CN102796922B - 用连续铸轧法生产的电容器专用合金负极箔及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用连续铸轧法生产的电容器专用合金负极箔,其特征在于:其化学成份质量分数如下:Si:0.10~0.20%、Fe:0.46~0.50%、Cu:0.14~0.18%、Mn:0.9~1.0%、Mg:0.01-0.05%、Zn:≤0.01%、Ti:≤0.05%、余量为Al。其制备方法:a、生产铸轧卷,b、将所述铸轧卷进行轧制,7.5mm的铸轧板→5.0mm→均匀化退火→2.5mmmm→1.25mm→0.7mm→0.5mm→中间退火→0.24mm→0.15mm→0.09mm→0.062mm→成品。本方法缩短了生产流程,简化了生产过程,铝箔质量好。
Description
技术领域
本发明涉及一种用连续铸轧法生产的电容器专用合金负极箔及其制备方法。属于铝箔加工技术领域。
背景技术
铝电解电容器负极用素铝箔(以下简称负极素铝箔)是电容器制造所需的关键原材料之一。负极素铝箔经专业工厂进行化学腐蚀或电化学腐蚀后制成不同尺寸规格的负极电极箔片,再与阳极电极箔片和浸有电解质的衬垫纸等其他材料共同卷绕封装成铝电解电容器。素铝箔质量的高低直接决定着电容器质量的可靠性与稳定性。就负极素铝箔而言,其化学成分及加工质量很大程度地影响着铝箔的质量水平。
用于制造负极素铝箔的铝合金种类繁多,用于工业化生产的铝合金主要可归纳为四类:铝-铜系、铝—锰系、纯铝系及多元素混合系。不同类别的负极素铝箔具有不同的性能特点,所适应的腐蚀工艺也千差万别。负极素铝箔经腐蚀后制得的电极箔主要质量指标要求:较高的电容量、抗拉强度、折弯次数及低的表面氯离子含量等。目前国内应用最多的主要是铝—铜系和铝-锰系箔。
铝—锰系负极素铝箔制成的电极箔具有电容量中等、表面偏暗易生粉、强度高的特点,特别适用于要求较高强度及规格较薄的品种。通常用硬状态箔通过化学腐蚀方法制得电极箔。 铝—锰合金属于不可热处理强化合金。锰具有一定的强化作用,随着锰含量的增加,合金强度提高。锰在铝中的溶解度较小,主要以MnAl6的形式分布在铝基体中形成腐蚀核心。CN101519760A公开了一种3003牌号阴极铝箔的制造方法,其合金中Mn的质量百分数为1.1-1.2%,其锰含量过高,且合金中不含镁元素,再结晶过程中将析出粗大的MnAl6相,易造成不均匀腐蚀。
电解电容器用负极箔, 工业生产中都是以素铝箔产品形式供货, 其高比电容量一直是材料科学工程者追求的目标。但是,铝—锰合金其生产方式一直采用的轧制过程主要是使用热轧坯料和冷箔轧加工环节。其中热轧坯料加工环节工艺需经过熔铸过程(包括配料、熔化、精炼、铸造、铣面、均匀化处理)及热轧过程等环节。其加工周期长,加工成本高。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种晶粒均匀、不会产生不均匀腐蚀现象的用连续铸轧法生产的电容器专用合金负极箔。
本发明的目的之二在于提供一种生产周期短、加工成本低的用连续铸轧法生产电容器专用合金负极箔的方法。
本发明的目的是这样实现的:一种用连续铸轧法生产的电容器专用合金负极箔,具体化学成份质量分数%如下:
作为优选方案,所述电容器专用合金负极箔,具体化学成份质量分数%为:Si:0.13~0.16%、Fe:0.47~0.49%、Cu:0.15~0.17%、Mn:0.93~0.95%、Mg:0.01-0.03%、Zn:≤0.01%、Ti:≤0.05%、余量为Al。
铸轧卷的生产工艺流程是:熔炉准备→炉料准备→装炉→熔化→搅拌与扒渣→调整成分→炉内处理(第一次精炼)→转炉及静置(第二次精炼)→除气箱除气扒渣→过滤箱双通道双级陶瓷过滤板过滤除渣→铸轧成7.5mm的连续铸轧板,然后收卷成铸轧卷(即:铸轧板带材),其中炉料准备中对废料的规定是:废料使用1XXX系纯铝组,废料的总投入量≤35%(其中二级废料应≤30%),原铝锭≥65%。
铸轧区的长度为54-57mm;铸轧速度为800-900mm;浇注温度为690-695℃;冷却强度:入口水温<30℃、水压:3-5kg/cm2。
冷箔轧制备方法的工艺流程为:7.5mm的连续铸轧板→5.0mm→中间均匀化退火(第一次中间退火:480℃/30h-460℃/6h)→2.5mm→1.25mm→0.7mm→0.5mm中间完全再结晶退火(第二次中间退火:360℃/30h-340℃/6h,转箔轧)→0.24mm→0.15mm→0.09mm→0.062mm→成品:0.041mm或0.038mm→0.027mm →0.022mm或0.021mm。
由于电解电容器专用铝-锰合金属于不可热处理强化合金。锰具有一定的强化作用,随着锰含量的增加,合金强度提高。锰在铝中的溶解度较小,主要以MnAl6的形式分布在铝基体中形成腐蚀核心。锰含量过低,析出的化合物MnAl6少,不能得到足够的腐蚀蚀坑;锰含量过高,将析出粗大的MnAl6相,造成不均匀腐蚀。因此,我公司研发的本发明电解电容器专用铝锰合金将锰含量控制在0.90%—1.0%之间。
电解电容器专用合金负极箔要求铝箔组织均匀、化学成分范围窄、平整无波浪、箔面色泽一致、无条纹、无孔洞针孔、端面整齐无毛刺、厚度偏差范围小,抗拉强度介于220~250Mpa之间,这些要求需要对整个生产过程进行严格的控制,重点抓好连续铸轧和冷箔轧轧制环节的控制。才能保证完全能达到电解电容器阴极箔腐蚀均匀的技术要求。
由于本发明电解电容器专用合金负极箔,铸轧板带材在铸轧时若固溶体成分不均匀,易出现粗大晶粒组织及晶内偏析现象,因此在轧制到5.0mm时必需进行均匀化退火,使固溶体分解,沉淀出MnAl6质点,降低再结晶温度,在二次中间退火时可防止粗晶出现;因此在经过冷变形程度90%以上的冷轧后,如不进行中间退火而进行冷轧时,将会发生困难。所以,要将7.5mm厚度铸轧铝板轧制到成品厚度0.041mm、0.038mm、0.027mm、0.022mm、0.021mm的箔材产品,需在冷轧工序经5个道次和一次均匀化退火,再进行一次中间完全再结晶退火转至箔轧进行5-7个道次的轧制。
所述两次中间退火工艺为:第一次中间退火采用均匀化退火,工艺为:采用炉气控温方式及实测料温方式退火,即,炉温≤100℃装炉,炉温升温到480℃,保温30小时;料温实测温度达到450℃后,炉温降温到460℃保温6小时出炉空冷。均匀化处理可有效消除枝晶偏析、溶解非平衡相,使金属组织趋于均匀化,这将对铝箔成品最终形成均匀的表面腐蚀,防止因组织不均造成的腐蚀条纹有重要意义。
第二次中间退火采用完全再结晶退火,工艺为:采用炉气控温方式及实测料温方式退火,即,炉温≤100℃装炉,炉温升温到360℃,保温30小时;料温实测温度达到330℃后,炉温降温到340℃保温6小时出炉空冷。组织再结晶退火主要是恢复轧制拉长的晶粒,使之更加细化,使板带软化便于继续轧制及减少轧制道次。并形成最小的各向异性的轧制织构,才能得到足够的腐蚀蚀坑;在铝基体中形成腐蚀核心,最终形成均匀的表面腐蚀,满足客户需求。
所述铸轧铝板带材经均匀化退火后轧到0.5mm厚度总加工率为93.33%以上。压延铝板带材经再结晶退火后产成品总加工率为别为91.8%、93.2%、94.6%、95.6%、95.8%
本发明的特点如下:
(1)、采用连续铸轧法(所谓连续铸轧是直接将液态金属“轧制”成成品或半成品的工艺)将液态金属一次成坯或成材,缩短了生产流程,简化了生产过程,节省了大量的设备投资和能源消耗。其设备简单,集中,节省了铸锭、锯切、铣面、加热、热轧等多道工序,费用仅为热轧设备的1/20,能耗仅为热轧传统生产方法的20%。
(2)、连续铸轧冷却速度达到100-1000K/s,因此铸轧板枝晶间距仅5-10μm,金属化合物颗粒为1-2μm,溶质元素在固溶体中的过饱和度大大提高,使铸轧板的抗拉强度和屈服强度提高10%-20%,再结晶温度提高几十到100℃。
(3)、铸与轧的结合提高了金属组织的致密性,消除了缩孔,疏松,减少了偏析等缺陷。省去了切头切尾,提高成材率15%以上。
(4)、可实现铸-轧生产的连续化,自动化,缩短了生产周期,有利于科学管理和改善劳动生产条件。
电解电容器专用合金负极箔由于其特殊的使用用途,因而对加工质量的要求相对较高。要求铝箔组织均匀、化学成分范围窄、平整无波浪、箔面色泽一致、无条纹、无孔洞针孔、端面整齐无毛刺、厚度偏差范围小、长度定尺等。要满足这些要求需要对整个生产过程进行严格的控制,重点应抓好连续铸轧和冷、箔轧轧制环节的控制。
配料:配料是保证化学成分稳定的重要环节。投炉料应保证洁净,无泥沙、雨雪等夹杂物;每熔次新金属与回用料的比例应相对固定;投炉前应详细测算受控合金元素及杂质的含量范围,保证配料成分的准确性。 熔化与精炼:熔化与精炼对最终产品的化学成分、孔洞及针孔数量的影响最为直接。熔化时应避免熔体过热,以防对产品的耐蚀性产生不良影响;需成分调整的合金应在基础铝料熔化完毕初次取样后,再进行成分调整,并应进行充分搅拌,以保证合金成分均匀;严格控制和除去熔体中的气体和夹杂物,对减少铝箔成品的孔洞和针孔缺陷至关重要,一般应保证熔体氢含量小于0.13mL/(100gAl),20μm级夹杂物的滤去率不低于60%。 连续铸轧过程的控制
在整个连续铸轧生产线上,关键工序是铸轧。在这道工序中,由熔体到铸轧成固体金属带坯的过程是在很小的铸轧区内完成的。为了稳定的连续铸轧,许多工艺参数必需配合好。各种工艺参数有:铸轧区的长度、铸轧速度、浇注温度、冷却强度、及前箱液面高度等。他们之间存在着密切的内在联系。有一个有所变化,将影响其它工艺因素,将导致铸轧产品的报废。因此选择合理的工艺参数是保证铸轧产品的根本。
本发明电解电容器专用合金负极箔,连续铸轧时铸轧区的长度为54-57mm;铸轧速度为800-900mm;浇注温度为690-695℃;冷却强度:入口水温<30℃、水压:3-5kg/cm2;前箱液面高度根据生产实际严密监控。为避免铸锭内部产生疏松、夹杂及粗大的第二相化合物组织等缺陷;实施在线加入AlTiB丝晶粒细化措施,防止晶粒粗大;并严格管理现场工艺卫生,防止灰尘等落人熔体中。
冷箔轧的控制:冷箔轧对控制最终铝箔成品的平整度、厚度偏差、表面色泽均匀性等起着关键的作用。负极素铝箔要求厚度偏差小于3%、平整度不大于20I,箔面腐蚀前后色泽均匀无条纹,这些要求主要由冷加工过程来满足,因而对生产过程硬件的配置要求较高。一般来说,要求冷箔轧机需配置厚度和板形自动控制(AGC和AFC)系统。日常管理中,应强化对轧辊和轧制油的管理,保持轧辊辊面粗糙度均匀,保证轧制油质量指标稳定、油质洁净,这对减少箔面条纹、色差缺陷十分重要。 本发明以Al-Mn系合金为基础,在该合金基础上将Si含量控制在0.1-0.20%;Fe控制在0.46-0.50%;Cu含量含量控制0.14-0.18%,Mn含量控制在0.9-1.0%;以及Zn控制在0.01%以内、Mg控制在0.01-0.05%、Ti 控制在0.05%以内等微量元素,优化研发为负极素铝箔专用电解电容器专用铝锰合金。上述元素在铸轧、均匀化退火和二次中间再结晶退火过程中发挥各自的作用。
Cu(含量0.14-0.18%)一部分固溶于铝基体中,一部分以金属间化合物CuAl2 的形式析出。铜的电极电位高于铝的。固溶的铜及CuAl2成为腐蚀核心。铜具有一定的强化作用。铜含量过低,增加铝箔静电容量的作用不大;铜含量过高,将产生粗大的腐蚀凹坑,形成过量腐蚀,反而降低静电容量。铜含量一般选择在0.05%~0.2%范围内时,使合金的点腐蚀变为均匀腐蚀是非常有益的。Cu能降低晶界与晶内电位差,可抑制沿晶开裂趋势,改善合金抗应力腐蚀性能。
Mn(含量0.9-1.0%)能提高铝的再结晶温度,并能显著细化再结晶晶粒,Mn固溶于铝中,可提高再结晶温度20~100℃,并通过Mn Al6弥散质点阻碍再结晶晶粒长大,Mn Al6的电极电位与纯铝的实际上相等(-0.85v),所以对铝的抗蚀性能没有影响,因此,本发明电解电容器专用铝锰合金有与纯铝相近的抗蚀性。Mn Al6是与Al-Mn固溶体相平衡的相,它除了能提高合金的强度,细化再结晶晶粒外另一重要作用就是能溶解杂质铁。形成Al6(Fe、Mn),减少FeAl3针状化与Al-Mn固溶体相平衡的相合物对力学性能的影响,保持合金的塑性。锰具有一定的强化作用,随着锰含量的增加,合金强度提高。锰在铝中的溶解度较小,主要以MnAl6的形式分布在铝基体中形成腐蚀核心。锰含量过低,析出的化合物MnAl6少,不能得到足够的腐蚀蚀坑;锰含量过高,将析出粗大的MnAl6相,造成不均匀腐蚀。因此,将锰含量选择控制在0.9%—1.0%之间。
Fe(含量0.46-0.50%)对本发明电解电容器专用铝锰合金的组织有二个影响:其一,只要有微量的Fe存在,就将显著地降低Mn在铝中的溶解度,使晶内偏析减小;因此提高Fe含量可以防止本发明电解电容器专用铝锰合金退火后出现粗大晶粒组织。其二,Al6Mn中的锰原子可以被铁原子置换一半而形成化合物(FeMn)Al6,而(FeMn)Al6的性质更硬一些,而且很脆,呈粗大片状出现在合金组织中,使本发明电解电容器专用铝锰合金的强度和塑性降低。因此根据以上两点经多次试验总结,将铁的含量确定在0.46-0.50%的范围内,可保证合金的组织为最佳状态。
Si(含量0.10-0.20%)也降低锰在铝中的溶解度,Si在本发明电解电容器专用铝锰合金中形成金属间化合物T相(Al10Mn2Si),呈方块分布,使合金的塑性降低。当硅含量不高时(约0.1%以上)可出现共晶体α+T+Si,能使制品裂纹倾向增加。但当Fe≥0.2%,且Fe≥Si时,合金的裂纹倾向性急剧下降。因此将Si设定在0.1-0.2内即可有效控制产品质量。
Mg(含量0.01-0.05%)能提高合金强度,细化再结晶组织,但会降低退火半成品的表面光泽度。同时由于Mg极易与Si形成MgSi2相,这时Fe在合金中形成(Fe Mn)Al6对合金是有害的。故本发明电解电容器专用合金中Mg含量应控制在0.01-0.05%的范围内。
Zn会降低合金的抗蚀性,因此,锌应控制在≤0.01%的范围内。
Ti是铝合金中常用的添加元素,以AlTi5B丝状形式加入Al熔体,形成Al3Ti和B2Ti相化合物,成为结晶时的非自发核心,起细化铸轧组织作用,在再结晶退火过程中,起二次再结晶晶粒形核作用,有利合金塑性的提高。
本发明所述的电容器专用合金负极箔,通过5.0mm厚度压延板带材进行480℃均匀化退火和0.5mm二次中间再结晶退火。使Al6(Fe、Mn)、CuAl2、Al6Mn、T相(Al10Mn2Si)、MgSi2化合物在以Al3Ti和B2Ti相化合物为核心的晶粒晶界周围弥散析出,使合金具有了较高的抗拉强度、屈服强度和延伸率的特点,该合金在铝带加工过程中,经过二次中间再结晶退火后各成品规格总加工率为别为91.8%、93.2%、94.6%、95.6%、95.8%。以上冷作变形,晶粒得到充分破碎,再结晶晶粒沿最大主变形发展方向被拉长、拉细,形成表面色泽均匀的变形组织,从而保持了电容器专用合金负极箔的高表面质量。
具体实施方式
实施例1: 0.041mm厚度的电容器专用合金负极箔
a、生产铸轧卷
所述铸轧卷的化学成份质量分数如下:Si:0.10%、Fe:0.46%、Cu: 0.18%、Mn:0.9%、Mg:0.01%、Zn:0.01%、Ti:0.05%、余量为Al;
铸轧卷的生产工艺流程是:熔炉准备→炉料准备→装炉→熔化→搅拌与扒渣→调整成分→炉内处理(第一次精炼)→转炉及静置(第二次精炼)→除气箱除气扒渣→过滤箱双通道双级陶瓷过滤板过滤除渣→铸轧成铸轧卷,其中炉料准备中对废料的规定是:废料使用1XXX系纯铝组,废料的总投入量≤35%(其中二级废料应≤30%),原铝锭≥65%。
b、冷箔轧生产工艺流程:7.5mm铸轧板→5.0mm→第一次中间退火(480℃/30h-460℃/6h)→2.5mm→1.25mm→0.7mm→0.5mm第二次中间退火(360℃/30h-340℃/6h,转箔轧)→0.24mm→0.15mm→0.09mm→0.062mm→成品:0.041mm。
其中,第一次中间退火采用组织均匀化退火,工艺为:采用炉气控温方式及实测料温方式退火,即,炉温≤100℃装炉,炉温升温到480℃,保温30小时;料温实测温度达到450℃后,炉温降温到460℃保温6小时出炉空冷。
第二次中间退火采用组织再结晶退火,工艺为:采用炉气控温方式及实测料温方式退火,即,炉温≤100℃装炉,炉温升温到360℃,保温30小时;料温实测温度达到330℃后,炉温降温到340℃保温6小时出炉空冷。
实施例2: 0.038mm厚度的电容器专用合金负极箔
a、生产铸轧卷
所述铸轧卷的化学成份质量分数如下:Si:0.13%、Fe:0.48%、Cu:0.15%、Mn:0.93%、Mg:0.02%、Zn:0.005%、Ti:0.03%、余量为Al;
铸轧卷的生产工艺流程是:熔炉准备→炉料准备→装炉→熔化→搅拌与扒渣→调整成分→炉内处理(第一次精炼)→转炉及静置(第二次精炼)→除气箱除气扒渣→过滤箱双通道双级陶瓷过滤板过滤除渣→铸轧成铸轧卷,其中炉料准备中对废料的规定是:废料使用1XXX系纯铝组,废料的总投入量≤35%(其中二级废料应≤30%),原铝锭≥65%。
铸轧区的长度为54-57mm;铸轧速度为800-900mm;浇注温度为690-695℃;冷却强度:入口水温<30℃、水压:3-5kg/cm2。
b、冷箔轧生产工艺流程:7.5mm铸轧板→5.0mm→第一次中间退火(480℃/30h-460℃/6h)→2.5mm→1.25mm→0.7mm→0.5mm第二次中间退火(360℃/30h-340℃/6h,转箔轧)→0.24mm→0.15mm→0.09mm→0.062mm→成品:0.038mm。
其中,第一次中间退火采用组织均匀化退火,工艺为:采用炉气控温方式及实测料温方式退火,即,炉温≤100℃装炉,炉温升温到480℃,保温30小时;料温实测温度达到450℃后,炉温降温到460℃保温6小时出炉空冷。
第二次中间退火采用组织再结晶退火,工艺为:采用炉气控温方式及实测料温方式退火,即,炉温≤100℃装炉,炉温升温到360℃,保温30小时;料温实测温度达到330℃后,炉温降温到340℃保温6小时出炉空冷。
实施例3: 0.027mm厚度的电容器专用合金负极箔
a、生产铸轧卷
所述铸轧卷的化学成份质量分数如下:Si:0.16%、Fe:0.49%、Cu:0.16%、Mn:0.95%、Mg:0.03%、Zn:0.005%、Ti:0.03%、余量为Al;
铸轧卷的生产工艺流程是:熔炉准备→炉料准备→装炉→熔化→搅拌与扒渣→调整成分→炉内处理(第一次精炼)→转炉及静置(第二次精炼)→除气箱除气扒渣→过滤箱双通道双级陶瓷过滤板过滤除渣→铸轧成铸轧卷,其中炉料准备中对废料的规定是:废料使用1XXX系纯铝组,废料的总投入量≤35%(其中二级废料应≤30%),原铝锭≥65%。
铸轧区的长度为54-57mm;铸轧速度为800-900mm;浇注温度为690-695℃;冷却强度:入口水温<30℃、水压:3-5kg/cm2。
b、冷箔轧生产工艺流程:7.5mm铸轧板→5.0mm→第一次中间退火(480℃/30h-460℃/6h)→2.5mm→1.25mm→0.7mm→0.5mm第二次中间退火(360℃/30h-340℃/6h,转箔轧)→0.24mm→0.15mm→0.09mm→0.062mm→0.041mm→成品:0.027mm。
其中,第一次中间退火采用组织均匀化退火,工艺为:采用炉气控温方式及实测料温方式退火,即,炉温≤100℃装炉,炉温升温到480℃,保温30小时;料温实测温度达到450℃后,炉温降温到460℃保温6小时出炉空冷。
第二次中间退火采用组织再结晶退火,工艺为:采用炉气控温方式及实测料温方式退火,即,炉温≤100℃装炉,炉温升温到360℃,保温30小时;料温实测温度达到330℃后,炉温降温到340℃保温6小时出炉空冷。
实施例4: 0.022mm厚度的电容器专用合金负极箔
a、生产铸轧卷
所述铸轧卷的化学成份质量分数如下:Si:0.18%、Fe:0.50%、Cu:0.17%、Mn:0.98%、Mg:0.01%、Zn:0.005%、Ti:0.03%、余量为Al;
铸轧卷的生产工艺流程是:熔炉准备→炉料准备→装炉→熔化→搅拌与扒渣→调整成分→炉内处理(第一次精炼)→转炉及静置(第二次精炼)→除气箱除气扒渣→过滤箱双通道双级陶瓷过滤板过滤除渣→铸轧成铸轧卷,其中炉料准备中对废料的规定是:废料使用1XXX系纯铝组,废料的总投入量≤35%(其中二级废料应≤30%),原铝锭≥65%。
铸轧区的长度为54-57mm;铸轧速度为800-900mm;浇注温度为690-695℃;冷却强度:入口水温<30℃、水压:3-5kg/cm2。
b、冷箔轧生产工艺流程:7.5mm铸轧板→5.0mm→第一次中间退火(480℃/30h-460℃/6h)→2.5mm→1.25mm→0.7mm→0.5mm第二次中间退火(360℃/30h-340℃/6h,转箔轧)→0.24mm→0.15mm→0.09mm→0.062mm→0.041mm→0.027mm→成品:0.022mm。
其中,第一次中间退火采用组织均匀化退火,工艺为:采用炉气控温方式及实测料温方式退火,即,炉温≤100℃装炉,炉温升温到480℃,保温30小时;料温实测温度达到450℃后,炉温降温到460℃保温6小时出炉空冷。
第二次中间退火采用组织再结晶退火,工艺为:采用炉气控温方式及实测料温方式退火,即,炉温≤100℃装炉,炉温升温到360℃,保温30小时;料温实测温度达到330℃后,炉温降温到340℃保温6小时出炉空冷。
实施例5: 0.021mm厚度的电容器专用合金负极箔
a、生产铸轧卷
所述铸轧卷的化学成份质量分数如下:Si:0.20%、Fe:0.49%、Cu:0.14%、Mn:0.93%、Mg:0.03%、Zn:0.005%、Ti:0.03%、余量为Al;
铸轧卷的生产工艺流程是:熔炉准备→炉料准备→装炉→熔化→搅拌与扒渣→调整成分→炉内处理(第一次精炼)→转炉及静置(第二次精炼)→除气箱除气扒渣→过滤箱双通道双级陶瓷过滤板过滤除渣→铸轧成铸轧卷,其中炉料准备中对废料的规定是:废料使用1XXX系纯铝组,废料的总投入量≤35%(其中二级废料应≤30%),原铝锭≥65%。
铸轧区的长度为54-57mm;铸轧速度为800-900mm;浇注温度为690-695℃;冷却强度:入口水温<30℃、水压:3-5kg/cm2。
b、冷箔轧生产工艺流程:7.5mm铸轧板→5.0mm→第一次中间退火(480℃/30h-460℃/6h)→2.5mm→1.25mm→0.7mm→0.5mm第二次中间退火(360℃/30h-340℃/6h,转箔轧)→0.24mm→0.15mm→0.09mm→0.062mm→0.041mm→0.027mm→成品:0.021mm。
其中,第一次中间退火采用组织均匀化退火,工艺为:采用炉气控温方式及实测料温方式退火,即,炉温≤100℃装炉,炉温升温到480℃,保温30小时;料温实测温度达到450℃后,炉温降温到460℃保温6小时出炉空冷。
第二次中间退火采用组织再结晶退火,工艺为:采用炉气控温方式及实测料温方式退火,即,炉温≤100℃装炉,炉温升温到360℃,保温30小时;料温实测温度达到330℃后,炉温降温到340℃保温6小时出炉空冷。
本发明所生产的电容器专用合金负极箔符合如下主要技术指标为:
a) 合金状态:H18
b) 尺寸规格及允许偏差:
厚度×宽度×长度:0.021~0.041±0.01×500±1×510±20mm(卷径) mm,
c)力学性能:抗拉强度:220~250 Mpa,延伸率:≥1%;
d)表面洁净、色泽均匀,无色差,无条纹,无孔洞针孔、无擦划伤、折痕和碰伤、凹印等缺陷。
e)表面平直度应不大于20I。
上述技术指标说明,电容器专用合金负极箔由于其特殊的使用用途,因而对连续铸轧加工质量的要求相对较高。要求铝箔组织均匀、化学成分范围窄、平整无波浪、箔面色泽一致、无条纹、无孔洞针孔、端面整齐无毛刺、厚度偏差范围小、长度定尺等。要满足这些要求需要对整个生产过程进行严格的控制,重点抓好连续铸轧和冷箔轧轧制环节的控制。才能保证发明所生产的电解电容器专用铝锰合金厚度为0.021~0.041mm负极素铝箔基材完全达到电解电容器负极箔的腐蚀均匀技术要求。
Claims (7)
1.一种用连续铸轧法生产电容器专用合金负极箔的方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:
a、生产铸轧卷,所述铸轧卷材的化学成份质量百分数如下:Si:0.10~0.20%、Fe:0.46~0.50%、Cu:0.14~0.18%、Mn:0.9~1.0%、Mg:0.01-0.05%、Zn:≤0.01%、Ti:≤0.05%、余量为Al;
b、将所述铸轧卷进行轧制,当轧制至5.0mm厚度时,进行第一次中间退火,然后继续轧制,当轧制至0.5mm厚度时,进行第二次中间退火,然后转箔轧再轧制至所需厚度;
所述第一次中间退火采用组织均匀化退火,工艺为:采用炉气控温方式及实测料温方式退火,即,炉温≤100℃装炉,炉温升温到480℃,保温30小时;料温实测温度达到450℃后,炉温降温到460℃保温6小时出炉空冷;
所述第二次中间退火采用组织再结晶退火,工艺为:采用炉气控温方式及实测料温方式退火,即,炉温≤100℃装炉,炉温升温到360℃,保温30小时;料温实测温度达到330℃后,炉温降温到340℃保温6小时出炉空冷。
2.根据权利要求1所述的一种用连续铸轧法生产电容器专用合金负极箔的方法,其特征在于:所述铸轧卷材的化学成份质量百分数如下:Si:0.13~0.16%、Fe:0.47~0.49%、Cu:0.15~0.17%、Mn:0.93~0.95%、Mg:0.01-0.03%、Zn:≤0.01%、Ti:≤0.05%、余量为Al。
3.根据权利要求1或2所述的一种用连续铸轧法生产电容器专用合金负极箔的方法,其特征在于:所述步骤b中轧制的顺序为:铸轧卷料→5.0mm→第一次中间退火→2.5mm→1.25mm→0.7mm→0.5mm→第二次中间退火,转箔轧→0.24mm→0.15mm→0.09mm→0.062mm→成品:0.041mm或0.038mm→0.027mm →0.022mm或0.021mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种用连续铸轧法生产电容器专用合金负极箔的方法,其特征在于:所述第一次中间退火采用组织均匀化退火后的总加工率在93.33%。
5.根据权利要求1或2所述的一种用连续铸轧法生产电容器专用合金负极箔的方法,其特征在于:所述步骤a铸轧卷的生产工艺流程是:熔炉准备→炉料准备→装炉→熔化→搅拌与扒渣→调整成分→炉内处理第一次精炼→转炉及静置第二次精炼→除气箱除气扒渣→过滤箱双通道双级陶瓷过滤板过滤除渣→铸轧成铸轧卷。
6.根据权利要求5所述的一种用连续铸轧法生产电容器专用合金负极箔的方法,其特征在于:所述炉料准备中对废料的规定是:废料使用1XXX系纯铝组,废料的总投入量≤35%,原铝锭≥65%。
7.根据权利要求6所述的一种用连续铸轧法生产电容器专用合金负极箔的方法,其特征在于:所述废料中二级废料≤30%。
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