CN107058775A - 8079合金双零箔坯料及其制备方法和8079合金双零箔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种8079合金双零箔坯料及其制备方法和8079合金双零箔,该方法包括:(1)将电解铝液、含铝物料、铁剂和铝‑硅中间合金混合熔炼,以便得到铝熔液;(2)将铝熔液进行精炼和扒渣处理,以便得到精炼铝液;(3)精炼铝液经过保温炉,采用惰性气体对精炼铝液进行除气处理,以便得到低含渣量、低含气量铝溶液;(4)将铝溶液依次进行除气净化、晶粒细化及过滤,以便得到最终铝液;(5)最终铝液经过铸轧工序,得到8079铝合金双零箔坯料。该方法可使得生产的8079合金双零箔坯料铸轧板的氢含量控制在0.1ml/100gAl以下,Ti吸收率达到85.75%~87.23%,铸轧板晶粒达到1级,铸轧板表面质量好且内部组织均匀,8079合金双零箔坯料轧制至0.0045㎜厚度时,针孔度小于100个/m2。
Description
技术领域
本发明属于铝板带箔材加工技术领域,具体而言,本发明涉及8079合金双零箔坯料及其制备方法和8079合金双零箔。
背景技术
铝箔因其自身的特性,被广泛应用于包装、建筑、电力等领域。随着经济技术的发展,市场对铝箔品质的要求越来越高,希望铝箔的晶粒更加细腻均匀,厚度更薄,针孔更少,力学性能和表面质量更高。目前,大部分双零铝箔采用的是1235合金或8079合金,由于1235合金的元素总含量少,其双零箔成品的力学性能低,无法满足现代高速复合机的生产要求;而8079合金双零箔由于力学性能高,迎合了高速复合机的需求。同时,8079合金双零箔的表面质量比1235合金双零箔的表面质量更细腻,晶粒组织更加细密均匀,光泽度更均匀,针孔率更少,可以用于更高档的产品。
铝箔坯料的生产方式主要有两种:热轧和铸轧,由于8079合金自身的成分特点,低Si高Fe,目前国际上的8079合金双零箔一般只采用热轧坯料生产,热轧坯料箔坯晶粒细小均匀,其双零箔成品表面细腻,光泽均匀。对于铸轧,由于电解铝液温度过高,铝液中非自发晶核较少,导致采用电解铝液直接铸轧制备双零箔坯料难度更大,铸轧板中经常有夹杂、气道、晶粒粗大、表面条纹等缺陷。但与热轧坯料相比,铸轧坯料具有流程短、成本低、轧制超薄铝箔时针孔度少等一系列优点。
因此,现有开发电解铝液直接铸轧制备8079合金双零箔坯料具有重要的意义。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种8079合金双零箔坯料及其制备方法和8079合金双零箔,该方法可使得生产的8079合金双零箔坯料的氢含量控制在0.1ml/100gAl以下,Ti吸收率达到85.75%~87.23%,铸轧板晶粒达到1级(低倍晶粒度),铸轧板表面质量好且内部组织均匀,8079合金双零箔坯料轧制至0.0045㎜厚度时,针孔度小于100个/m2。
本申请是基于发明人下列发现完成的:铝箔坯料的生产方式主要有两种:热轧和铸轧,目前国际上的8079合金双零箔一般只采用热轧坯料生产,热轧坯料箔坯晶粒细小均匀,其双零箔成品表面细腻,光泽均匀。对于铸轧,由于电解铝液温度过高,铝液中非自发晶核较少,导致采用电解铝液直接铸轧制备双零箔坯料难度更大,铸轧板中经常有夹杂、气道、晶粒粗大、表面条纹等缺陷。但与热轧坯料相比,铸轧坯料具有流程短、成本低、轧制超薄铝箔时针孔度少等一系列优点。鉴于此,本申请的发明人通过对现有制备8079合金双零箔的铸轧技术进行积极探索,旨在解决现有技术中的缺陷,以期得到晶粒细小、表面质量好的8079合金双零箔坯料。
为此,在本发明的一个方面,本发明提出了一种制备8079合金双零箔坯料的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:(1)将电解铝液、含铝物料、铁剂和铝-硅中间合金混合熔炼,以便得到铝熔液;(2)将所述铝熔液进行精炼和扒渣处理,以便得到精炼铝液;(3)将所述精炼铝液经过保温炉,采用惰性气体对所述精炼铝液进行除气处理,以便得到低含渣量、低含气量铝溶液;(4)将所述低含渣量、含气量铝溶液经过生产流槽,进行在线除气净化、在线晶粒细化及非传统过滤箱过滤,以便得到最终铝液;(5)将所述最终铝液通过铸轧工艺,以便得到8079铝合金双零箔坯料。
由此,根据本发明实施例的制备8079合金双零箔坯料的方法通过将电解铝液、含铝物料、铁剂和铝-硅中间合金混合熔炼,有利于得到符合8079合金的铝熔液;通过将铝熔液进行精炼和扒渣,可去除铝熔液中的杂质,同时有利于细化晶粒;在除气的过程中,惰性气体对精炼铝液起到保护作用,一方面可除去精炼铝液中的氢,一方面可防止精炼铝液被空气污染;细化剂的加入可使得铝溶液生成大量异质晶核,有利于在整个铝溶液内部同时成核,形成细小的近似等轴晶的细晶粒组织,原来的粗大柱状晶组织消失。该方法可使得生产的8079合金双零箔坯料的氢含量控制在0.1ml/100gAl以下,Ti吸收率达到85.75%~87.23%,铸轧板晶粒达到1级(低倍晶粒度),铸轧板表面质量好且内部组织均匀,8079合金双零箔坯料轧制至0.0045㎜厚度时,针孔度小于100个/m2。
另外,根据本发明上述实施例的制备8079合金双零箔坯料的方法还可以具有如下附加的技术特征:
在本发明的实施例中,在步骤(1)中,所述含铝物料为选自铸轧废料、冷轧废料和工业重熔用铝锭中的至少之一。由此,有利于实现含铝资源的回收再利用,降低原材料成本。
在本发明的实施例中,在步骤(1)中,将所述电解铝液、所述含铝物料、所述铁剂和所述铝-硅中间合金按照质量比为(65~75):(25~35):(5~8):(3~6)进行所述混合熔炼,由此,有利于得到成分合格的8079合金熔液。
在本发明的实施例中,在步骤(1)中,当所述含铝物料为铸轧废料或冷轧废料时,将所述电解铝液、所述含铝物料、所述铁剂和所述铝-硅中间合金按照质量比为。(60~65):(35~40:(5~8):(3~6)进行所述混合熔炼。由此,有利于得到成分合格的8079合金熔液。
在本发明的实施例中,在步骤(1)中,当所述含铝物料为工业重熔用铝锭时,将所述电解铝液、所述含铝物料、所述铁剂和所述铝-硅中间合金按照质量比为(65~70):(25~30):(5~8):(3~6)进行所述混合熔炼。由此,有利于得到成分合格的8079合金熔液。
在本发明的实施例中,步骤(2)是按照下列步骤进行的:(2-1)采用固态精炼剂对所述铝熔液进行第一次精炼处理,以便得到第一次精炼熔液;(2-2)将所述第一次精炼熔液进行第一扒渣处理,以便得到第一铝液;(2-3)采用氩气和固态精炼剂对所述第一铝液进行第二次精炼处理,以便得到第二精炼熔液;(2-4)将所述第二精炼熔液进行第二次扒渣处理,以便得到第二铝液;(2-5)采用氩气和二氯甲烷对所述第二铝液进行第三次精炼处理,以便得到第三精炼熔液;(2-6)将所述第三精炼熔液进行第三扒渣处理,以便得到所述精炼铝液。由此,有利于去除铝熔液中的杂质并细化晶粒。
在本发明的实施例中,在步骤(2-1)中,基于20~23t的所述铝熔液,所述固态精炼剂的加入量为3~3.5Kg。由此,有利于去除铝熔液中的氢和浮游的氧化夹渣。
在本发明的实施例中,在步骤(2-3)中,所述氩气的压力为5~10Mpa,并且基于20~23t的所述第一铝液,所述固态精炼剂的加入量为2~2.5Kg。由此,可进一步去除铝熔液的氢和浮游的氧化夹渣。
在本发明的实施例中,在步骤(2-5)中,所述氩气的压力为5~10MPa,并且基于20~23t的所述第二铝液,所述二氯甲烷的加入量为2~3Kg。由此,可进一步去除铝熔液的氢和浮游的氧化夹渣。
在本发明的实施例中,在步骤(3)中,所述惰性气体的流量为2.5~3.0m3/h,所述惰性气体的气泡高度为3-5mm。由此,有利于去除精炼铝液中的氢气。
在本发明的实施例中,在步骤(3)中,所述除气铝液中氢气含量为不高于0.10ml/100g铝。由此,可显著提高8079合金双零箔坯料的表面质量。
在本发明的实施例中,在步骤(4)中,所述细化剂为铝钛硼丝细化剂。由此,有利于细化8079合金双零箔坯料的晶粒。
在本发明的实施例中,在步骤(4)中,基于1t所述铝溶液,所述细化剂的加入量为2~3Kg。由此,可进一步细化8079合金双零箔坯料的晶粒。
在本发明的实施例中,在步骤(5)中,所述铸轧过程中前箱温度为695±3摄氏度。由此,可进一步细化8079合金双零箔坯料的晶粒。
在本发明的实施例中,在步骤(5)中,所述铸轧处理的速度为850-900mm/min。由此,可进一步细化8079合金双零箔坯料的晶粒。
在本发明的实施例中,在步骤(5)中,所述铸轧区长度为67~74mm。由此,可进一步细化8079合金双零箔坯料的晶粒。
在本发明的再一个方面,本发明提出了一种8079合金双零箔坯料,所述8079合金双零箔坯料是采用上述制备8079合金双零箔坯料的方法制备得到的。由此,可获得表面质量好且内部组织均匀的8079合金双零箔坯料。
在本发明的又一个方面,本发明提出了一种8079合金双零箔,所述8079合金双零箔是采用上述制备8079合金双零箔坯料的方法制备得到的。由此,可获得表面质量好且内部组织均匀的8079合金双零箔。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明一个实施例的制备8079合金双零箔坯料的方法流程示意图;
图2是根据本发明再一个实施例的制备8079合金双零箔坯料的方法流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明的一个方面,本发明提出了一种制备8079合金双零箔坯料的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:(1)将电解铝液、含铝物料、铁剂和铝-硅中间合金混合熔炼,以便得到铝熔液;(2)将铝熔液进行精炼和扒渣处理,以便得到精炼铝液;(3)将精炼铝液经过保温炉,采用惰性气体对精炼铝液进行除气处理,以便得到低含渣量、低含气量铝溶液;(4)将低含渣量、含气量铝溶液经过生产流槽,进行在线除气净化、在线晶粒细化及非传统过滤箱过滤,以便得到最终铝液;(5)将最终铝液通过铸轧工艺,以便得到8079铝合金双零箔坯料。
由此,根据本发明实施例的制备8079合金双零箔坯料的方法通过将电解铝液、含铝物料、铁剂和铝-硅中间合金混合熔炼,有利于得到符合8079合金的铝熔液;通过将铝熔液进行精炼和扒渣,可去除铝熔液中的杂质,同时有利于细化晶粒;在除气的过程中,惰性气体对精炼铝液起到保护作用,一方面可除去精炼铝液中的氢,一方面可防止精炼铝液被空气污染;细化剂的加入可使得铝溶液生成大量异质晶核,有利于在整个铝溶液内部同时成核,形成细小的近似等轴晶的细晶粒组织,原来的粗大柱状晶组织消失。该方法可使得生产的8079合金双零箔坯料的氢含量控制在0.1ml/100gAl以下,Ti吸收率达到85.75%~87.23%,铸轧板晶粒达到1级(低倍晶粒度),铸轧板表面质量好且内部组织均匀,8079合金双零箔坯料轧制至0.0045㎜厚度时,针孔度小于100个/m2。
下面参考图1对本发明实施例的制备8079合金双零箔坯料的方法进行详细描述。根据本发明的实施例,该方法包括:
S100:将电解铝液、含铝物料、铁剂和铝-硅中间合金混合熔炼
该步骤中,将电解铝液、含铝物料、铁剂和铝-硅中间合金混合熔炼,以便得到铝熔液。由此,有利于得到符合8079合金的铝熔液。发明人发现,在制备8079合金双零箔坯料时,化学成分需严格按照8079合金执行。8079合金的化学成分为:1.1wt%~1.3wt%Fe,0.05wt%~0.08wt%Si,0.02wt%Cu,0.05wt%Zn,0.035wt%Ti,余量的铝。通过在电解铝液中加入一定比列的含铝物料、铁剂和铝-硅中间合金,通过熔炼工艺,可得到符合8079合金成分的铝熔液。其中,铝-硅中间合金的具体组成为:11wt%~13wt%Si,0.03wt%Cu,0.03wt%Zn,0.03wt%Ti,0.01wt%Mn,0.01wt%Mg,Al余量。
根据本发明的一个实施例,含铝物料并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的一个具体实施例,含铝物料可以为选自铸轧废料、冷轧废料和工业重熔用铝锭中的至少之一。由此,有利于实现含铝资源的回收再利用,降低原材料成本。
根据本发明的再一个实施例,电解铝液、含铝物料、铁剂和铝-硅中间合金的混合质量比为:(65~75):(25~35):(5~8):(3~6)。发明人发现,电解铝液、含铝物料、铁剂和铝-硅中间合金的质量比必须严格按照上述质量比,各组分含量过高或过低,都将直接影响8079合金双零箔坯料内部的晶粒组织。
根据本发明的又一个实施例,当含铝物料为铸轧废料或冷轧废料时,电解铝液、含铝物料、铁剂和铝-硅中间合金的混合质量比为(60~65):(35~40):(5~8):(3~6)。发明人发现,电解铝液、含铝物料、铁剂和铝-硅中间合金的质量比必须严格按照上述质量比,各组分含量过高或过低,都将直接影响8079合金双零箔坯料内部的晶粒组织。
根据本发明的又一个实施例,当含铝物料为工业重熔用铝锭时,电解铝液、含铝物料、铁剂和铝-硅中间合金的混合质量比为(65~70):(25~30):(5~8):(3~6)进行混合熔炼。发明人发现,电解铝液、含铝物料、铁剂和铝-硅中间合金的质量比必须严格按照上述质量比,各组分含量过高或过低,都将直接影响8079合金双零箔坯料内部的晶粒组织。且只有当工业重熔用铝锭的质量比为上述比例时,才能有效提高8079合金双零铝箔的内部质量。
S200:将铝熔液进行精炼和扒渣处理
该步骤中,将铝熔液进行精炼和扒渣处理,以便得到精炼铝液。由此,可去除铝熔液中的杂质,同时有利于细化晶粒。
参考图2,根据本发明的实施例,S200是按照下列步骤进行的:
S21:采用固态精炼剂对铝熔液进行第一精炼处理
该步骤中,采用固态精炼剂对铝熔液进行第一精炼处理,以便得到第一精炼熔液。由此,有利于细化晶粒。
根据本发明的一个实施例,固态精炼剂的加入量并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的一个具体实施例,基于20~23t的铝熔液,固态精炼剂的加入量可以为3~3.5Kg。发明人发现,固态精炼剂的加入量过高过低都会直接影响铝熔液精炼效果。
S22:将第一精炼熔液进行第一扒渣处理
该步骤中,将第一精炼熔液进行第一扒渣处理,以便得到第一铝液和第一浮渣。由此,可去除第一精炼熔液中的杂质。
S23:采用氩气和固态精炼剂对第一铝液进行第二精炼处理
该步骤中,采用氩气和固态精炼剂对第一铝液进行第二精炼处理,以便得到第二精炼熔液。由此,可进一步细化晶粒。
根据本发明的一个实施例,氩气的压力和固态精炼剂的加入量并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的一个具体实施例,氩气的压力可以为5~10Mpa,并且基于20~23t的第一铝液,固态精炼剂的加入量可以为2~2.5Kg。发明人发现,氩气的压力以及固态精炼剂的加入量过高过低都会对第一铝液的精炼效果产生巨大的影响。经过第一次精炼后,第一铝液在第二次精炼时,固态精炼剂的加入量必须严格控制,才能达到有效减少第一铝液的含气和含渣量,从而达到精炼效果。
S24:将第二精炼熔液进行第二扒渣处理
该步骤中,将第二精炼熔液进行第二扒渣处理,以便得到第二铝液和第二浮渣。由此,可去除第二精炼熔液中的杂质。
S25:采用氩气和二氯甲烷对第二铝液进行第三精炼处理
该步骤中,采用氩气和二氯甲烷对第二铝液进行第三精炼处理,以便得到第三精炼熔液。由此,可进一步细化晶粒。
根据本发明的一个实施例,氩气的压力和二氯甲烷的加入量并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的一个具体实施例,氩气的压力可以为5~10MPa,并且基于20~23t的第二铝液,二氯甲烷的加入量可以为2~3Kg。发明人发现,氩气的压力和二氯甲烷的加入量过高或过低都会直接影响铝液的精炼效果,从而无法满足后续生产。
S26:将第三精炼熔液进行第三扒渣处理
该步骤中,将第三精炼熔液进行第三扒渣处理,以便得到精炼铝液和第三浮渣。由此,可去除第三精炼熔液中的杂质。
具体的,在铝熔液进行精炼的过程中,采用3次扒渣工艺。当铝熔液温度达到700~710摄氏度时,基于20~23t的铝熔液,加入3~3.5Kg固态精炼剂,进行第一精炼处理,得到第一精炼熔液,精炼3h后,进行第一扒渣处理,去除铝熔液表面的浮渣,得到第一铝液和第一浮渣。然后进行合金配制,使得合金的成分落在8079合金成分内。接着采用氩气和固态精炼剂对第一铝液进行第二精炼处理,得到第二精炼熔液。其中氩气压力控制在5~10MPa,基于20~23t的第一铝液,固态精炼剂加入量为2~2.5kg,精炼时间为12min。第二精炼熔液静置5min后,对第二精炼熔液进行第二扒渣处理,得到第二铝液和第二浮渣。根据前箱温度需要,控制熔炼炉转炉温度,并将熔炼炉中的第二铝液静置30min后转炉。静置炉转炉1h后,采用氩气和二氯甲烷对第二铝液进行第三精炼处理,氩气压力控制在5~10MPa,基于20~23t的第二铝液,二氯甲烷的加入量为2~3Kg,并进行第三扒渣处理,静置炉第二铝液温度控制在750~755摄氏度。
S300:将精炼铝液经过保温炉,采用惰性气体对精炼铝液进行除气处理
该步骤中,将精炼铝液经过保温炉,采用惰性气体对精炼铝液进行除气处理,以便得到低含渣量、低含气量铝溶液;由此,有利于净化精炼铝液。
具体的,将精炼铝液经过保温炉,采用惰性气体对精炼铝液进行除气处理,精炼铝液流经除气箱,除气箱惰性气体流量设置在2.5~3.0m3/h,气泡高度控制在3~5mm,得到氢含量控制在0.10ml/100g铝以下的低含渣量、低含气量铝溶液。
根据本发明的一个实施例,惰性气体的流量为2.5~3.0m3/h,惰性气体的气泡高度可以为3-5mm。发明人发现,惰性气体的流量和惰性气体的气泡高度过高或过低直接影响精炼铝液的除气效果。需要说明的是,惰性气体并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,例如可以为氮气和氩气等。
根据本发明的再一个实施例,除气铝液中氢气的含量为不高于0.10ml/100g铝。发明人发现,除气铝液中氢气的含量过高将使8079双零箔坯料针孔超标,无法满足后续使用。
S400:将低含渣量、含气量铝溶液经过生产流槽,进行在线除气净化、在线晶粒细化及非传统过滤箱过滤
该步骤中,将低含渣量、含气量铝溶液经过生产流槽,进行在线除气净化、在线晶粒细化及非传统过滤箱过滤,以便得到最终铝液。
具体的,在除气箱的入口逆向加入细化剂,加入时铝溶液的温度为720~730摄氏度,基于1t的铝溶液,细化剂的加入量为2~3Kg,优选2.5Kg,细化剂的添加点至前箱的距离为2m,可使Ti的吸收率达到85.75%~87.23%,可使得后续8079合金双零箔坯料的晶粒更加细密均匀,且为1级晶粒。铝溶液流经过滤箱时,采用非传统过滤方式,使铝溶液从下至上,先后经过2级陶瓷过滤板,陶瓷板上板面采用60ppi,下板面采用30ppi,有效去除夹杂。
根据本发明的再一个实施例,细化剂的加入量并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的一个具体实施例,基于20~23t的铝溶液,细化剂的加入量可以为2~3Kg,优选2.5Kg。发明人发现,细化剂加入量过高或过低直接影响8079双零箔坯料的内部组织和表面质量。需要说明是,细化剂为铝钛硼丝细化剂。
S500:将最终铝液进行铸轧处理
该步骤中,将最终铝液通过铸轧工艺,以便得到8079铝合金双零箔坯料。具体的,铸轧过程中前箱最终铝液温度控制在695±3摄氏度,铸轧处理的速度为850-900mm/min,铸轧区长度为67~74mm,前箱液面波动控制在±0.1mm范围内,从而保证得到的8079合金双零箔坯料具有细密的内部组织和良好的表面质量。发明人发现,当铸轧速度与冷却强度不变时,如果前箱铝液温度过高,将造成结晶前沿前面的熔体温度梯度增大,液相过冷度变小,形核率降低而长大速度提高,有利于胞状晶生长,因而表面晶粒粗大。当其它条件不变时,如果提高铸轧速度,将增大铸造区,使液穴加长,而变形区变短,造成结晶前沿前面的熔体温度梯度增大,液相过冷度变小,形核率降低而长大速度提高,因而晶粒粗大。当其它条件不变时,在保证铸轧正常生产前提下,如果前箱液面过低,会导致熔体静压力较小,铸轧区上表面熔体与铸轧辊接触不充分,传热条件差,冷却速度慢,上表面结晶前沿温度梯度加大,该处液相过冷度变小,易使铸轧带坯上表面形成粗大晶粒。冷却水的温度、压力和流量,铸轧辊套厚度及其导热性能均对冷却强度产生影响。如果冷却水温度偏高、水压较低或辊套过厚,会使冷却强度降低,使铝熔体液相过冷度变小,形核率降低,凝固时间增加,从而易使铸轧带坯表面产生粗大晶粒。在铸轧辊径和辊缝一定时,铸轧区越长,进入到铸轧区内的铝熔体越多,需要带走的热量也越多。如果冷却强度、轧制速度等工艺参数不变时,则会导致辊套温度上升,熔体过冷度变小,易使晶粒粗大。
根据本发明的一个实施例,铸轧过程中前箱铝液的温度为695±3摄氏度。发明人发现,当铸轧速度与冷却强度不变时,如果前箱铝液温度过高,将造成结晶前沿前面的熔体温度梯度增大,液相过冷度变小,形核率降低而长大速度提高,有利于胞状晶生长,因而表面晶粒粗大。
根据本发明的再一个实施例,铸轧处理的速度为850-900mm/min。发明人发现,当其它条件不变时,如果提高铸轧处理的速度,将增大铸造区,使液穴加长,而变形区变短,造成结晶前沿前面的熔体温度梯度增大,液相过冷度变小,形核率降低而长大速度提高,因而晶粒粗大。
根据本发明的又一个实施例,铸轧区长度可以为67~74mm。发明人发现,在铸轧辊径和辊缝一定时,铸轧区越长,进入到铸轧区内的铝熔体越多,需要带走的热量也越多。如果冷却强度、轧制速度等工艺参数不变时,则会导致辊套温度上升,熔体过冷度变小,易使晶粒粗大。
在本发明的再一个方面,本发明提出了一种8079合金双零箔坯料,根据本发明的实施例,上述8079合金双零箔坯料是采用上述制备8079合金双零箔坯料的方法制备得到的。由此,可获得表面质量好内部组织均匀的8079合金双零箔坯料。
在本发明的又一个方面,本发明提出了一种8079合金双零箔,根据本发明的实施例,上述8079合金双零箔是上述制备8079合金双零箔坯料的方法制备得到的8079合金双零箔坯料制备得到的。由此,可获得表面质量好内部组织均匀的8079合金双零箔。
下面参考具体实施例,对本发明进行描述,需要说明的是,这些实施例仅仅是描述性的,而不以任何方式限制本发明。
实施例1
8079合金的化学成分及重量百分比如表1所示。
表1 8079合金的化学成分及重量百分比
合金 | Fe(wt%) | Si(wt%) | Cu(wt%) | Zn(wt%) | Mn(wt%) | Ti(wt%) | Al(wt%) |
8079 | 1.2 | 0.06 | 0.02 | 0.05 | - | 0.035 | 余量 |
将电解铝液、8079铸轧废料、铁剂和铝-硅中间合金按照质量比65:35:6:4合熔炼,得到铝熔液。
在铝熔液进行精炼的过程中,采用3次扒渣工艺。当铝熔液温度达到700摄氏度时,基于20~23t的铝熔液,加入3Kg固态精炼剂,进行第一精炼处理,得到第一精炼熔液,精炼3h后,进行第一扒渣处理,去除铝熔液表面的浮渣,得到第一铝液和第一浮渣。然后进行合金配制,使得合金的成分落在8079合金成分内。接着采用氩气和固态精炼剂对第一铝液进行第二精炼处理,得到第二精炼熔液。其中氩气压力控制在6MPa,基于20~23t的第一铝液,固态精炼剂加入量为2kg,精炼时间为12min。铝熔液静置5min后,对第二精炼熔液进行第二扒渣处理,得到第二铝液和第二浮渣。根据前箱温度需要,控制熔炼炉转炉温度,并将熔炼炉铝液静置30min后转炉。静置炉转炉1h后,采用氩气和二氯甲烷对第二铝液进行第三精炼处理,氩气压力控制在6MPa,基于20~23t的第二铝液,二氯甲烷的加入量为2.5Kg,并进行第三扒渣处理,得到精炼铝液和浮渣。静置炉铝液温度控制在750摄氏度。
将精炼铝液经过保温炉,采用惰性气体对精炼铝液进行除气处理,精炼铝液流经除气箱,除气箱惰性气体流量设置在2.5m3/h,气泡高度控制在3mm,得到低含渣量、低含气量铝溶液。
在除气箱的入口逆向加入铝钛硼丝细化剂,加入时铝溶液的温度为720摄氏度,基于1t的铝溶液,铝钛硼丝细化剂的加入量为2.5Kg,铝钛硼丝细化剂的添加点至前箱的距离为2m,可使Ti的吸收率达到85.75%,铝溶液流经过滤箱时,采用非传统过滤方式,使铝溶液从下至上,先后经过2级陶瓷过滤板,陶瓷板上板面采用60ppi,下板面采用30ppi,有效去除夹杂,得到最终铝液。
铸轧过程中前箱最终铝液温度控制在695摄氏度,铸轧处理的速度为860mm/min,铸轧区长度为67mm,前箱液面波动控制在±0.1mm范围内,最终铝液经铸轧处理,得到8079铝合金双零箔坯料。
生产的8079合金双零箔坯料铸轧板满足:氢含量为0.1ml/100g铝,铸轧板晶粒更加细密均匀,达到1级晶粒,铸轧板表面条纹少,且8079合金双零箔坯料轧制至0.0045㎜时,针孔度为100个/m2。
实施例2
8079合金的化学成分及重量百分比如表2所示。
表2 8079合金的化学成分及重量百分比
合金 | Fe(wt%) | Si(wt%) | Cu(wt%) | Zn(wt%) | Mn(wt%) | Ti(wt%) | Al(wt%) |
8079 | 1.1 | 0.05 | 0.02 | 0.05 | - | 0.035 | 余量 |
将电解铝液、8079铸轧废料、铁剂和铝-硅中间合金按照质量比60:35:5:4混合熔炼,得到铝熔液。
在铝熔液进行精炼的过程中,采用3次扒渣工艺。当铝熔液温度达到705摄氏度时,基于20~23t的铝熔液,加入3.2Kg固态精炼剂,进行第一精炼处理,得到第一精炼熔液,精炼3h后,进行第一扒渣处理,去除铝熔液表面的浮渣,得到第一铝液和第一浮渣。然后进行合金配制,使得合金的成分落在8079合金成分内。接着采用氩气和固态精炼剂对第一铝液进行第二精炼处理,得到第二精炼熔液。其中氩气压力控制在8MPa,基于20~23t的第一铝液,固态精炼剂加入量为2.2kg,精炼时间为12min。铝熔液静置5min后,对第二精炼熔液进行第二扒渣处理,得到第二铝液和第二浮渣。根据前箱温度需要,控制熔炼炉转炉温度,并将熔炼炉铝液静置30min后转炉。静置炉转炉1h后,采用氩气和二氯甲烷对第二铝液进行第三精炼处理,氩气压力控制在8MPa,基于20~23t的第二铝液,二氯甲烷的加入量为2.5Kg,并进行第三扒渣处理,静置炉铝液温度控制在753摄氏度。
将精炼铝液经过保温炉,采用惰性气体对精炼铝液进行除气处理,精炼铝液流经除气箱,除气箱惰性气体流量设置在2.8m3/h,气泡高度控制在4mm,得到低含渣量、低含气量铝溶液。
在除气箱的入口逆向加入铝钛硼丝细化剂,加入时铝溶液的温度为725摄氏度,基于1t的铝溶液,铝钛硼丝细化剂的加入量为2.5Kg,铝钛硼丝细化剂的添加点至前箱的距离为2m,可使Ti的吸收率达到86.0%。铝溶液流经过滤箱时,采用非传统过滤方式,使铝溶液从下至上,先后经过2级陶瓷过滤板,陶瓷板上板面采用60ppi,下板面采用30ppi。
铸轧过程中前箱最终铝液温度控制在696摄氏度,铸轧处理的速度为870mm/min,铸轧区长度为70mm,前箱液面波动控制在±0.1mm范围内,最终铝液经铸轧处理,得到8079铝合金双零箔坯料。
生产的8079合金双零箔坯料铸轧板满足:氢含量为0.098ml/100g铝,铸轧板晶粒达到1级晶粒,铸轧板表面条纹少,且8079合金双零箔坯料轧制至0.0045㎜时,针孔度为98个/m2。
实施例3
8079合金的化学成分及重量百分比如表1所示。
表1 8079合金的化学成分及重量百分比
合金 | Fe(wt%) | Si(wt%) | Cu(wt%) | Zn(wt%) | Mn(wt%) | Ti(wt%) | Al(wt%) |
8079 | 1.3 | 0.07 | 0.02 | 0.05 | - | 0.035 | 余量 |
将电解铝液、工业重熔用铝锭、铁剂和铝-硅中间合金按照质量比65:25:6:3混合熔炼,得到铝熔液。
在铝熔液进行精炼的过程中,采用3次扒渣工艺。当铝熔液温度达到710摄氏度时,基于20~23t的铝熔液,加入3.5Kg固态精炼剂,进行第一精炼处理,得到第一精炼熔液,精炼3h后,进行第一扒渣处理,去除铝熔液表面的浮渣,得到第一铝液和第一浮渣。然后进行合金配制,使得合金的成分落在8079合金成分内。接着采用氩气和固态精炼剂对第一铝液进行第二精炼处理,得到第二精炼熔液。其中氩气压力控制在10MPa,基于20~23t的第一铝液,固态精炼剂加入量为2.5kg,精炼时间为12min。铝熔液静置5min后,对第二精炼熔液进行第二扒渣处理,得到第二铝液和第二浮渣。根据前箱温度需要,控制熔炼炉转炉温度,并将熔炼炉铝液静置30min后转炉。静置炉转炉1h后,采用氩气和二氯甲烷对第二铝液进行第三精炼处理,氩气压力控制在10MPa,基于20~23t的第二铝液,二氯甲烷的加入量为2.5Kg,并进行第三扒渣处理,静置炉铝液温度控制在755摄氏度。
将精炼铝液经过保温炉,采用惰性气体对精炼铝液进行除气处理,精炼铝液流经除气箱,除气箱惰性气体流量设置在3m3/h,气泡高度控制在5mm,得到低含渣量、低含气量铝溶液。
在除气箱的入口逆向加入铝钛硼丝细化剂,加入时铝溶液的温度为730摄氏度,基于1t的铝溶液,铝钛硼丝细化剂的加入量为2.5Kg,铝钛硼丝细化剂的添加点至前箱的距离为2m,可使Ti的吸收率达到87.0%,铝溶液流经过滤箱时,采用非传统过滤方式,使铝溶液从下至上,先后经过2级陶瓷过滤板,陶瓷板上板面采用60ppi,下板面采用30ppi,有效去除夹杂。
铸轧过程中前箱铝液温度控制在698摄氏度,铸轧处理的速度为890mm/min,铸轧区长度为72mm,前箱液面波动控制在±0.1mm范围内,最终铝液经铸轧处理,得到8079铝合金双零箔坯料。
生产的8079合金双零箔坯料铸轧板满足:氢含量为0.01ml/100g铝,铸轧板晶粒更加细密均匀,达到1级晶粒,铸轧板表面条纹少,且8079合金双零箔坯料轧制至0.0045㎜时,针孔度为100个/m2。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种制备8079合金双零箔坯料的方法,其特征在于,包括:
(1)将电解铝液、含铝物料、铁剂和铝-硅中间合金混合熔炼,以便得到铝熔液;
(2)将所述铝熔液进行精炼和扒渣处理,以便得到精炼铝液;
(3)将所述精炼铝液经过保温炉,采用惰性气体对所述精炼铝液进行除气处理,以便得到低含渣量、低含气量铝溶液;
(4)将所述低含渣量、含气量铝溶液经过生产流槽,进行在线除气净化、在线晶粒细化及非传统过滤箱过滤,以便得到最终铝液;
(5)将所述最终铝液经过铸轧工艺,以便得到8079铝合金双零箔坯料。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述含铝物料为选自铸轧废料、冷轧废料和工业重熔用铝锭中的至少之一。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中,将所述电解铝液、所述含铝物料、所述铁剂和所述铝-硅中间合金按照质量比为(65~75):(25~35):(5~8):(3~6)进行所述混合熔炼,
任选的,当所述含铝物料为铸轧废料或冷轧废料时,将所述电解铝液、所述含铝物料、所述铁剂和所述铝-硅中间合金按照质量比为(60~65):(35~40):(5~8):(3~6)进行所述混合熔炼;
任选的,当所述含铝物料为工业重熔用铝锭时,将所述电解铝液、所述含铝物料、所述铁剂和所述铝-硅中间合金按照质量比为(65~70):(25~30):(5~8):(3~6)进行所述混合熔炼。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,步骤(2)是按照下列步骤进行的:
(2-1)采用固态精炼剂对所述铝熔液进行第一次精炼处理,以便得到第一精炼熔液;
(2-2)将所述第一精炼熔液进行第一扒渣处理,以便得到第一铝液;
(2-3)采用氩气和固态精炼剂对所述第一铝液进行第二次精炼处理,以便得到第二次精炼熔液;
(2-4)将所述第二次精炼熔液进行第二扒渣处理,以便得到第二铝液;
(2-5)采用氩气和二氯甲烷对所述第二铝液进行第三次精炼处理,以便得到第三次精炼熔液;
(2-6)将所述第三精炼熔液进行第三扒渣处理,以便得到所述精炼铝液。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在步骤(2-1)中,基于20~23t的所述铝熔液,所述固态精炼剂的加入量为3~3.5Kg;
任选的,在步骤(2-3)中,所述氩气的压力为5~10Mpa,并且基于20~23t的所述第一铝液,所述固态精炼剂的加入量为2~2.5Kg;
任选的,在步骤(2-5)中,所述氩气的压力为5~10MPa,并且基于20~23t的所述第二铝液,所述二氯甲烷的加入量为2~3Kg。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述惰性气体的流量为2.5~3.0m3/h,所述惰性气体的气泡高度为3-5mm。
任选的,所述铝溶液中氢气含量为不高于0.10ml/100g铝。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤(4)中,所述细化剂为铝钛硼丝细化剂;
任选的,基于1t的所述铝溶液,所述细化剂的加入量为2~3Kg。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤(5)中,所述铸轧过程中前箱温度为695±3摄氏度。
任选的,所述铸轧处理的速度为850-900mm/min;
任选的,所述铸轧区长度为67~74mm。
9.一种8079合金双零箔坯料,其特征在于,所述8079合金双零箔坯料是采用权利要求1-8所述的方法制备得到的。
10.一种8079合金双零箔,其特征在于,所述8079合金双零箔是采用权利要求9所述的8079合金双零箔坯料制备得到的。
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