CN103276256A

CN103276256A - 一种8150合金容器箔用铝箔坯料及其生产工艺

Info

Publication number: CN103276256A
Application number: CN2013102353499A
Authority: CN
Inventors: 董文胜; 张劲松; 赵建刚; 常斌; 文钟欣
Original assignee: HUAXI ALUMINIUM Co Ltd
Current assignee: Medium aluminum foil Co., Ltd.
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2033-06-14
Also published as: CN103276256B

Abstract

本发明公开了一种8150合金容器箔用铝箔坯料及其生产工艺，解决现有工艺中锰偏析严重，在后续生产中极易发生晶粒粗大，导致成品的力学性能差，用户无法使用，以及生产成本极高的问题。本发明的铝箔坯料包括铁、硅、铜、锰、钛、铬、锌、镉、锂、钠、铅、镁和铝。生产工艺包括配料、熔炼、精炼、铸轧、冷轧、重卷切边、包装。本发明加工成的容器箔的抗拉强度及延伸率等性能极佳，在冲压过程中不易破裂，满足容器箔使用要求。

Description

一种8150合金容器箔用铝箔坯料及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种8150合金容器箔用铝箔坯料及其生产工艺。

背景技术

铝是地壳内含量最丰富的金属元素，其含量约占地壳总质量的8.8%，自然界的铝都是化合物形式存在，地壳中的铝的70%左右是以AL₂O₃的形式存在于自然界。铝及铝合金制品广泛应用在包装业、交通运输业、建筑业，其中包装业的用量约占18.5%。铝是食品、饮料、药物、化妆品等各类物品的良好包装材料，其用途越来越广，用量在逐年增加。

中国目前已成为原铝和铝材生产大国，铝加工产品净出口国。铝加工产品是指通过塑性变形生产工艺生产的各种铝材，即板、带、箔、管、线、棒、型、锻件等，供用户制造铝产品。按照冷轧用坯料的不同分为两种生产方式：热轧板带和铸轧板带。8150合金由于在冲压性能的良好表现，在容器箔上的用途越来越广，用量也在逐渐增加。目前国际上使用的大部分8150合金容器箔都是用热轧法生产的，热轧的生产工艺过程为熔炼铸造扁锭—扁锭锯切及铣削—扁锭热处理—热连轧—冷轧—退火—冷轧—成品包装。利用热轧法生产8150合金带材具有组织均匀、晶粒细小的特点，但生产成本居高不下。而用铸轧法生产线8150合金工艺过程为熔炼——连铸连轧——冷轧——退火——冷轧——退火——冷轧——成品包装。用铸轧法生产8150合金带材具有生产流程短，生产成本低的特点，但传统工艺生产出的8150合金带材由于锰偏析严重，在后续生产中极易发生晶粒粗大，导致成品的力学性能差，在行进一步的冲压加工中易出现冲裂现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种8150合金容器箔用铝箔坯料及其生产工艺，解决现有铸轧法生产中锰偏析严重，在后续生产中极易发生晶粒粗大，导致成品的力学性能差，用户无法使用，以及生产成本极高的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种8150合金容器箔用铝箔坯料，所述铝箔坯料的化学成份质量百分比如下：

名称

Fe

Si

Cu

Mn

Ti

Cr

Zn

Cd

Li

Na

Pb

Mg

含量（%）

1.15～1.30

0.12～0.17

≤0.03

0.55～0.70

0.01～0.03

≤0.02

≤0.03

≤0.001

≤0.0002

≤0.0005

≤0.005

≤0.01

其中，剩余量为Al。

进一步地，所述Fe的含量为1.22%，Si的含量为0.15%，Mn的含量为0.60%，Ti的含量为0.015%。

一种8150合金容器箔用铝箔坯料的生产工艺，包括以下步骤：

（1）配料：按权利要求1所述的重量百分比将原料配置好；

（2）熔炼：将上述配好的原料加入到火焰反射炉中，升温溶化，在熔化过程中搅拌3～4次，每次搅拌4～6min，使炉内料液混合均匀；

（3）精炼：将上述料液升温至740～755℃，然后进行精炼，精炼完后扒渣，静置5分钟，最后将料液转至静置炉进行静置；

（4）铸轧：在铸轧区内实现行铸造、轧制变形，将经在线晶粒细化、除气、过滤除渣后的铝合金熔体铸轧成6.5～7.5的板带，在经过剪切、卷取成为铸轧坯料；

（5）冷轧：通过冷轧机将铸轧坯料制成为0.25mm厚度的冷轧坯料；

（6）重卷切边、包装：将0.25mm厚的冷轧坯料经过重卷机进行切边，然后进行包装即得8150合金铝箔坯料。

进一步地，所述步骤（2）熔炼的具体实现方法为将原料加入到火焰反射炉中，首先升温至680～695℃进行第一次搅拌，使炉内底部料搅拌均匀；再升温至720～730℃进行第二次搅拌并撒入打渣剂；最后升温至740～750℃进行第三次搅拌，使炉内料液混合均匀。

再进一步地，所述步骤（3）精炼的具体实现方法为将搅拌均匀后的料液再次升温至740～750℃，搅拌并进行第一次精炼，时间为10min，接着扒渣；然后升温至760～770℃进行第二次精炼，时间为20min，压力控制在0.50Mpa；精炼完后扒渣，静置5分钟，温度达到750～760℃，将料液转至静置炉进行静置。

更近一步地，所述步骤（5）冷轧的具体实现方式为通过冷轧机将铸轧坯料轧制成为0.25mm厚度的冷轧坯料，在轧制过程中进行两次退火，第一次是均匀化退火采用高温入炉，退火工艺是590℃，25小时，使得Fe-Mn-Al相均匀析出；第二次是中间再结晶退火采用高温快速退火，退火工艺是420℃，4小时，使晶界附近和晶内同时发生再结晶，从而达到晶粒细化的目的。

本发明具有以下优点及有益效果：

（1）本发明的工艺采用熔炼、连铸连轧、冷轧、退火的加工方式，整个生产流程短，加工成本低。

（2）本发明加工成的容器箔抗拉强度及延伸率等性能极佳，在冲压过程中不易破裂，满足容器箔使用要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式并不限于此。

8150合金不属于常规铝合金，其中含锰较高，在用铸轧法生产此合金时组织中锰偏析严重，在后续生产中极易发生晶粒粗大，导致成品的力学性能差，用于无法使用。其原因是晶粒周围和晶内锰浓度的差异，扩大了再结晶的温度区间，降低形核率，从而极易产生粗晶。8150合金铸轧生产特点：铝液粘度大、含渣含气量高、高温低速轧制。

实施例1

名称

Fe

Si

Cu

Mn

Ti

Cr

Zn

Cd

Li

Na

Pb

Mg

Al

含量（%）

1.22

0.15

≤0.03

0.60

0.015

≤0.02

≤0.03

≤0.001

≤0.0002

≤0.0005

≤0.005

≤0.01

余量

上述铝箔坯料的生产工艺：

（1）配料：按上述的重量百分比将原料配置好。

（2）熔炼：将上述原料加入到火焰反射炉中进行熔化，熔化过程中有3～4次搅拌，搅拌的目的是要将炉内底部料液搅拌均匀，搅拌4~6分钟。首先在熔炉运行正常的情况下，进行第一次搅拌，具体是在熔炉料温升至680~695℃时进行搅拌；然后升温30分钟左右，当料温升至720~730℃进行第二次搅拌并撒入打渣剂、用量20Kg；取合金样，进行成分分析，再次升温后料温至740~750℃进行第三次搅拌并细配合金；

细配合金计算公式（使用20%铝铁合金）：

补加铝铁合金：（1.22-Fe样值）×熔炉总料量×50；

补加速熔硅：（0.15-Si样值） ×熔炉总料量×10；

补加锰剂：（0.60-Mn样值）×熔炉总料量×13.3。

（3）精炼：将上述料液升温至740～755℃，搅拌细配合金，然后进行第一次精炼，具体是加入10kg精炼剂，时间为10分钟，再扒渣；然后升温至760～770℃进行第二精炼，具体是加入20kg精炼剂，时间为20分钟；值得说明的是熔炉内料温应满足精炼温度时，需及时进行精炼操作，并使用喷粉机加入精炼剂，且精炼时氩气压力控制在0.50Mpa，并要求精炼管口在炉底均匀拖动。最后精炼完成后进行扒渣，静置5分钟，当达到倒炉温度750～760℃时进行倒炉（温度不够需要再次升温），将料液转至静置炉内进行静置，此时料液在静置炉内不需进行任何操作，只拔去表面浮渣即可。

（4）铸轧：在铸轧区内实现行铸造、轧制变形，将经在线晶粒细化、除气、过滤除渣后的铝合金熔体铸轧成6.5～7.5的板带，在经过剪切、卷取成为铸轧坯料。其中放流立板的参数：立板预载：800T/800T，前箱温度：720～740℃，立板跑渣速度：1.6m/min以上，铸轧区55～60mm，运行状态铸嘴距上/下辊间隙比4：6；铸轧机运行工艺参数：保温炉料温：750℃，前箱温度：705～710℃，轧辊速度：0.70m/min，铸轧卷卷径控制：最小卷径Φ1680mm、最大卷径Φ1700mm，使用KBM线杆，Al-5Ti-B加入量：立板前三卷320mm/min，正常生产Al-5Ti-B线杆进给速度290mm/min，卷取张力：9.0T，热测板宽控制要求：1625～1630，运行状态铸轧区：60～65mm，板形数据：中凸度≤1%、纵向厚差≤0.10、两边厚差≤0.04，稳定运行状态辊速：0.70m/min，石墨浓度：2.50%，铸轧区60～65mm。

（5）冷轧：通过冷轧机将铸轧坯料轧制成为0.25 mm厚度的冷轧坯料。在轧制过程中进行两次退火，在退火后进行自然冷却至常温后再到冷轧机进行轧制加工成0.25 mm厚度的冷轧坯料。

铸轧坯料7.0mm——4.9 mm——均匀化退火——2.8 mm——1.7 mm——1.0 mm——0.65 mm——中间退火——0.4 mm——0.4 mm——0.25 mm。

其中，冷轧过程中两次退火均采用炉气控温方式。8150合金的含Mn量较高，Mn的偏析时Al-Mn合金形成粗晶的主要原因。为了减少成份偏析，第一次均匀化退火采用高温入炉，590℃*25小时，使得Fe-Mn-Al相均匀析出。第二次中间再结晶退火时，采用高温快速退火，使晶界附近和晶内同时发生再结晶，从而达到晶粒细化的效果。而其他合金如1235合金均匀化退火为510℃*3小时。中间再结晶退火温度提高到420℃*4小时，其他合金为360℃*2小时。

实施例2

名称

Fe

Si

Cu

Mn

Ti

Cr

Zn

Cd

Li

Na

Pb

Mg

Al

含量（%）

1.25

0.13

≤0.03

0.65

0.02

≤0.02

≤0.03

≤0.001

≤0.0002

≤0.0005

≤0.005

≤0.01

余量

其生产工艺与实施例1相同。

实施例3

名称

Fe

Si

Cu

Mn

Ti

Cr

Zn

Cd

Li

Na

Pb

Mg

Al

含量（%）

1.18

0.16

≤0.03

0.58

0.025

≤0.02

≤0.03

≤0.001

≤0.0002

≤0.0005

≤0.005

≤0.01

余量

其生产工艺与实施例1相同。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围。

Claims

1.一种8150合金容器箔用铝箔坯料，其特征在于，所述铝箔坯料的化学成份质量百分比如下：

名称 Fe Si Cu Mn Ti Cr Zn Cd Li Na Pb Mg 含量（%） 1.15～1.30 0.12～0.17 ≤0.03 0.55～0.70 0.01～0.03 ≤0.02 ≤0.03 ≤0.001 ≤0.0002 ≤0.0005 ≤0.005 ≤0.01

其中，剩余量为Al。

2.根据权利要求1所述的一种8150合金容器箔用铝箔坯料，其特征在于，所述Fe的含量为1.22%，Si的含量为0.15%，Mn的含量为0.60%，Ti的含量为0.015%。

3.根据权利要求1或2所述的一种8150合金容器箔用铝箔坯料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配料：按权利要求1所述的重量百分比将原料配置好；

（2）熔炼：将上述配好的原料加入到火焰反射炉中，升温熔化，在熔化过程中搅拌3～4次，每次搅拌4～6min，使炉内料液混合均匀；

4.根据权利要求3所述的一种8150合金容器箔用铝箔坯料的生产工艺，其特征在于，所述步骤（2）熔炼的具体实现方法为将原料加入到火焰反射炉中，首先升温至680～695℃进行第一次搅拌，使炉内底部料搅拌均匀；再升温至720～730℃进行第二次搅拌并撒入打渣剂；最后升温至740～750℃进行第三次搅拌，使炉内料液混合均匀。

5.根据权利要求4所述的一种8150合金容器箔用铝箔坯料的生产工艺，其特征在于，所述步骤（3）精炼的具体实现方法为将搅拌均匀后的料液再次升温至740～750℃，搅拌并进行第一次精炼，时间为10min，接着扒渣；然后升温至760～770℃进行第二次精炼，时间为20min，压力控制在0.50Mpa；精炼完后扒渣，静置5分钟，温度达到750～760℃，将料液转至静置炉进行静置。

6.根据权利要求5所述的一种8150合金容器箔用铝箔坯料的生产工艺，其特征在于，所述步骤（5）冷轧的具体实现方式为通过冷轧机将铸轧坯料轧制成为0.25mm厚度的冷轧坯料，在轧制过程中进行两次退火，第一次是均匀化退火采用高温入炉，条件是590℃，25h，使得Fe-Mn-Al相均匀析出；第二次是中间再结晶退火采用高温快速退火，使晶界附近和晶内同时发生再结晶，从而达到晶粒细化的目的。