CN104313399B - 静电集尘多层扩张网铝箔及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静电集尘多层扩张网铝箔及其制备方法，静电集尘多层扩张网铝箔，其化学成分及重量百分比为：铁：0.67%~0.75%，硅：0.54%~0.62%，锌：0.20%~0.30%，镁：0.08%~0.12%，锰：0.01%~0.05%，钛：0.01%~0.05%，铜：＜0.01%，不可去除杂质单个含量＜0.05%，不可去除杂质合计含量＜0.15%，其余成分为铝；该制备方法包括配料→铝铁硅锌合金熔炼→连续铸轧→第一冷轧→重卷→第二冷轧→中间退火→第三冷轧→箔轧→分切包装；材料成分提高了铝箔的金属还原性和抗拉强度、屈服强度及应力腐蚀开裂抗力，制备方法提高了铝合金箔的强度和弹性。

Description

静电集尘多层扩张网铝箔及其制备方法

技术领域

本发明属于铝箔加工技术领域，涉及一种静电集尘多层扩张网铝箔及其制备方法。

背景技术

近年来随着经济快速发展和城市化进程的加快，我国部分地区雾霾天气现象频发，引起了国内外的广泛关注。雾霾天气发生时，大气能见度下降，空气污染加重，严重影响了公众感受和居民生活，因此，通过空气过滤器净化空气，改善居室和工作环境的空气质量，在现实生活中，越来越重要。

传统的标准过滤介质能非常有效地去除10μm以上的颗粒物。当颗粒物的粒径除至5μm，2μm甚至亚微米的范围时，高效的机械式过滤系统就会变得比较昂贵，且风阻会显著增加。而人体的自然防卫只能对付大颗粒的烟尘，而对低于1~2μm的颗粒就无能为力了，目前，细线平板式静电过滤器能够去除空气中小至0.01μm的颗粒物，能够达到改善居室和工作环境的空气质量的目的。其工作原理是：空气中的飘尘、污染物，在通过高压电场时会被电离，改变运动方向而后被捕获，带负电的放电极周围的空气电离形成电离区（电晕区），此时带正电的离子在电场力的作用下向阴极板运动，根据正负相吸的原理，颗粒物会被高压电荷瞬间释放的能量捕杀吸附在集尘板上，进而达到除尘净化的作用。

细线平板式静电过滤器由负极放电极和正极集尘板构成，电场在外加高压的作用下，负极放电极的氧化性越强，失电子的能力就越强，负极的金属丝表面或附近放出电子迅速向正极运动，与气体分子碰撞并离子化，带负电的气体离子就越多，就越容易给细菌、灰尘、烟雾微粒以及水滴等输送负电荷。正极集尘板的还原性越强，得电子的能力就越强，带有负电荷的尘埃、细菌、病毒等物质，就越容易聚集成球沉积于集尘板表面，使污浊空气转化成新鲜的空气就越清净。

现有技术中，细线平板式静电过滤器的负极放电极常用铜合金线制作，正极集尘板常用镁合金、铝合金、锌合金板网或铝箔网制作。目前，静电过滤器提高净化效率的有效途径主要有两种，一种是通过提高工作电压增加电场电离过程中的离子浓度来获得；另外一种是通过扩大平板集尘板尺寸增大收尘面积来获得。前者具有增加能耗的缺点，后者具有增加成本的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种微型高净化效率的细线平板式静电过滤器用静电集尘多层扩张网铝箔及其制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种静电集尘多层扩张网铝箔，其化学成分及重量百分比为：铁：0.67%~0.75%，硅：0.54%~0.62%，锌：0.20%~0.30%，镁：0.08%~0.12%，锰：0.01%~0.05%，钛：0.01%~0.05%，铜：＜0.01%，不可去除杂质单个含量＜0.05%，不可去除杂质合计含量＜0.15%，其余成分为铝。

各元素以及成分比例确定依据如下：

添加0.20~0.30wt%的Zn和0.08~0.12wt%的Mg，可以形成强化相MgZn2，可以明显增加合金的抗拉强度和屈服强度及应力腐蚀开裂抗力，使得经塑性变形后的铝箔具有良好的弹性，铝箔经机械冲压自行拉伸后，拉伸度有很好的可控性；多层铝箔以正确的角度彼此交叉叠合，制作多层扩张网的过程中具有优良的扩张性和抗应力腐蚀性；添加0.20~0.30wt%的Zn可以提高铝的电极电位，增强正极还原性，在外加电场的作用下具有更好的还原性。

在铝中同时加入0.20~0.30%wt的Zn和0.08~0.12wt%的Mg的基础上，再添加0.01~0.05wt%的Mn，可起补充强化作用，能提高铝的再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒，能溶解Fe，形成Al6（Fe、Mn），减少FeAl3针状化合物对力学性能的影响，保持合金的塑性。

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，有利合金塑性的提高。

此外本发明还提供一种静电集尘多层扩张网铝箔的制备方法，所述制备方法包括：

S1：配料；

S2：铝铁硅锌合金熔炼；将配料化平形成铝熔体，熔体温度达到660~680℃时，再将锌元素以纯金属的形式加入形成铝铁硅锌合金熔体；

S3：连续铸轧：在铸轧区内实现铸造、轧制变形，将过滤除渣后的铝铁硅锌合金熔体铸轧成6.0～7.5mm的板带，再经过板形的调整、剪切、卷取得到铸轧坯料；

S4：第一冷轧：通过冷轧机进行三道次冷轧，分别为冷轧到2.8～3.3mm→冷轧到1.4~1.8mm→冷轧到0.8~1.0mm得到冷轧坯料；

S5：重卷：将冷轧坯料通过重卷机切边切到宽度为1245mm；

S6：第二冷轧：通过冷轧机经过一道次冷轧，冷轧后坯料厚度为0.4~0.6mm；

S7：中间退火：采用氮气保护金属控温方式退火，即，≤100℃装炉，预升温0.5小时至200℃，预保温3小时，抽气充氮至炉内含氧量达到1000ppm以下，升温1.5小时到550℃持续保温，待铝卷金属温度到340℃时，保温1.5h，出炉空冷；

S8：第三冷轧，将退火后的坯料通过冷轧机一道次冷轧到厚度为0.2~0.3mm；

S9：箔轧，通过箔轧机经过两道次轧制，依次为箔轧轧制到厚度0.08～0.10mm→箔轧轧制到成品厚度0.04~0.05mm；

S10：分切包装，分切成需要的尺寸和形状，然后进行包装，得到铝铁硅锌合金静电集尘多层扩张网铝箔。

通过0.4~0.6mm厚度压延材高温中间退火，使铝合金降低变形抗力提高塑性之外，还可以使铝合金α（Fe2SiAl8）、（Fe、Mn）Al6、MgZn2、Mg2Si等化合物在再结晶晶界周围弥散析出，使合金获得一定的抗拉强度、屈服强度和高延伸率。中间退火后的0.4~0.6mm厚度压延材，再经过总加工率为90%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，形成均匀的变形组织，提高铝箔的弹性极限，从而保证了静电集尘多层扩张网铝箔180~200MPa的屈服强度和大于3%的延伸率的力学性能要求，满足了铝箔经机械冲压自行拉伸，拉伸度有很好的可控性，扩张成菱形或辗压成波浪网，易破裂和断丝的使用要求。

作为优选地，步骤S2中，锌元素以纯金属的形式放入金属保护罩中，然后将所述金属保护罩浅埋入刚刚化平的铝熔体，在不激起较大的熔体波浪的前提下，对流操作，平稳移动，得到铝铁硅锌合金熔体，所述金属保护罩充有氮气保护气且为带有网眼的干燥铁质，锌是一种银白色略带淡蓝色金属，密度为7.14克/立方厘米，熔点为419.5℃。锌的化学性质活泼，当温度达到225℃后，锌氧化激烈，铝的熔点是660℃。因此，在铝锭化平时，即熔体温度达到660~680℃时，锌元素以纯金属的形式放入充有氮气保护气，并且干燥的铁质带有网眼金属保护罩中，然后，将金属保护罩浅埋入刚刚化平的铝熔体，在不激起较大的熔体波浪的前提下，对流操作，平稳移动，可以有效的减少锌锭氧化烧损和防止沉淀趴底，提高铝熔体锌含量的实收率。

本发明的优点和有益效果在于：材料成分的配置保留了铝铁硅系合金晶粒细小，良好的可成型性的优点，提高了铝箔的金属还原性和抗拉强度、屈服强度及应力腐蚀开裂抗力，满足了铝箔网制作过程中铝箔网拉伸度的可控性、扩张性和抗应力腐蚀性的使用要求，采用熔炼、连续铸轧、冷轧、重卷、中间退火、箔轧等加工方式，提高了铝合金箔的强度和弹性，扩张成菱形或辗压成波浪网，不易破裂、断丝，满足了微型高净化效率的细线平板式静电过滤器正极集尘板轻便、可拆洗，重复利用，可回收重熔，经济环保等实用性能要求。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

一种静电集尘多层扩张网铝箔，包括0.67wt%的铁，0.54wt%的硅，0.20wt%的锌，0.08wt%的镁，0.01wt%的锰，0.01wt%的钛，＜0.01wt%的铜，不可去除杂质单个含量＜0.05wt%，不可去除杂质合计含量＜0.15wt%，其余成分为铝。

一种静电集尘多层扩张网铝箔的制备方法，其制备方法包括如下加工步骤：

第一步：配料，按上述配比将原料配置好；

第二步：铝铁硅锌合金熔炼，在所配好的铝铁硅合金炉料化平时，即熔体温度达到660℃时，锌元素以纯金属的形式放入充有氮气保护气，并且干燥的铁质带有网眼金属保护罩中，然后，将金属保护罩浅埋入刚刚化平的铝熔体，在不激起较大的熔体波浪的前提下，对流操作，平稳移动，减少锌锭氧化烧损，提高铝熔体锌含量的实收率，得到铝铁硅锌合金熔体。

第三步：连续铸轧，在铸轧区内实现铸造、轧制变形，将过滤除渣后的铝合金熔体铸轧成6.0mm的板带，再经过板形的调整、剪切、卷取得到铸轧坯料；

第四步：第一冷轧，通过冷轧机将铸轧坯料轧制到成厚度为2.8mm的冷轧坯料；再将冷轧坯料轧制成1.4mm厚的冷轧坯料，之后，再将1.4mm厚的冷轧坯料轧制成0.8mm厚的冷轧坯料；

第五步：重卷，将0.8mm厚的冷轧坯料，经重卷机切边后制成0.8mm厚、1245mm宽的冷轧坯料；

第六步：第二冷轧，将重卷机切边后制成0.8mm厚、1245mm宽的冷轧坯料冷轧到0.4mm厚的冷轧坯料；

第七步：中间退火，将0.4mm厚的冷轧坯料用氮气保护金属控温方式进行中间退火，中间退火工艺为：≤100℃装炉，预升温0.5小时至200℃，预保温3小时，抽气充氮至炉内含氧量达到1000ppm以下，升温1.5小时到550℃持续保温，待铝卷金属温度到340℃时，保温1.5h，出炉空冷；

第八步：第三冷轧，将中间退火后的0.4mm厚的冷轧坯料，冷轧到0.2mm厚的冷轧坯料；

第九步：箔轧，将0.2mm厚的冷轧坯料，箔轧到0.08mm厚的箔轧坯料，再将箔轧坯料箔轧成0.04mm厚的分切坯料；

第十步：分切包装，将0.04mm厚的分切坯料，分切成需要的尺寸和形状，然后进行包装，得到铝铁硅锌合金静电集尘多层扩张网铝箔。

实施例2：

一种静电集尘多层扩张网铝箔，包括0.72wt%的铁，0.60wt%的硅，0.25wt%的锌，0.10wt%的镁，0.03wt%的锰，0.03wt%的钛，＜0.01wt%的铜，不可去除杂质单个含量＜0.05wt%，不可去除杂质合计含量＜0.15wt%，其余成分为铝。

一种静电集尘多层扩张网铝箔的制备方法，其制备方法包括如下加工步骤：

第一步：配料，按上述配比将原料配置好；

第二步：铝铁硅锌合金熔炼，在所配好的铝铁硅合金炉料化平时，即熔体温度达到670℃时，锌元素以纯金属的形式放入充有氮气保护气，并且干燥的铁质带有网眼金属保护罩中，然后，将金属保护罩浅埋入刚刚化平的铝熔体，在不激起较大的熔体波浪的前提下，对流操作，平稳移动，减少锌锭氧化烧损，提高铝熔体锌含量的实收率，得到铝铁硅锌合金熔体。

第三步：连续铸轧，在铸轧区内实现铸造、轧制变形，将过滤除渣后的铝合金熔体铸轧成6.5mm的板带，再经过板形的调整、剪切、卷取得到铸轧坯料；

第四步：第一冷轧，通过冷轧机将铸轧坯料轧制到成厚度为3.1mm的冷轧坯料；再将冷轧坯料轧制成1.6mm厚的冷轧坯料，之后，再将1.6mm厚的冷轧坯料轧制成0.9mm厚的冷轧坯料；

第五步：重卷，将0.9mm厚的冷轧坯料，经重卷机切边后制成0.9mm厚、1245mm宽的冷轧坯料；

第六步：第二冷轧，将重卷机切边后制成0.9mm厚、1245mm宽的冷轧坯料冷轧到0.54mm厚的冷轧坯料；

第七步：中间退火，将0.54mm厚的冷轧坯料用氮气保护金属控温方式进行中间退火，中间退火工艺为：≤100℃装炉，预升温0.5小时至200℃，预保温3小时，抽气充氮至炉内含氧量达到1000ppm以下，升温1.5小时到550℃持续保温，待铝卷金属温度到340℃时，保温1.5h，出炉空冷；

第八步：第三冷轧，将中间退火后的0.54mm厚的冷轧坯料，冷轧到0.23mm厚的冷轧坯料；

第九步：箔轧，将0.23mm厚的冷轧坯料，箔轧到0.09mm厚的箔轧坯料，再将箔轧坯料箔轧成0.045mm厚的分切坯料；

第十步：分切包装，将0.045mm厚的分切坯料，分切成需要的尺寸和形状，然后进行包装，得到铝铁硅锌合金静电集尘多层扩张网铝箔。

实施例3：

一种静电集尘多层扩张网铝箔，包括0.75wt%的铁，0.62wt%的硅，0.30wt%的锌，0.12wt%的镁，0.05wt%的锰，0.05wt%的钛，＜0.01wt%的铜，不可去除杂质单个含量＜0.05wt%，不可去除杂质合计含量＜0.15wt%，其余成分为铝。

一种静电集尘多层扩张网铝箔的制备方法，其制备方法包括如下加工步骤：

第一步：配料，按上述配比将原料配置好；

第二步：铝铁硅锌合金熔炼，在所配好的铝铁硅合金炉料化平时，即熔体温度达到680℃时，锌元素以纯金属的形式放入充有氮气保护气，并且干燥的铁质带有网眼金属保护罩中，然后，将金属保护罩浅埋入刚刚化平的铝熔体，在不激起较大的熔体波浪的前提下，对流操作，平稳移动，减少锌锭氧化烧损，提高铝熔体锌含量的实收率，得到铝铁硅锌合金熔体。

第三步：连续铸轧，在铸轧区内实现铸造、轧制变形，将过滤除渣后的铝合金熔体铸轧成7.5mm的板带，再经过板形的调整、剪切、卷取得到铸轧坯料；

第四步：第一冷轧，通过冷轧机将铸轧坯料轧制到成厚度为3.3mm的冷轧坯料；再将冷轧坯料轧制成1.8mm厚的冷轧坯料，之后，再将1.8mm厚的冷轧坯料轧制成1.0mm厚的冷轧坯料；

第五步：重卷，将1.0mm厚的冷轧坯料，经重卷机切边后制成1.0mm厚、1245mm宽的冷轧坯料；

第六步：第二冷轧，将重卷机切边后制成1.0mm厚、1245mm宽的冷轧坯料冷轧到0.6mm厚的冷轧坯料；

第七步：中间退火，将0.6mm厚的冷轧坯料用氮气保护金属控温方式进行中间退火，中间退火工艺为：≤100℃装炉，预升温0.5小时至200℃，预保温3小时，抽气充氮至炉内含氧量达到1000ppm以下，升温1.5小时到550℃持续保温，待铝卷金属温度到340℃时，保温1.5h，出炉空冷；

第八步：第三冷轧，将中间退火后的0.6mm厚的冷轧坯料，冷轧到0.3mm厚的冷轧坯料；

第九步：箔轧，将0.3mm厚的冷轧坯料，箔轧到0.10mm厚的箔轧坯料，再将箔轧坯料箔轧成0.05mm厚的分切坯料；

第十步：分切包装，将0.05mm厚的分切坯料，分切成需要的尺寸和形状，然后进行包装，得到铝铁硅锌合金静电集尘多层扩张网铝箔。

本发明所生产的静电集尘多层扩张网铝箔主要技术指标为：

合金状态：铝铁硅锌-H18

尺寸规格及允许偏差：厚度×宽度：0.04~0.05±0.003×1219±1mm

力学性能：屈服强度（Mpa）：180～220，延伸率：＞3%；

上述技术指标说明，本发明所生产的0.04~0.05mm厚度静电集尘多层扩张网铝箔，能够满足静电集尘多层扩张网制作过程中，拉伸度有很好的可控性、优良的扩张性和抗应力腐蚀性，本发明所生产的铝铁硅锌合金能够满足微型高净化效率的细线平板式静电过滤器正极集尘板在外加电场的作用下具有更好的还原性的使用要求，所生产的正极集尘板，可拆卸清洗，重复利用，也可回收重熔制造，经济环保，效益明显。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种静电集尘多层扩张网铝箔的制备方法，其特征在于：静电集尘多层扩张网铝箔，其化学成分及重量百分比为：铁：0.67%~0.75%，硅：0.54%~0.62%，锌：0.20%~0.30%，镁：0.08%~0.12%，锰：0.01%~0.05%，钛：0.01%~0.05%，铜：＜0.01%，不可去除杂质单个含量＜0.05%，不可去除杂质合计含量＜0.15%，其余成分为铝，所述制备方法包括：

S1：配料；

S2：铝铁硅锌合金熔炼；将配料化平形成铝熔体，熔体温度达到660~680℃时，再将锌元素以纯金属的形式放入金属保护罩中，然后将所述金属保护罩浅埋入刚刚化平的铝熔体，在不激起较大的熔体波浪的前提下，对流操作，平稳移动，得到铝铁硅锌合金熔体，所述金属保护罩充有氮气保护气且为带有网眼的干燥铁质；

S3：连续铸轧：在铸轧区内实现铸造、轧制变形，将过滤除渣后的铝铁硅锌合金熔体铸轧成6.0～7.5mm的板带，再经过板形的调整、剪切、卷取得到铸轧坯料；

S4：第一冷轧：通过冷轧机进行三道次冷轧，分别为冷轧到2.8～3.3mm→冷轧到1.4~1.8mm→冷轧到0.8~1.0mm得到冷轧坯料；

S5：重卷：将冷轧坯料通过重卷机切边切到宽度为1245mm；

S6：第二冷轧：通过冷轧机经过一道次冷轧，冷轧后坯料厚度为0.4~0.6mm；

S7：中间退火：采用氮气保护金属控温方式退火，即，≤100℃装炉，预升温0.5小时至200℃，预保温3小时，抽气充氮至炉内含氧量达到1000ppm以下，升温1.5小时到550℃持续保温，待铝卷金属温度到340℃时，保温1.5h，出炉空冷；

S8：第三冷轧，将退火后的坯料通过冷轧机一道次冷轧到厚度为0.2~0.3mm；

S9：箔轧，通过箔轧机经过两道次轧制，依次为箔轧轧制到厚度0.08～0.10mm→箔轧轧制到成品厚度0.04~0.05mm；

S10：分切包装，分切成需要的尺寸和形状，然后进行包装，得到铝铁硅锌合金静电集尘多层扩张网铝箔。