CN102688885B - 一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法，属于轧制技术领域。此方法选取厚薄两种铁片若干件，厚夹薄片组成一叠层结构；轧前对各叠层材料分别进行热处理，并在叠层间涂抹润滑材料；将此组合叠层结构送入普通两辊或四辊轧机冷轧减薄，选择适当的压下率及轧制道次即可将薄铁片减薄为所需厚度的铁箔。采用叠层法同步冷轧铁箔克服了其他制备法效率低、环境污染大、设备复杂及成本高等缺点，其适用于纯铁及铁合金等材料的极薄料制备。本发明工艺简单、操作方便、制备的铁箔尺寸精度高、板形良好、平整度及表面质量好；具有效率高、方便节能、低成本等优点，适于工业化应用。

Description

一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法

技术领域

本发明涉及一种纯铁及铁合金箔材的成型技术，具体是指一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法；属于金属材料极薄板料轧制技术领域。

背景技术

铁箔通常指铁厚度小于150μm的薄片带，它主要应用于电子电器工业及包装材料领域。相对于其他箔材铁箔主要有：机械强度高，高的磁导率、良好的磁吸收能力和电磁波屏蔽能力，高熔点、耐火性能好，良好的防潮性能，表面上很容易涂粘合剂和涂料等优点。

目前，铁箔主要制造工艺为电沉积及轧制，电沉积工艺虽可生产超薄、宽铁箔，但它生产铁箔仅为铁元素的沉积，对于有特殊功能需求的铁合金难以适用，且电沉积内电解氯化物对环境污染也较大。另，2011年5月11日公开了一种羰基化制取铁箔的方法，公开号为CN102051431A，其采用海绵铁与一氧化碳在合成釜内羰化反应制得铁箔，但存在设备复杂、单次出品量小、相对成本高等缺点。而轧制作为薄板带材一种高效优质加工方式，其在尺寸精度、板形、平整度及表面质量等方面具有很大的优势。在普通两辊、四辊轧机中，由于轧机最小可轧厚度及最大轧制力等因素影响，目前国内普通冷轧车间能生产薄带钢板最小厚度极限约为180μm左右，宝钢采用二次冷轧机组也仅轧出约80μm厚度的带钢。对于极薄料现主要采用二次冷轧机组、多辊甚至二十辊可逆式精轧机，由此轧制厚度越薄成本越高。另，还有采用异步轧制的方法冷轧成60~100μm厚极薄硅钢带的研究。但多辊轧机、异步轧机都存在投资大、设备复杂，普通工厂车间难以配置的问题，且轧制极限厚度一般难以接近50μm，开发一种普通冷轧机可制备铁箔的轧制工艺意义重大。将待加工材料分厚薄叠置，并将其应用于普通同步冷轧机中轧制制出箔带，检索还未见有此相关的专利及报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种工艺简单、操作方便、制备的铁箔尺寸精度高、板形良好、平整度及表面质量好的叠层法同步冷轧铁箔的制备方法。

本发明一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法，包括下述步骤：

第一步，原材料选择及预处理

选取厚度不同、大小形同的两种铁片，对第一厚铁片进行回复退火，第一薄铁片进行再结晶退火；然后，对第一厚铁片的一个面及第一薄铁片的两面进行光亮化处理；在第一厚铁片及第一薄铁片已光亮化处理的表面涂抹润滑材料；最后，按厚/薄/厚的顺序将第一厚铁片与第一薄铁片已光亮化处理的表面相对，叠置在一起组成第一叠片，将第一叠片四角固定；

第二步，冷轧

将第一步所得第一叠片进行道次压下率为15~40%的多道次冷轧，得到箔片。

本发明一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法中，所述冷轧，当累积压下率需超过40-60%时，停止轧制，打开第一叠片取出减薄后的第一薄铁片，将第一薄铁片定义为第二薄铁片，且配置与第二薄铁片长宽尺寸相同的第二厚铁片，所述第二厚铁片表面进行光亮化处理并涂抹润滑材料后与第二薄铁片按厚/薄/厚的顺序叠置在一起组成四角固定的第二叠片；将所述第二叠片进行道次压下率为15~40%的多道次冷轧，得到箔片。

本发明一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法中，所述冷轧累积总压下量为20-90%。

本发明一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法中，所述铁片选自纯铁、电工纯铁、铁镍合金中的至少一种；厚铁片厚度为1.0~5.0mm，薄铁片厚度为0.15~0.3mm。

本发明一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法中，所述第一厚铁片或第二厚铁片回复退火工艺参数为：400~600℃保温10-60分钟，后随炉冷却；所述第一薄铁片再结晶退火工艺参数为：850~1050℃保温10-60分钟，后随炉冷却。

本发明一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法中，所述光亮化处理为打磨抛光或者小压下率冷轧，光亮化处理后铁片表面光洁度为Ra0.05-Ra1.6。

本发明一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法中，所述润滑材料选自极压锂基润滑脂、石墨、硫化钼中的一种。

本发明一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法中，所述冷轧在普通两辊或四辊冷轧机上进行；轧制道次为1~5次。

本发明一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法中，叠片四角固定采用铆接固定或胶粘固定；胶粘固定采用502胶。

本发明一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法，所述箔片厚度为30~150μm，厚度偏差小于±5μm。

本发明由于采用上述工艺方法，运用厚薄两种铁片组成的叠层结构，将各叠层分别热处理及接触面润滑处理，叠置后直接送入同步冷轧机减薄，调节压下率与轧制道次，制备出铁箔片，在叠层的接触面间涂抹润滑材料，以利于两叠层的相对变形运动；打开叠层取出减薄后的箔片，而轧制过的厚铁片经再次冷轧减薄后可作为下一批叠轧组合的薄片原料。采用此方法轧制的箔片可利用普通的两辊或四辊轧机即可完成，具有效率高、方便节能、低成本等优点。

对厚片进行回复退火可使其在冷加工后在基本保持加工硬化状态的条件下降低内应力，防止下一步加工的变形并可限制叠层结合面粗糙度的发展；而薄片的再结晶退火则可使其拥有最佳塑性状态，而利于薄片向极薄厚度的轧制；叠层间涂覆润滑材料可降低相对摩擦系数，使轧制过程中中间薄片的静水压力增大，而拉应力减小，这样减小了裂纹产生概率；厚薄叠层同时轧制又减小了轧机薄片的最小可轧厚度及减小薄片的轧制力。采用此工艺方法可轧制厚度达50μm、厚度偏差±5μm以内铁箔，且该铁箔尺寸精度高、板形良好、平整度及表面质量好等优点。

附图说明：

附图1为本发明的厚薄铁片叠层的结构简图；

附图2为本发明实施例1所轧制出厚度为48μm的纯铁箔截面。

从图2可看出，纯铁箔两面平行度良好，厚度偏差为±3μm，表面粗糙度为Ra0.8。

具体实施方式：

下面结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。

实施例1：

选取尺寸为0.2×100×500mm的纯铁一片，尺寸为4.0×100×500mm的纯铁两片；将0.2mm厚的纯铁片置于真空炉内1050℃+10min进行再结晶退火，4.0mm厚的纯铁片置于真空炉内500℃+30min进回复退火；对薄铁片两面及厚铁片的一面进行2000金相砂纸打磨，使其表面粗糙度达到Ra0.1；再在薄铁片两面涂抹石墨，并按照4.0纯铁-0.2纯铁-4.0纯铁次序叠置此三个纯铁片，且保证叠层接触面为光亮处理后表面；将此叠层组合片头尾铆合，采用两辊轧机，进行两次30%的压下率冷轧减薄；轧后解开叠层组，取出薄纯铁片，此时的薄铁片厚度约为95μm。又将此95μm厚度的铁箔作为薄铁片重复一次上述加工过程，使累积总压下率为76%，得到厚度为48μm的铁箔，此铁箔两表面平行度良好，厚度偏差在±3μm以内，表面粗糙度达到Ra0.8。

实施例2：

选取尺寸为0.15×100×500mm的DT4电工纯铁一片，尺寸为2.0×100×500mm的DT4电工纯铁两片；将0.15mm厚的电工纯铁片置于真空炉内950℃+20min进行再结晶退火，2.0mm厚的电工纯铁片置于真空炉内550℃+20min进行回复退火；对薄铁片两面及厚铁片的一面进行抛光机处理，使其表面粗糙度达到Ra0.05；再在薄铁片两面涂抹极压锂基润滑脂，并按照2.0铁-0.15铁-2.0铁次序叠置此三个铁合金片，且保证叠层接触面为光亮处理后表面；将此叠层组合片头尾铆合，采用四辊轧机，进行两次20%的压下率冷轧减薄；轧后解开叠层组，取出薄纯铁片，此时的薄铁片厚度约为95μm。又将此95μm厚度的铁箔作为薄铁片重复一次上述加工过程，使累积总压下率为59%，得到厚度为60μm的DT4电工纯铁箔，且铁箔两表面平行度良好，厚度偏差在±3μm以内，表面粗糙度达到Ra1.0。

实施例3：

选取尺寸0.25×100×500mm的铁镍合金一片，尺寸1.0×100×500mm的铁镍合金两片；将0.25mm厚的铁镍合金片置于真空炉内850℃+60min进行再结晶退火，1.0mm厚的铁合金片置于真空炉内600℃+20min进行回复退火；叠置前选用光面冷轧机，分别对厚薄两种铁片进行20%压下率的冷轧减薄，使铁镍合金两面轧出粗糙度优于Ra1.6的光滑表面；再在薄铁片两面涂抹石墨，并按照1.0铁-0.25铁-1.0铁次序叠置此三个铁镍合金片；将此叠层组合片四角采用502胶粘合，采用四辊轧机，进行两次35%的压下率冷轧减薄；轧后解开叠层组，取出薄纯铁片，此时的薄铁片厚度约为100μm。又将此厚度100μm铁箔作为薄铁片重复一次上述加工过程，使累积总压下率为82%，得到厚度为40μm的铁镍合金箔片，此铁镍合金箔两表面平行度良好，厚度偏差在±2μm以内，表面粗糙度达到Ra1.6。

实施例4：

选取尺寸为0.3×100×500mm的纯铁一片，尺寸为5.0×100×500mm的DT4电工纯铁两片；将0.3㎜厚的纯铁片置于真空炉内1000℃+20min进行再结晶退火，5.0㎜厚的电工纯铁片置于真空炉内450℃+30min进回复退火；对薄铁片两面及厚铁片的一面进行2000金相砂纸打磨，使其表面粗糙度达到Ra0.1；再在薄铁片两面涂抹硫化钼，并按照5.0电工纯铁-0.2纯铁-5.0电工纯铁次序叠置此三个铁片，且保证叠层接触面为光亮处理后表面；将此叠层组合片头尾铆合，采用两辊轧机，进行两次40%的压下率冷轧减薄；轧后解开叠层组，取出薄纯铁片，此时的薄铁片厚度约为108μm。又将此108μm厚度的铁箔作为薄铁片重复一次上述加工过程，使累积总压下率为87%，得到厚度为39μm的纯铁箔，此纯铁箔两表面平行度良好，厚度偏差在±3μm以内，表面粗糙度达到Ra0.8。

实施例5：

选取尺寸为0.2×100×500mm的DT4电工纯铁一片，尺寸为3.0×100×500mm的铁镍合金两片；将0.2㎜厚的电工纯铁片置于真空炉内950℃+20min进行再结晶退火，2.0㎜厚的铁镍合金片置于真空炉内550℃+20min进行回复退火；对薄铁片两面及厚铁片的一面选用绒布进行抛光机处理，使其表面粗糙度达到Ra0.05；再在薄铁片两面涂抹极压锂基润滑脂与石墨的混合物，并按照3.0铁-0.2铁-3.0铁次序叠置此三个铁合金片，且保证叠层接触面为光亮处理后表面；将此叠层组合片头尾铆合，采用两辊冷轧机，进行四次15%的压下率冷轧减薄；轧后解开叠层组，取出薄纯铁片，此时的薄铁片厚度约为104μm，累积总压下率达到48%。得到厚度为104μm的DT4电工纯铁箔，其两表面平行度良好，厚度偏差在±3μm以内，表面粗糙度达到Ra1.2。

Claims (8)

1.一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法，包括下述步骤：

第一步，原材料选择及预处理

选取厚度不同、大小相同的两种铁片，对第一厚铁片进行回复退火，第一薄铁片进行再结晶退火；然后，对第一厚铁片的一个面及第一薄铁片的两面进行光亮化处理；在第一厚铁片及第一薄铁片已光亮化处理的表面涂抹润滑材料；最后，按厚/薄/厚的顺序将第一厚铁片与第一薄铁片已光亮化处理的表面相对，叠置在一起组成第一叠片，将第一叠片四角固定； 

第二步，冷轧

将第一步所得第一叠片进行道次压下率为15~40%的多道次冷轧，得到箔片；

所述第一厚铁片回复退火工艺参数为：400~600℃保温10 -60分钟，后随炉冷却；所述第一薄铁片再结晶退火工艺参数为： 850~1050℃保温10 -60分钟，后随炉冷却；

所述叠片四角固定采用铆接固定或胶粘固定；胶粘固定采用502胶。

2.根据权利要求1所述的一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法，其特征在于：所述冷轧，当累积压下率需超过40-60%时，停止轧制，打开第一叠片取出减薄后的第一薄铁片，将减薄后的第一薄铁片定义为第二薄铁片，且配置与第二薄铁片长宽尺寸相同的第二厚铁片，重复权利要求1第一步、第二步，得到箔片。

3.根据权利要求1或2所述的一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法，其特征在于：所述冷轧累积总压下量为20-90%。

4.根据权利要求3所述的一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法，其特征在于：所述铁片选自纯铁、电工纯铁、铁镍合金中的至少一种；厚铁片厚度为1.0~5.0㎜，薄铁片厚度为0.15~0. 3㎜。

5.根据权利要求2所述的一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法，其特征在于：所述光亮化处理为打磨抛光，光亮化处理后铁片表面光洁度为Ra0.05-Ra1.6。

6.根据权利要求5所述的一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法，其特征在于：所述润滑材料选自极压锂基润滑脂、石墨、硫化钼中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法，其特征在于：所述冷轧在普通两辊或四辊冷轧机上进行；轧制道次为1~5次。

8.根据权利要求3所述的一种叠层法同步冷轧铁箔的制备方法，其特征在于：所述箔片厚度为30~150μm，厚度偏差小于±5μm。