CN102492900A

CN102492900A - 一种采用铸轧坯生产宽幅双零铝箔毛料的方法

Info

Publication number: CN102492900A
Application number: CN2011104078124A
Authority: CN
Inventors: 潘秋红; 董则防
Original assignee: ZHENJIANG DINGSHENG ALUMINUM STOCK CO Ltd; Jiangsu University
Current assignee: ZHENJIANG DINGSHENG ALUMINUM STOCK CO Ltd; Jiangsu University
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2012-06-13

Abstract

本发明属于铝合金板带箔材加工技术领域，特别涉及一种采用铸轧坯生产宽幅双零铝箔毛料的方法。通过对8079、1235等合金成分的调整，及采用两次中间退火工艺，消除宽幅铸轧坯沿同一板面由于轧辊冷却强度差异造成的化合物尺度、分布的不均匀，从而使毛料箔轧后的针孔度及性能优于1235，同时通过Cu元素的加入，解决了两次退火后的宽幅毛料轧至双零箔时抗拉性能偏软的问题。提高了宽幅毛料的轧制性能及箔轧效率。

Description

一种采用铸轧坯生产宽幅双零铝箔毛料的方法

技术领域

本发明属于铝合金板带箔材加工技术领域，特别涉及一种采用铸轧坯生产宽幅双零铝箔毛料的方法。

背景技术

铝箔以其特有的性能在轻工业、电力电子工业、包装等领域里有着广泛的需求。中国作为铝板带箔材生产大国，从2006年起，铝箔的产能、产量持续保持全球首位，目前，中国已约有铝箔生产企业140家，生产能力达到130万吨/年，占到全球铝箔产能的33%，自2008全球金融危机以来，铝箔的生产和销售受到了极大的冲击，国内铝箔的产能明显超过需求，随着我国积极财政政策的展开，刺激了国内铝箔产品的消费，同时支持铝加工发展高附加值产品，如高精铝板带、双零箔等，实现有色金属新材料的产业化；因此，生产超宽、超薄、高质量的高精铝箔是众多铝箔材企业增强核心竞争力和抗风险能力的唯一出路，作为铝箔生产的坯料，铝箔毛料的质量一直是铝箔生产的瓶颈，稳定毛料质量、提高其轧制性能也是铝板带箔材企业当前需迫切需要解决的问题。

铝箔坯料的生产一般采用两种方式：热轧和铸轧，热轧法是将铝液精炼、净化处理后铸成大扁锭，目前国际上生产厚度0.01mm以下铝箔基本都是采用热轧坯料作毛料，热轧毛料所生产的铝箔虽然工艺稳定性高，产品质量好，但是生产成本高，一次性投资大，相比于采用铸轧坯料生产的铝箔毛料，其成本要高出近千元/吨；因此，用铸轧坯料生产铝箔毛料替代热轧毛料已成为国内铝箔厂家的首选；但整体上，目前国内铸轧生产技术水平良莠不齐，铸轧板中经常伴随有夹杂、气道、大晶粒、中心偏析等缺陷，在轧制到0.01mm厚度以下时会导致铝箔断带或针孔度超标等现象。

目前国内市场上所用双零铝箔毛料以1235、1100等合金为主，国内市场上生产的6~7μm铝箔90%以上都是采用1235合金，而欧美市场上则以热轧8079合金为主；尤其是在宽幅双零箔毛料生产市场上，采用1235合金毛料生产宽幅双零箔具有表面质量好，铝箔针孔数少等优点；但由于合金含量较低，强度偏软，导致轧制性能差，造成生产效率低等问题；而采用8系列合金生产宽幅双零箔时，虽然强度高，轧制稳定性好，但由于该合金自身特性，加之宽幅毛料在铸轧生产过程中，由于沿铸轧辊轴向冷却强度的梯度，出现化合物在晶界聚集依次加重，晶粒度的不一致，如在后续的冷轧生产过程中，没有及时消除，以致箔轧时性能不稳而断带，生产宽幅双零箔时会有针孔数量不易控制，力学性能如抗拉强度偏小等问题，同时会造成暗面粗糙等缺陷。

本发明铸轧坯生产宽幅铝箔毛料的方法，不仅改变国内目前采用8系列合金生产宽幅铝箔毛料的工艺上的不成熟和不稳定，而且具有工艺流程简单、产品成本低廉及节能降耗等优点，同时通过对铸轧坯生产过程及冷轧工艺过程的控制，使宽幅铝箔毛料的抗拉强度及延伸率高于1235、8079等合金，轧至双零箔时针孔数量也明显少于1235、8079等合金，力学性能满足使用上的要求，且质量能与外国同类产品相媲美。为国内铝板带材加工企业扩大国际市场提供生产及工艺上的支持。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用铸轧坯生产宽幅铝箔毛料的方法，使之适应双零箔箔轧工艺的要求及箔轧产品质量的要求。

本发明的目的是通过下列技术方案来实现的：

① 本发明的铝合金的化学成分在1235和8079合金的国标范围进行了调整，调整后实际成分及与其被改进合金成分对于见表1，其合金成分具有高Fe低Si的特点，并控制一定量的Cu元素。

合金的化学成分按质量百分数计算，如下表所示：

表1 合金化学成分单位：％

② 熔炼和铸轧

采用99.70%工业纯铝锭、Fe剂、Si剂、铜剂为原料配制所述铝合金，化学成分严格按表1成分范围执行，熔炼温度设定为740～760⁰C，静置炉温度设定为740±5℃，采用旋转吹气法进行在线除气，过滤采用30PPi+50PPi双级过滤，将熔体中氢含量控制在0.12ml/100gAl以内，采用Al-5Ti-0.2B细化晶粒剂，并严格控制细化剂加入量，每制备1吨所述铝合金添加不大于2.2Kg细化晶粒剂；所述铝合金中的Mg和Zn是由工业纯铝锭带入，为杂质元素，应分别控制在0.05%和0.10%以下。

上述铝合金的制备过程中可以加入所述铝合金的废料，废料的加入量不超过15%。

铸轧时嘴辊间隙要控制恰当，铸轧区控制在57～62mm，正常生产时，前箱温度控制在685±3⁰C，铸轧速度控制在750～850mm/min，在经铸轧生产后得到(6.5～7.5mm)×1500～1750的铸轧坯料，晶粒度控制在一级，不允许有偏析及表面划伤、擦伤等缺陷。

③铸轧坯冷轧及中间退火

冷轧时，根据冷轧机的能力和金属的塑性合理分配轧制道次，控制好板型、厚差，不允许有通长或间断性擦伤、划伤、印痕等有手感的表面缺陷，不允许有的亮条、亮线、大量带油等缺陷。成品道次确保铝板表面油污吹扫干净。冷轧的轧制道次及中间退火道次依次为：

(7.0～7.4)mm(铸轧坯) → (3.8～4.2)mm →中间均匀化退火540~580℃/26~32h→ (2.1～3.4)mm → (1.0～2.0)mm→ (0.8～1.6)mm→二次中间退火280~320℃/10~20h→ (0.28～0.35)mm →切边。

与现有技术相比较，采用本发明的关键技术及优点如下：

① 本发明解决了采用铝合金铸轧坯生产宽幅铝箔毛料的关键技术，与现有技术相比，通过对8079、1235等合金成分的调整，及采用两次中间退火工艺，消除宽幅铸轧坯沿同一板面由于轧辊冷却强度差异造成的化合物尺度、分布的不均匀，从而使毛料箔轧后的针孔度及性能优于1235，同时通过Cu元素的加入，解决了两次退火后的宽幅毛料轧至双零箔时抗拉性能偏软的问题。提高了宽幅毛料的轧制性能及箔轧效率。

② 本发明采用的关键生产技术主要体现在以下几个方面：

对冷轧过程中采用两次退火，第一次退火厚度控制在3.8~4.2mm之间，退火温度控制在540-580⁰C之间，时间为26~32小时，通过此道次的均匀化退火，基本消除了遗留的铸轧粗大的化合物聚集相，化合物以球状、块状、长短棒状为主，尺度较小，基本上低于5μm，且分布弥散，对比见图1、图2、图3、图4，第一次退火对毛料轧至双零箔后针孔度及箔轧性能有良好的影响，第二次退火厚度在0.8～1.6mm之间，退火的主要目的是消除加工硬化，以便继续轧制。

对于宽幅毛料的两次退火虽能改变化合物及第二相的尺度、分布及形状，但箔轧成品后，双零箔的性能偏软，抗拉强度不稳定，微量的Cu固溶于Al基体中提高铝箔的强度，改善双零箔的力学性能及后续的深加工性能。

按照此生产工艺宽幅铝箔毛料最终达到的力学性能为：抗拉强度σ_b ：155～170 MPa、延伸率δ：3> %，满足超宽双零箔的箔轧及产品最终质量要求。

综上所述，采用本发明提出的采用铝合金铸轧坯生产宽幅铝箔毛料的方法，解决了采用8系列铝合金铸轧坯生产宽幅铝箔毛料的关键技术，满足超宽双零箔的箔轧及产品质量的要求。解决了国内采用8系列铝合金铸轧坯生产宽幅双零铝箔毛料工艺的不成熟。具有较高的经济效益和实用价值。

附图说明

图1是扫描电镜下未经热处理的铸轧坯同板面左中右侧化合物聚集情况（1000倍）；

图2是实施例1扫描电镜下540℃/30h退火制度下的化合物形态、分布（左1000倍、右2000倍）；

图3是实施例2扫描电镜下560℃/28h退火制度下的化合物形态、分布（左1000倍、右2000倍）；

图4是实施例3扫描电镜下580℃/26h退火制度下的化合物形态、分布（左1000倍、右2000倍）。

具体实施方式

以下结合实施实例对本发明作进一步的阐述。实施实例仅用于说明本发明，而不是以任何方式来限制本发明。

实施实例1

采用99.70%工业纯铝锭、Fe剂、Si剂、铜剂为原料配制该合金，满足20t容量的铝合金熔炼炉的炉料，化学成分严格按调整后的铝合金化学成分范围执行，设定熔炼温度为740～760⁰C，静置炉温度740±5℃，熔体中氢含量控制在0.12ml/100gAl以内，采用Al-5Ti-0.2B细化晶粒剂，并严格控制细化剂加入量，经在线检测，实测化学成分为：

	Cu	Mg	Fe	Si	Zn	Ti	Al
								合金	0.07	0.005	0.80	0.30	0.01	0.02	余量

选择在Ф980×2000mm规格的倾斜式铸轧机上生产，立板时上下嘴辊间隙要控制恰当，铸轧区控制在60mm，正常生产时，前箱温度控制在685±3⁰C，铸轧速度控制在750mm/min，在经铸轧生产后得到厚度7.2mm×1650mm的铸轧坯料，坯料表面无隐条、横波、龟裂等缺陷，晶粒度控制在一级，表面没有偏析。

冷轧在1900mm四重不可逆冷轧机上进行，该设备拥有技术较先进的AGC系统、AFC系统和DC4050X-Ray测厚仪反馈系统，冷轧工艺为7.0mm(铸轧坯) → 4.0mm →中间均匀化退火540℃/30h→ 2.8mm → 1.5mm →0.8mm→二次中间退火320℃/15h→ 0.35mm →切边。

轧至成品时，表面无通长或间断性擦伤、划伤、印痕等有手感的表面缺陷，也没有的亮条、亮线、大量带油等缺陷，成品道次确保了铝板表面油污吹扫干净。

对宽幅铝箔毛料成品进行力学性能检测，结果如下：抗拉强度σ_b ：155～165 MPa；延伸率δ：4.2%；满足超宽双零箔的箔轧及力学性能的要求。但箔轧后针孔度时有超标现象。

实施实例2

	Cu	Mg	Fe	Si	Zn	Ti	Al
								合金	0.10	0.01	0.9	0.30	0.05	0.03	余量

选择在Ф980×2000mm规格的倾斜式铸轧机上生产，立板时上下嘴辊间隙要控制恰当，铸轧区控制在62mm，正常生产时，前箱温度控制在685±3⁰C，铸轧速度控制在800mm/min，在经铸轧生产后得到厚度7.5mm×1750mm的铸轧坯料，坯料表面无隐条、横波、龟裂等缺陷，晶粒度控制在一级，表面没有偏析。

冷轧在1900mm四重不可逆冷轧机上进行，该设备拥有技术较先进的AGC系统、AFC系统和DC4050X-Ray测厚仪反馈系统，冷轧工艺为7.0mm(铸轧坯) → 4.2mm →中间均匀化退火560℃/28h→ 3.0mm → 1.7mm →0.8mm→二次中间退火300℃/15h→ 0.35mm →切边。

对宽幅铝箔毛料成品进行力学性能检测，结果如下：抗拉强度σ_b ：155～170 MPa；延伸率δ：4%，满足超宽双零箔的箔轧及产品质量的要求。

实施实例3

	Cu	Mg	Fe	Si	Zn	Ti	Al
								合金	0.03	0.02	0.7	0.22	0.08	0.01	余量

选择在Ф980×2000mm规格的倾斜式铸轧机上生产，立板时上下嘴辊间隙要控制恰当，铸轧区控制在57mm，正常生产时，前箱温度控制在685±3⁰C，铸轧速度控制在850mm/min，在经铸轧生产后得到厚度6.5mm×1550mm的铸轧坯料，坯料表面无隐条、横波、龟裂等缺陷，晶粒度控制在一级，表面没有偏析。

冷轧在1900mm四重不可逆冷轧机上进行，该设备拥有技术较先进的AGC系统、AFC系统和DC4050X-Ray测厚仪反馈系统，冷轧工艺为7.0mm(铸轧坯) → 4.0mm →中间均匀化退火580℃/26h→ 2.8mm → 1.5mm →0.8mm→二次中间退火300℃/15h→ 0.30mm →切边。

轧至成品时，表面无通长或间断性擦伤、划伤、印痕等有手感的表面缺陷，也没有的亮条、亮线、大量带油等缺陷。成品道次确保了铝板表面油污吹扫干净。

以上三实施例说明均匀化退火温度的改变，对箔轧影响不大，但对箔轧后宽幅毛料的表面质量有影响。主要影响表现在中间均匀化退火后，化合物的形态、尺寸、分布发生了变化（见图2、图3、图4），从而对箔轧后双零箔的表面质量的影响，综合以上实施例表明，冷轧至4.0mm进行中间均匀化退火，退火制度最优化的制度为580℃/28h。

Claims

1.一种采用铸轧坯生产宽幅双零铝箔毛料的方法，其特征在于：将铝合金的化学成分按质量分数调整为：Fe 0.7~0.9，Si 0.2~0.35，Cu 0.03~0.10，Mg＜0.05，Zn ＜0.10，Ti 0.01~0.03，余量为Al；进行熔炼、铸轧、铸轧坯冷轧及中间退火，所述铸轧坯冷轧的轧制道次及中间退火道次依次为：(7.0～7.4)mm(铸轧坯) → (3.8～4.2)mm →中间均匀化退火540~580℃/26~32h→ (2.1～3.4)mm → (1.0～2.0)mm→ (0.8～1.6)mm→二次中间退火280~320℃/10~20h→ (0.28～0.35)mm →切边。

2.如权利要求1所述的一种采用铸轧坯生产宽幅双零铝箔毛料的方法，其特征在于：所述熔炼的步骤为：采用99.70%工业纯铝锭、Fe剂、Si剂、铜剂为原料配制所述铝合金，熔炼温度设定为740～760⁰C，静置炉温度设定为740±5℃，采用旋转吹气法进行在线除气，过滤采用30PPi+50PPi双级过滤，将熔体中氢含量控制在0.12ml/100gAl以内，采用Al-5Ti-0.2B细化晶粒剂，并严格控制细化剂加入量，每制备1吨所述铝合金添加不大于2.2Kg细化晶粒剂。

3.如权利要求2所述的一种采用铸轧坯生产宽幅双零铝箔毛料的方法，其特征在于：铝合金的制备过程中可以加入所述铝合金的废料，废料的加入量不超过15%。

4.如权利要求1所述的一种采用铸轧坯生产宽幅双零铝箔毛料的方法，其特征在于：所述铸轧的步骤为：铸轧时嘴辊间隙要控制恰当，铸轧区控制在57～62mm，正常生产时，前箱温度控制在685±3⁰C，铸轧速度控制在750～850mm/min，在经铸轧生产后得到(6.5～7.5mm)×1500～1750的铸轧坯料。