CN101628644A - 一种透气性铝箔及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透气性铝箔及其制备方法，该种铝箔主要适用于农业生产、日常生活及其需要进行透气性包装。其特征在于：所述铝箔由3003合金制成，所述铝箔厚度为0.03～0.05mm，所述铝箔表面密布有针孔，所述针孔数量可达10000个/m²以上，所述针孔最大直径不超过0.05mm。所述制备方法的工艺步骤为：配料→熔炼→铸轧→冷轧→中间退火→冷轧→箔轧轧制到成品厚度→分切到成品规格→成品退火。其具有透气性好、耐腐蚀性强、抗氧化性强的优点。

Description

一种透气性铝箔及其制备方法

(一)技术领域

本发明涉及一种透气性铝箔及其制备方法，该种铝箔主要适用于农业生产、日常生活及其需要进行透气性包装。属于铝箔加工技术领域。

(二)背景技术

以往铝板带箔的生产，追求密闭和包覆性好等系列特点，广泛应用在散热器、包装、电气和建筑等领域，成为经济发展和人们日常生活不可或缺的产品，但是，把铝箔用于农业生产的研究，基本处于空白阶段。众所周知，农作物生长主要依靠施撒化肥来促使农作物生长，但是长期使用化肥的土壤，容易出现板结、硬化现象，严重影响土壤结构。目前，施肥主要有人工施撒和喷雾器喷洒方式，存在损耗大，浪费多，容易被雨水冲刷掉影响农作物吸收等问题，如何创新一种新的施肥方式，既能节约化肥用量，又能有效的减缓土壤的板结与硬化，同时对土壤破坏性小的方法呢？在农业生产和日常生活中，绝大多数的透气性包装材料都是采用塑料(聚氯乙烯、聚丙烯等)作为基材，但废弃塑料的处理，是世界性难题。若将其焚烧，则会产生大量的有毒烟雾，污染大气，并且促使酸雨的形成，而至于填埋，即便将其埋葬100年，还是原状，无法被自然所吸收，难以降解，且对土地有极大的危害，改变其酸碱度，若温度达到65℃时，则分解出毒害物质渗入土壤，影响农作物吸收养分和水分，导致农业减产。

而自然界中铝的储藏量极为丰富，其含量约占地壳重量的8.31％，几乎是地壳中全部金属含量的1/3，铝的化学性质十分活泼，故在自然界中从未发现过元素状态的金属铝，而全部是以铝的化合物状态存在。采用铝箔作为包装材料，包装化肥埋进土壤，即使遭到腐蚀破坏，生成铝的化合物状态存在于土壤当中，对土质和环境也不会构成有害影响。但常规的铝箔产品针孔数量最多为1500个/m²，透气性差，不能满足新型农业施肥需求，且如耐腐蚀性、抗氧化性不好，不易于回收利用，浪费较大。

(三)发明内容

本发明在于克服上述不足，提供一种具有透气性好、耐腐蚀性强、抗氧化性强的透气性铝箔及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种透气性铝箔，其特征在于：所述铝箔由3003合金制成，所述铝箔厚度为0.03～0.05mm，所述铝箔表面密布有针孔，所述针孔数量可达10000个/m²以上，所述针孔最大直径不超过0.05mm。

一种透气性铝箔的制备方法，其特征在于：所述制备方法的工艺步骤为：

配料→熔炼→铸轧→冷轧→中间退火→冷轧→箔轧轧制到成品厚度→分切到成品规格→成品退火；

步骤一：配料、熔炼、铸轧

按常规生产工艺，进行3003合金配料、熔炼，利用双辊连续铸轧技术将液态金属直接生产可适于冷轧的6.0～10.0mm厚度薄板坯；

步骤二：冷轧

铸轧后的6.0～10.0mm厚度铸轧坯料，各道次采用25～35％道次加工率，经过5～6道次冷轧压延，轧制至0.6～1.2mm厚度，转退火炉进行H24状态中间退火；

步骤三：中间退火

用箱式电阻退火炉，采用铝卷根部端面打眼掩埋热电偶进行金属测温控温方式，进行H24状态中间退火，≤100℃装炉，炉气温度升温2小时到450～550℃进行铝卷金属加热，待金属料温达到340～380℃时，改炉温定温340～380℃，保温6h，降温至200℃，出炉空冷；

步骤四：冷箔轧

中间退火后的0.6～1.2mm厚度冷轧坯料，各道次采用30～40％道次加工率，经过2～3道次冷轧压延，轧制至0.28～0.5mm厚度，转箔轧轧制，箔轧各道次再采用30～40％道次加工率，进行5～6道次压延后，轧制至成品0.03～0.05mm厚度，转分切进行分卷；

所述箔轧工作辊粗糙度Ra0.40～0.50μm，

所述箔轧轧辊表面刻印成有规则的密排点阵凹坑，所述凹坑直径和深度均小于0.05mm，所述凹坑个数达到10000个/m²以上；

所述箔轧轧机入口张力为6.8～7.5kg/mm²、使用的轧制油粘度为40℃时Cst 1.80～1.90；

所述中间退火后的冷轧坯料轧制至成品厚度的总加工率大于95％；

步骤五：成品退火

经分切机分切分条，卷取收卷后的铝箔成品卷，采用铝卷根部端面打眼掩埋热电偶进行金属测温控温方式，进行H22状态成品退火，≤100℃装炉，炉气温度升温2小时到500～550℃进行铝卷金属加热，待金属料温达到380～430℃时，改炉温定温380～430℃，保温1.5h，降温至200℃，出炉空冷，使铝箔表面形成一层致密的氧化膜。

本发明的特点是：

1、将传统用纯铝生产铝箔改为用3003合金进行铝箔加工制造，可通过Mn元素加入AL合金提高铝箔的耐蚀性，其作用机理为Mn元素加入Al中，除部分固溶外，主要形成MnAl₆化合物，而MnAl₆的电极电位与固溶体的电极电位相等。铝中加入锰，仅是纯铝的抗蚀性略有下降，但另一方面，锰可调节纯铝中铁的有害影响，形成(Fe Mn)Al₆，减小FeAl₃对抗蚀性能的有害影响。另外，3003合金还有很好的耐大气(包括工业性大气和海洋性大气)腐蚀的能力，对淡水、海水、食品、有机酸、酒精、汽油、中性无机盐水溶液等均具有好的抗蚀性，尤其在1∶5的稀盐酸中的抗蚀性还优于纯铝。

2、通过用3003合金进行0.03～0.05mm铝箔加工，可利用其间断分布于晶界周围的坚硬的MnAl₆化合物质点，在后续冷变形过程中形成的显微缺陷有剥落倾向，形成大量针孔，以此提高铝箔的透气性。

3、通过提高成品道次轧机工作辊粗糙度(由正常生产Ra0.15～0.20μm提高到Ra0.40～0.50μm)并采用激光刻印轧辊磨削方式，将轧辊表面刻印成有规则的密排点阵凹坑，通过激光强度和频次的调整，确保坑点直径和深度均小于0.05mm，坑点个数达到10000个/m²以上；其次通过增大轧机入口张力(由正常生产单位张力3.2～3.4kg/mm²提高到6.8～8.0kg/mm²)、降低轧制油粘度(由正常生产工艺油粘度粘度(40℃)Cst2.0～2.2降低到1.80～1.90)等物理方式，改变轧制变形区内工艺润滑条件，使该种铝箔成品道次轧制处于边界润滑状态，以确保铝箔本身在总加工率大于95％的冷加工变形过程中具有足够的加工硬化条件下，促使坚硬的MnAl₆化合物质点和Al₂O₃粉末脱落，形成大量有规则的针孔，而且针孔最大直径不会超过0.05mm，针孔数量可达10000个/m²以上，远远超过目前一般铝箔产品针孔数量最多为1500个/m²水平。针孔直径≤0.05mm可减缓化肥中化合物分子的渗透速度，针孔数量达到10000个/m²以上，可增加化肥中化合物分子的渗透面积。

4、通过H22状态成品退火，在铝箔表面形成一层致密的氧化膜，可进一步提高铝箔在潮湿、高温情况下的抗氧化性和铝箔制品深加工的成形性，以便于铝箔的回收再生利用。

综上所述，选择3003合金，通过提高成品道次轧机工作辊粗糙度并采用激光刻印轧辊磨削方式和增大轧机入口张力、降低轧制油粘度等物理方式和H22状态成品退火方式，生产一种具有透气性好、耐腐蚀性强、抗氧化性强的铝箔产品，适用于作为新型农业施肥方法的材料，既可以节约化肥使用量又经济环保是可行的，其具有高耐腐蚀性、抗氧化性和缓慢渗透性及进一步加工成形性。

(四)具体实施方式

一种透气性铝箔的制备方法，所述制备方法的工艺步骤为：

配料→熔炼→铸轧(6.0～10.0mm厚度铸轧卷)→冷轧(0.6～1.2mm厚度)→中间退火(H24状态)→冷轧(0.28～0.5mm厚度)→箔轧轧制到成品厚度(0.03～0.05mm)→分切到成品规格→成品退火(H22状态)。

步骤一：配料、熔炼、铸轧

按常规生产工艺，进行3003合金配料、熔炼，利用双辊连续铸轧技术将液态金属直接生产可适于冷轧的6.0～10.0mm厚度薄板坯。

步骤二：冷轧

铸轧后的6.0～10.0mm厚度铸轧坯料，各道次采用25～35％道次加工率，经过5～6道次冷轧压延，轧制至0.6～1.2mm厚度，转退火炉进行H24状态中间退火。

步骤三：中间退火

用箱式电阻退火炉，采用铝卷根部端面打眼掩埋热电偶进行金属测温控温方式，进行H24状态中间退火，≤100℃装炉，炉气温度升温2小时到450～550℃进行铝卷金属加热，待金属料温达到340～380℃时，改炉温定温340～380℃，保温6h，降温至200℃，出炉空冷。目的是消除冷变形加工硬化同时保持加工变形组织不变，使坚硬的MnAl₆化合物质点间断分布于晶界周围，满足其在后续冷变形过程中能形成显微缺陷，且有剥落倾向而形成大量针孔，来提高铝箔本身的渗透性。

步骤四：冷箔轧

中间退火后的0.6～1.2mm厚度冷轧坯料，各道次采用30～40％道次加工率，经过2～3道次冷轧压延，轧制至0.28～0.5mm厚度，转箔轧轧制，箔轧各道次再采用30～40％道次加工率，进行5～6道次压延后，轧制至成品0.03～0.05mm厚度，转分切进行分卷。

该步骤中箔轧成品道次轧制是关键技术，该道次是通过提高成品道次轧机工作辊粗糙度(由正常生产Ra0.15～0.20μm提高到Ra0.40～0.50μm)并采用激光刻印轧辊磨削方式，将轧辊表面刻印成有规则的密排点阵凹坑，通过激光强度和频次的调整，确保坑点直径和深度均小于0.05mm，坑点个数达到10000个/m²以上；其次通过增大轧机入口张力(由正常生产单位张力3.2～3.4kg/mm²提高到6.8～7.5kg/mm²)、降低轧制油粘度(由正常生产工艺油粘度粘度(40℃)Cst 2.0～2.2降低到1.80～1.90)等物理方式，改变轧制变形区内工艺润滑条件，使该种铝箔成品道次轧制处于边界润滑状态，以确保铝箔本身在总加工率大于95％的冷加工变形过程中具有足够的加工硬化条件下，促使坚硬的MnAl₆化合物质点和Al₂O₃粉末脱落，形成大量有规则的针孔，而且针孔最大直径不会超过0.05mm，针孔数量可达10000个/m²以上。

步骤五：成品退火

经分切机分切分条，卷取收卷后的铝箔成品卷，采用铝卷根部端面打眼掩埋热电偶进行金属测温控温方式，进行H22状态成品退火，≤100℃装炉，炉气温度升温2小时到500～550℃进行铝卷金属加热，待金属料温达到380～430℃时，改炉温定温380～430℃，保温1.5h，降温至200℃，出炉空冷，使铝箔表面形成一层致密的氧化膜，进一步提高铝箔的抗氧化性和铝箔制品深加工的成形性。

Claims (2)

1、一种透气性铝箔，其特征在于：所述铝箔由3003合金制成，所述铝箔厚度为0.03～0.05mm，所述铝箔表面密布有针孔，所述针孔数量可达10000个/m²以上，所述针孔最大直径不超过0.05mm。

2、根据权利要求1所述的一种透气性铝箔的制备方法，其特征在于：所述制备方法的工艺步骤为：

配料→熔炼→铸轧→冷轧→中间退火→冷轧→箔轧轧制到成品厚度→分切到成品规格→成品退火；

步骤一：配料、熔炼、铸轧

按常规生产工艺，进行3003合金配料、熔炼，利用双辊连续铸轧技术将液态金属直接生产可适于冷轧的6.0～10.0mm厚度薄板坯；

步骤二：冷轧

铸轧后的6.0～10.0mm厚度铸轧坯料，各道次采用25～35％道次加工率，经过5～6道次冷轧压延，轧制至0.6～1.2mm厚度，转退火炉进行H24状态中间退火；

步骤三：中间退火

用箱式电阻退火炉，采用铝卷根部端面打眼掩埋热电偶进行金属测温控温方式，进行H24状态中间退火，≤100℃装炉，炉气温度升温2小时到450～550℃进行铝卷金属加热，待金属料温达到340～380℃时，改炉温定温340～380℃，保温6h，降温至200℃，出炉空冷；

步骤四：冷箔轧

中间退火后的0.6～1.2mm厚度冷轧坯料，各道次采用30～40％道次加工率，经过2～3道次冷轧压延，轧制至0.28～0.5mm厚度，转箔轧轧制，箔轧各道次再采用30～40％道次加工率，进行5～6道次压延后，轧制至成品0.03～0.05mm厚度，转分切进行分卷；

所述箔轧工作辊粗糙度Ra0.40～0.50μm，

所述箔轧轧辊表面刻印成有规则的密排点阵凹坑，所述凹坑直径和深度均小于0.05mm，所述凹坑个数达到10000个/m²以上；

所述箔轧轧机入口张力为6.8～7.5kg/mm²、使用的轧制油粘度为40℃时Cst 1.80～1.90；

所述中间退火后的冷轧坯料轧制至成品厚度的总加工率大于95％；

步骤五：成品退火

经分切机分切分条，卷取收卷后的铝箔成品卷，采用铝卷根部端面打眼掩埋热电偶进行金属测温控温方式，进行H22状态成品退火，≤100℃装炉，炉气温度升温2小时到500～550℃进行铝卷金属加热，待金属料温达到380～430℃时，改炉温定温380～430℃，保温1.5h，降温至200℃，出炉空冷，使铝箔表面形成一层致密的氧化膜。