CN104131198B - 稀土电子铝箔 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种稀土电子铝箔，涉及用作电解电容器电极的铝箔材料。在化学组成中，按质量百分数原料铝AL纯度为：≥99.95%，其余除了铝之外的元素包括：Fe、Si、Cu、Zn、Ti及其他不可避免的化学元素，这些元素的含量范围，按质量百分数：Fe≤0.02%、Si≤0.02%、Cu ≤0.01%、Zn≤0.005%、Ti≤0.002%，其余元素含量总和≤0.005%，通过a)熔炼铸锭、b) 铣面、c) 均质化处理及热轧、d)冷轧及中间退火、e)清洗分切、d)成品退火等工艺步骤。本发明的优点是，利用稀土元素Ce、Sc的特殊作用，采用较低纯度的精铝，通过科学的工艺控制，最终可以生产出性能很高的高压电子铝箔,提高铝箔再结晶退火后立方织构占有率。
Description
技术领域
本发明属于金属合金技术领域，涉及用作电解电容器电极的铝箔材料。
背景技术
提高铝电解电容器阳极箔立方织构的含量是提高电容器比容的有效方法。目前通用的电解电容器铝箔的生产工艺是：熔炼——铸造——热轧——冷轧——退火。各工序的工艺方法和参数均会影响立方织构形成。国内外研究表明，各种固溶元素，尤其是Fe、Si的含量和状态，对成品退火后立方织构的占有率起着决定性的作用。目前，生产中采用的技术路线是：尽量采用高纯度铝作为原料，生产高性能中、高压电子铝箔的原料铝纯度要求在99.995%以上，这大大提高了电子铝箔的生产成本。即便如此，还要在生产过程的关键工艺——成品退火热处理采用各种方法和工艺参数，目的就是控制Fe、Si的存在状态，以提高立方织构的含量，这使得高压电子箔的生产难度大大增加，产品质量的稳定性很难保证，也提高了生产成本。
发明内容
本发明目的是在现有技术的不足之处，提出一种在铝熔炼过程加入少量的稀土元素，生产一种高压稀土电子铝箔。
为达到上述目的，本发明的采用的具体技术如下：
本发明所述的稀土电子铝箔，在化学组成中，按质量百分数原料铝AL纯度≥99.95%，其余除了铝之外的元素包括：Fe、Si、Cu、Zn、Ti及其他不可避免的元素，这些元素的含量范围，按质量百分数：Fe≤0.02%、Si≤0.02%、 Cu ≤0.01%、Zn≤0.005%、Ti≤0.002%，其余元素含量总和≤0.005%，其生产步骤为：
a)熔炼铸锭：将原料铝在熔炼炉中加热至熔融态时，加入富含稀土元素Ce的高纯铝合金和富含稀土元素Sc的高纯铝合金，搅拌30-60分钟，使得铝液中元素Ce的含量按质量百分数在0.008%～0.012%之间，元素 Sc的含量按质量百分数在0.001～0.002%之间，经过精炼、除气、过滤，将铝铸造成板锭,检测铝液成分和氢含量，保证每千克铝液中氢含量不超过1毫升；
b) 铣面：用铣削加工的方式，将板锭表面的偏析层去除，根据偏析层厚度，铣削量在5～15mm范围；
c) 均质化处理及热轧：热轧前对板锭进行均质化处理，将b)所述的铣面后的板锭加热至580～600℃，保温4-6小时，然后炉内降温至500～520℃，保温4～6小时，出炉热轧，终轧温度控制在310℃以上，形成厚度6～8mm热轧板；
d)冷轧及中间退火：将c)所述的热轧板冷却至室温，控制每道次加工率在30%～45%，轧到距成品厚度只剩一个道次，最后一个道次的加工率控制在20%～30%，然后进行中间退火，退火温度控制在230～320℃，保温时间10～16小时，出炉冷却至室温进行冷精轧，轧制到成品厚度，轧制速度控制在3～5m/s，轧制温度不高于70℃；
e)清洗分切：把轧制好的铝卷进行表面清洗，洗去表面残留油污和杂质，分切；
d)成品退火：将分切好的成品卷在真空退火炉或在惰性气体保护下进行退火，退火温度350～530℃，退火保温时间16小时；
所述生产步骤a)熔炼铸锭：将原料铝在熔炼炉中加热至熔融态并铝液温度720℃时，加入富含稀土元素Ce的高纯铝合金和富含稀土元素Sc的高纯铝合金，电磁或气动搅拌30-60分钟；所述生产步骤c) 均质话处理及热轧：热轧前对板锭进行均质话处理，将b)所述的铣面后的板锭加热至580～600℃，保温5小时；所述生产步骤d)所述的中间退火，退火温度控制在280℃，保温时间13小时，出炉冷却至室温进行冷精轧，轧制到成品厚度，轧制速度控制在3～5m/s，轧制温度不高于70℃。
本发明的优点是，利用稀土元素Ce、Sc的特殊作用，采用较低纯度的精铝，通过科学的工艺控制，最终可以生产出性能很高的高压电子铝箔，大大降低了高压电子铝箔的生产成本和工艺难度，提高铝箔再结晶退火后立方织构占有率。此外，稀土脱氧、脱硫能力极强，对氢的吸附能力也强，氢的化合物不会聚集形成气泡，使铝箔性能得到改善。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明特征及其相关特征作进一步详述：
实施例1
本发明所述的稀土电子铝箔，在化学组成中，按质量百分数原料铝AL纯度为99.95%，其余除了铝之外的元素包括：Fe、Si、Cu、Zn、Ti及其他不可避免的元素，这些元素的含量范围，按质量百分数：Fe含量0.015%，Si含量0.015%， Cu 含量0.01%，Zn含量0.005%，Ti含量0.002%，以及其他不可避免杂质0.003%，其生产步骤为：
a)熔炼铸锭：将原料铝在熔炼炉中加热至熔融态并铝液温度720℃时，加入富含稀土元素Ce的高纯铝合金和富含稀土元素Sc的高纯铝合金，电磁搅拌45分钟，使得铝液中元素Ce的含量按质量百分数在0.008%，元素 Sc的含量按质量百分数在0.002%，经过精炼、除气、过滤，将铝铸造成板锭,检测铝液成分和氢含量，经充分精炼后，测得没千克铝液中氢含量0.8毫升；铝液经两级过滤后铸造成（厚X宽X长，mm）300X500X5000的板锭，铣面厚度10mm，板锭尺寸为（厚X宽X长，mm）280X550X5000；
b) 铣面：用铣削加工的方式，将板锭表面的偏析层去除，根据偏析层厚度，铣削量在10mm范围；
c) 均质化处理及热轧：热轧前对板锭进行均质化处理，将b)所述的铣面后的板锭加热至600℃，保温5小时，然后炉内降温至520℃，保温4小时，出炉热轧，终轧温度控制在310℃以上，经10个道次轧制，形成厚度7mm热轧板；
d)冷轧及中间退火：将c)所述的热轧板冷却至室温，控制每道次加工率在30%～45%，轧到距成品厚度只剩一个道次，最后一个道次的加工率控制在20%～30%，然后进行中间退火，退火温度控制在280℃，保温时间13小时，出炉冷却至室温进行冷精轧，轧制到成品厚度，轧制速度控制在3～5m/s，轧制温度不高于70℃，；
e)清洗分切：把轧制好的铝卷进行表面清洗，洗去表面残留油污和杂质，分切；
d)成品退火：将分切好的成品卷在真空退火炉或在惰性气体保护下进行退火，退火温度350～530℃，退火保温时间16小时；
检测成品铝箔立方织构含量为92%，达到中等高压电子铝箔水平。
实施例2
本发明所述的稀土电子铝箔，在化学组成中，按质量百分数原料铝AL纯度为99.99%，其余除了铝之外的元素包括：Fe、Si、Cu、Zn、Ti及其他不可避免的化学元素，这些元素的含量范围，按质量百分数：Fe含量0.0025%，Si含量0.0025%，Cu 含量0.003%，Zn含量0.0005%，Ti含量0.0005%，以及其他不可避免杂质0.001%。在生产步骤的a)熔炼铸锭：在熔炼炉中加热至720°C，铝锭融化成铝液，使得铝液中元素Ce的含量按质量百分数在0.01%，元素 Sc的含量按质量百分数在0.002%，经过精炼、除气、过滤，将铝铸造成板锭,检测铝液成分和氢含量，每千克铝液中氢含量不超过0.75毫升；
其它工艺步骤如实施例1，生产出的高压电子铝箔，经检测，立方织构含量为96%，达到高性能电子铝箔水平。
实施例3
本发明所述的稀土电子铝箔，在化学组成中，按质量百分数原料铝AL纯度为99.96%，其余除了铝之外的元素包括：Fe、Si、Cu、Zn、Ti及其他不可避免的元素，这些元素的含量范围，按质量百分数：Fe0.01%、Si0.001%、 Cu 0.01%、Zn0.005%、Ti0.002%，在生产步骤的a) 将原料铝在熔炼中加热至熔融态时，加入富含稀土元素Ce的高纯铝合金和富含稀土元素Sc的高纯铝合金，搅拌50分钟，使得铝液中元素Ce的含量按质量百分数在0.096%，元素Sc的含量按质量百分数在0.002%，检测铝液成分和氢含量，每千克铝液中氢含量不超过0.76毫升；
其它工艺步骤如实施例1，生产出的高压电子铝箔，经检测，立方织构含量为97%，达到高性能电子铝箔水平。
虽然以上已经参照附图对按照本发明目的的构思和实施例作了详尽说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，而这种改进和变换仍然应当属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1. 稀土电子铝箔,其特征是，在化学组成中，按质量百分数原料铝Al纯度为：≥99.95%，其余除了铝之外的元素包括：Fe、Si、Cu、Zn、Ti及其他不可避免的元素，这些元素的含量范围，按质量百分数：Fe≤0.02%、Si≤0.02%、 Cu ≤0.01%、Zn≤0.005%、Ti≤0.002%，其余元素含量总和≤0.005%，其生产步骤为：
a)熔炼铸锭：将原料铝在熔炼炉中加热至熔融态时，加入富含稀土元素Ce的高纯铝合金和富含稀土元素Sc的高纯铝合金，搅拌30-60分钟，使得铝液中元素Ce的含量按质量百分数在0.008%～0.012%之间，元素 Sc的含量按质量百分数在0.001～0.002%之间，经过精炼、除气、过滤，将铝铸造成板锭,检测铝液成分和氢含量，保证每千克铝液中氢含量不超过1毫升；
b) 铣面：用铣削加工的方式，将板锭表面的偏析层去除，根据偏析层厚度，铣削量在5～15mm范围；
c) 均质化处理及热轧：热轧前对板锭进行均质化处理，将b)所述的铣面后的板锭加热至580～600℃，保温4-6小时，然后炉内降温至500～520℃，保温4～6小时，出炉热轧，终轧温度控制在310℃以上，形成厚度6～8mm热轧板；
d)冷轧及中间退火：将c)所述的热轧板冷却至室温，控制每道次加工率在30%～45%，轧到距成品厚度只剩一个道次，最后一个道次的加工率控制在20%～30%，然后进行中间退火，退火温度控制在230～320℃，保温时间10～16小时，出炉冷却至室温进行冷精轧，轧制到成品厚度，轧制速度控制在3～5m/s，轧制温度不高于70℃；
e)清洗分切：把轧制好的铝卷进行表面清洗，洗去表面残留油污和杂质，分切；
f)成品退火：将分切好的成品卷在真空退火炉或在惰性气体保护下进行退火，退火温度350～530℃，退火保温时间16～20小时。
2.根据权利要求1所述的稀土电子铝箔,其特征是，所述生产步骤a)熔炼铸锭：将原料铝在熔炼炉中加热至熔融态并铝液温度720℃时，加入富含稀土元素Ce的高纯铝合金和富含稀土元素Sc的高纯铝合金，电磁或气动搅拌30-60分钟。
3. 根据权利要求1所述的稀土电子铝箔,其特征是，所述生产步骤c) 均质化处理及热轧：热轧前对板锭进行均质化处理，将b)所述的铣面后的板锭加热至580～600℃，保温5小时。
4.根据权利要求1所述的稀土电子铝箔,其特征是，所述生产步骤d)所述的中间退火，退火温度控制在280℃，保温时间13小时，出炉冷却至室温进行冷精轧，轧制到成品厚度，轧制速度控制在3～5m/s，轧制温度不高于70℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 010011 Inner Mongolia Zhongtuo Aluminum Co., Ltd., east of Chuangye South Road and north of Huandao North Street, ShaErQin Town, Ruyi Industrial Park Economic and Technological Development Zone, Hohhot, Inner Mongolia Autonomous Region Patentee after: INNER MONGOLIA ZHONGTUO ALUMINIUM Co.,Ltd. Patentee after: TSINGHUA University Address before: 010011 Inner Mongolia Zhongtuo Aluminum Co., Ltd., South District, Ruyi economic and Technological Development Zone, Hohhot, Inner Mongolia Autonomous Region Patentee before: INNER MONGOLIA ZHONGTUO ALUMINUM Co.,Ltd. Patentee before: TSINGHUA University |