏析条纹(黑条)的主要原因是由于PS版基板化学成分中Fe等杂质偏高达0.5％形成的，Fe等杂质偏高是形成杂质偏析条纹的根本原因。本发明采取治本措施，在配料中选择Fe等杂质含量低的优质原铝锭，改变传统1050牌PS版基板化学成分配方，减少Fe等杂质含量，不加中间合金、Fe剂等杂质成分，控制铝纯度达到99.7％～99.9％，从化学成分上消除了传统1050牌PS版基板普遍存在的主要缺陷偏析条纹，解决了“PS版基板‘黑条’攻关”这个重大课题。
(2)传统1050牌PS版基板因杂质多，形成内部组织成分偏析，产生内应力，抗拉强度过大，弹性大，塑性差，而必须进行“中间退火”工序10～20小时；而本发明的高铝纯度PS版基板，铝纯度高，杂质相α(AIFeSi)和FeAl3微少，杂质偏析微少，塑性好，省略传统1050牌PS版基板生产过程中的“中间退火”工序，缩短PS版基板生产周期1/3，节省了相关大型退火炉等设备，能耗大大降低。
(3)本发明高纯铝PS版基板具有以下优良的性能特征：
a)高铝纯度达99.7％以上；b)高表面光洁度(低粗糙度)，粗糙度为Ra0.08～0.20μm；
c)高抗拉强度δb为160～185MPa；d)高平直度；e)高耐腐蚀性；f)高效节能。
本发明的高纯铝PS版基板与传统的1050牌的对比如下表：
| 项目 | 本发明高纯铝PS版基板 | 传统的1050牌PS版基板 |
| 铝纯度％ | 99.7～99.9 | 99.5 |
| 表面粗糙度Ra(μm) | 0.08～0.20 | 0.18～0.28 |
| 抗拉强度δb(MPa) | 160～185 | 135～165 |
| 平直度 | 每米波浪≤3个，浪高<2m | 每米波浪3个，浪高<3m |
| 耐腐蚀性S | >180 | <90 |
| 生产周期 | 节省“中间退火”10～20小时 | 必须“中间退火”10～20小时 |
| 合金状态 | H18 | H18 |
(4)本发明的PS版基板由于性能优良，生产周期短，得到了用户认可，产品畅销全国，替代进口，还远销海外。如河南南阳第二胶片集团公司PS版厂2006年用了本发明的一万多吨高纯铝PS版基板；河南明泰铝业公司生产本发明的PS版基板，2004年生产八千八百吨，2005年生产二万六千吨，2006年生产三万九千吨，三年累计生产本发明的PS版基板七万三千八百多吨，已创造经济效益达三亿多元。因此，本发明具有良好的经济和社会效益。
(5)本发明高纯铝PS版基板，适合铝加工行业铝板带两类轧制工艺，既适合热轧工艺，又适合铸轧工艺。
四、附图说明：
图1：传统1050牌版基板的热轧生产工艺流程
图2：本发明的高纯铝版基板的热轧生产工艺流程
五、具体实施方式：
实施例一、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.1％、Fe0.13％、Ti0.005％、Zn0.1％及不可避免的杂质，余量为Al。
上述高纯铝版基板的生产方法是：
(1)先将按重量百分比优选含有Si0.1％、Fe0.13％、Ti0.005％、Zn0.1％，余量为Al及不可避免的杂质构成的原铝锭在720～750℃的温度范围内熔炼、精炼6小时；(2)然后在铸造温度为690～700℃的条件下铸造成合金铸锭；(3)铣面；(4)将铸锭加热，加热温度控制在480～500℃，然后热轧，热粗轧工作辊表面粗糙度Ra为0.9μm，热精轧工作辊表面粗糙度Ra为0.6μm；(5)冷轧(包括箔轧)，冷轧工作辊表面粗糙度Ra为0.35μm，箔轧工作锟表面粗糙度为Ra0.20μm；(6)拉弯矫直；(7)包装。
本实施例的高纯铝版基板铝纯度99.7％以上，属于本发明的1070B牌号。
实施例二、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.09％、Fe0.08％、Ti0.003％、Zn0.09％及不可避免的杂质，余量为Al。
上述高纯铝版基板的生产方法是：
(1)先将按重量百分比表示的含有Si0.09％、Fe0.08％、Ti0.003％、Zn0.09％和余量的Al及不可避免的杂质构成的原铝锭在720～730℃的温度范围内熔炼、精炼5小时；(2)然后在铸造温度为690～700℃的条件下铸造成合金铸锭；(3)铣面；(4)将铸锭加热，加热温度控制在480～490℃，然后热轧，热粗轧工作辊表面粗糙度Ra为0.7μm，热精轧工作辊表面粗糙度Ra为0.4μm；(5)冷轧(包括箔轧)，冷轧工作辊表面粗糙度Ra为0.25μm，箔轧工作锟表面粗糙度为Ra0.08μm；(6)拉弯矫直；(7)包装。
本实施例的高纯铝版基板铝纯度为99.8％，属于本发明的1A80B牌号。
实施例三、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.08％、Fe0.12％、Ti0.002％、Zn0.09％及不可避免的杂质，余量为Al。
上述高纯铝版基板的生产方法是：
(1)先将按重量百分比表示的含有Si0.08％、Fe0.12％、Ti0.002％、Zn0.09％，和余量的Al及不可避免的杂质构成的原铝锭在730～740℃的温度范围内熔炼、精炼5.5小时；(2)然后在铸造温度为690～700℃的条件下铸造成合金铸锭；(3)铣面；(4)将铸锭加热，加热温度控制在490～500℃，然后热轧，热粗轧工作辊表面粗糙度Ra为0.8μm，热精轧工作辊表面粗糙度Ra为0.5μm；(5)冷轧，冷轧工作辊表面粗糙度Ra为0.30μm，箔轧工作锟表面粗糙度为Ra0.15μm；(6)拉弯矫直；(7)包装。
本实施例的高纯铝版基板铝纯度99.7％以上，属于本发明的1070B牌号。
实施例四、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.095％、Fe0.10％、Ti0.001％、Zn0.08％、Cu0.005％及不可避免的杂质，余量为Al。生产方法同实施例一，不再重述。
本实施例的高纯铝版基板铝纯度为99.8％，属于本发明的1A80B牌号。
实施例五、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为 Si0.085％、Fe0.11％、Ti0.002％、Zn0.07％、Cu0.003％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例六、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.06％、Fe0.12％、Ti0.003％、Zn0.06％、Cu0.002％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例七、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.05％、Fe0.09％、Ti0.003％、Zn0.05％、Cu0.003％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例八、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.07％、Fe0.11％、Ti0.002％、Zn0.05％、Cu0.004％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例九、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.07％、Fe0.11％、Ti0.002％、Cu0.005％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例十、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.1％、Fe0.12％、Ti0.003％、Cu0.003％，余量为Al及不可避免的杂质。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例十一、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.05％、Fe0.08％、Ti0.002％、Cu0.002％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
本实施例的高纯铝版基板铝纯度99.8％以上，属于本发明的1A85B牌号。
实施例十二、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.04％、Fe0.09％、Ti0.0035％、Mn0.0045％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例十三、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.06％、Fe0.1％、Ti0.003％、Mn0.005％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例十四、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.08％、Fe0.11％、Ti0.002％、Mn0.003％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例十五、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.09％、Fe0.12％、Ti0.002％、Mn0.001％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例十六、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.05％、Fe0.08％、Ti0.001％、Mg0.004及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例十七、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.03％、Fe0.13％、Ti0.0035％、Mg0.003及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例十八、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.08％、Fe0.11％、Ti0.0025％、Mg0.002及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例十九、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.1％、Fe0.12％、Ti0.002％、Mg0.0035及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例二十、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.07％、Fe0.11％、Ti0.002％、Zn0.05％、Mn0.005％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例二十一、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.09％、Fe0.13％、Ti0.001％、Zn0.07％、Mn0.003％及不可避免的杂 质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例二十二、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.04％、Fe0.06％、Ti0.003％、Zn0.09％、Mn0.004％及不可避免的杂质，余量为Al。生产方法同实施例一，不再重述。
本实施例的高纯铝版基板铝纯度99.85％以上，属于本发明的1A90B牌号。
实施例二十三、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.08％、Fe0.11％、Ti0.002％、Zn0.07％、Cu0.003％、Mn0.004％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例二十四、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.06％、Fe0.12％、Ti0.001％、Zn0.09％、Cu0.003％、Mn0.003％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例二十五、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.1％、Fe0.09％、Ti0.003％、Zn0.05％、Cu0.001％、Mn0.003％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例二十六、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.06％、Fe0.12％、Ti0.002％、Zn0.09％、Cu0.003％、Mn0.005％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例二十七、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.05％、Fe0.08％、Ti0.003％、Zn0.09％、Cu0.002、Mn0.002、Mg0.004及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例二十八、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.06％、Fe0.07％、Ti0.001％、Zn0.05％、Cu0.004％、Mn0.002％、 Mg0.005％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例二十九、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.04％、Fe0.06％、Ti0.002％、Zn0.03％、Cu0.005％、Mn0.004％、Mg0.002％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例三十、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.03％、Fe0.07％、Ti0.002％、Zn0.05％、Mn0.004％、Mg0.001％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例三十一、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.06％、Fe0.10％、Ti0.003％、Zn0.03％、Mg0.002％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例三十二、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.07％、Fe0.11％、Ti0.002％、Zn0.09％、Mg0.004％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例三十三、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.1％、Fe0.08％、Ti0.003％、Zn0.05％、Mg0.003％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例三十四、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.07％、Fe0.11％、Ti0.003％、Zn0.08％、Mg0.002％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例三十五、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.07％、Fe0.11％、Ti0.003％、Zn0.08％、Mg0.002％、Cr0.005％、 Ga0.2％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例三十六、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.07％、Fe0.09％、Ti0.003％、Zn0.08％、Mg0.002％、Ni0.003％、Cr0.004％、Ga0.15％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例三十七、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.07％、Fe0.09％、Ti0.004％、Zn0.09％、Mg0.002％、Ni0.002％、Cr0.003％、Ga0.13％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例三十八、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.07％、Fe0.09％、Ti0.004％、Zn0.03％、Cu0.004％、Mn0.004％、Mg0.003％、Ni0.002％、Cr0.003％、Ga0.10％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例三十九、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.09％、Fe0.10％、Ti0.004％、Zn0.03％、Cu0.003％、Mn0.004％、Mg0.003％、Ni0.002％、Cr0.002％、Ga0.17％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
实施例四十、一种热轧高纯铝版基板，以重量百分比表示，版基板成份中为Si0.07％、Fe0.12％、Ti0.003％、Zn0.03％、Cu0.003％、Mn0.004％、Mg0.003％、Ni0.003％、Cr0.003％、Ga0.13％及不可避免的杂质，余量为Al。
生产方法同实施例一，不再重述。
Claims (6)
1.一种热轧高纯铝版基板，其特征是：以重量百分比表示，基板成份中含有0.03％＜Si≤0.06％，Fe 0.07％～0.08％，Ti≤0.002％，Zn≤0.07％及不可避免的杂质，余量为Al。
2.一种热轧高纯铝版基板，其特征是：以重量百分比表示，基板成份中含有0.03％＜Si≤0.06％，Fe 0.06％～0.07％，Ti≤0.002％，Zn≤0.07％及不可避免的杂质，余量为Al。
3.根据权利要求1或2所述的热轧高纯铝版基板，其特征是：所述的基板成分中还有一种或多种Cu、Mn、Mg、Ni、Cr和Ga中的杂质，控制每种杂质的含量为Cu≤0.005％、Mn≤0.005％、Mg≤0.005％、Ni≤0.005％、Cr≤0.005％、Ga≤0.2％。
4.一种热轧高纯铝版基板的生产方法，包括以下步骤：熔炼、铸造、铣面、铸锭加热、热轧、冷轧、拉弯矫直，其特征是：
(1)将按权利要求1所述的重量百分比优选原铝锭，在720～750℃的条件下熔炼；
(2)然后在铸造温度690～700℃的条件下铸造成合金铸锭；
(3)铣面；
(4)将铸锭加热，加热温度控制在480～500℃，然后热轧；
(5)冷轧；
(6)拉弯矫直。
5.根据权利要求4所述的热轧高纯铝版基板的生产方法，其特征是：熔炼时间为5～6小时。
6.根据权利要求4所述的热轧高纯铝版基板的生产方法，其特征是：所述的热轧步骤中热粗轧工作辊表面粗糙度Ra为0.7～0.9μm，热精轧工作辊表面粗糙度Ra为0.4～0.6μm；所述的冷轧步骤中冷轧工作辊表面粗糙度Ra为0.25～0.35μm，箔轧工作锟面粗糙度为Ra 0.08～0.20μm。
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