CN109252072B - 一种高精铝箔坯料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高精铝箔坯料技术领域,具体地说是一种高精铝箔坯料及其制备工艺,其特征在于该铝箔坯料由Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、V、Ti和Cr组成,上述材料组成的重量百分比为:Si:0.06~0.11%、Fe:0.85~1.1%、Cu:0.004~0.010%、Mg:0.0015%~0.0035%、Mn:0.005%~0.015%、Zn:0.005%~0.015%、V:0.015%~0.035%、Ti:0.015~0.020%、Cr:0.005%~0.015%,余量为铝,制备该铝箔坯料的工艺步骤如下:(1)原料熔炼;(2)扁锭铸造与均匀化处理;(3)轧制过程,具有有效减少铝箔坯料针孔、改善板形、表面质量,可大大提高铝箔轧制的质量和成品率的优点。
Description
技术领域
本发明涉及高精铝箔坯料技术领域,具体地说是一种有效减少铝箔坯料针孔、改善板形、表面质量,可大大提高铝箔轧制的质量和成品率的高精铝箔坯料及其制备工艺。
背景技术
众所周知,铝箔坯料是指轧制铝箔的中间坯料,经验表明,在影响铝箔轧制的诸多因素中,坯料缺陷的影响要占一半以上,甚至有人认为高达70%,随着铝箔深加工企业对铝箔质量要求的提高,铝箔生产企业对铝箔坯料质量的要求也越来越高,用国产坯料在现代铝箔轧机上生产的双零级铝箔完全可满足要求,但质量档次及成品率等各项技术经济指标不高,与进口坯料相比在冶金质量方面有明显差距。影响铝箔坯料的技术质量的因素主要有:坯料的冶金质量、坯料的表面质量和坯料的板形质量。除上述三个主要因素外,合金与状态,卷材尺寸与公差,化学成分,性能与组织,表面粗糙度,凸面率,内、外部质量,端面质量,包装要求等。这些指标都直接或间接地影响到最终成品铝箔的生产和质量状况。
坯料的冶金质量主要指它的熔铸质量,用于生产铝箔坯料的熔体要有高的金属纯洁度,熔体含渣、含气量要低,熔体精炼后氢含量必须控制在0.12ml/100gAl以下,晶粒度要求达到一级,无肉眼可见的中心偏析和表面偏析,与此同时,需要控制Fe和Si总含量、又要控制二者单独成分,以保证Fe/Si在一定数值之内,从而满足铝箔轧制这种特殊工艺的要求,双零箔的厚度一般在5~7μm,箔轧过程中尺寸大于5μm的第二相极易成为裂纹源,扩展成为针孔,甚至造成断带,因此,铝箔坯料中第二相尺寸的最佳范围为1~5μm,大尺寸化合物的数量越少越好,然而第二相的尺寸并非越小越好,尺寸过小,会使基体强度增加,变形抗力增加,使铝箔轧制困难,板形不易控制。
坯料的表面质量直接影响到铝箔的表面质量,现在的铝箔用户对铝箔的表面质量要求也越来越高,特别是药品包装用铝箔,表面要洁净、平整,不允许有任何条纹、斑点和机械损伤,铝箔表面要达到这种要求,必须对坯料的表面质量加以严格控制。
坯料的板形质量直接影响到铝箔的板形质量,对铝箔坯料的板形要求控制在20I以内。板形较差的铝箔坯料在后续的铝箔轧制生产中不仅会给操作人员的操作控制带来困难,而且容易产生断带,影响生产效率的提高;其次影响成品铝箔质量的提高。实践证明:如果铝箔坯料的本身的板形较差,经过数道次轧制到成品铝箔以后,整个板面不可能变得完全平整,原来较松驰的地方不可能通过辊型调节被完全矫正过来,因此生产出来的铝箔板形质量仍然较差。板形较差的铝箔在分切时分切质量难以保证,容易产生串层,起皱等废品;退火时容易起泡,产生退火油斑等;用户使用时易产生起皱、断带等现象。所以提高铝箔坯料的板形质量非常重要,良好的铝箔坯料板形质量是生产出高质量铝箔的必要条件。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足,提供一种有效减少铝箔坯料针孔、改善板形、表面质量,可大大提高铝箔轧制的质量和成品率的高精铝箔坯料及其制备工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种高精铝箔坯料,其特征在于该铝箔坯料由Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、V、Ti和Cr组成,上述材料组成的重量百分比为:Si:0.06~0.11%、Fe:0.85~1.1%、Cu:0.004~0.010%、Mg:0.0015%~0.0035%、Mn:0.005%~0.015%、Zn:0.005%~0.015%、V:0.015%~0.035%、Ti:0.015~0.020%、Cr:0.005%~0.015%,余量为铝。
本发明所述的Fe与Si的重量比为(10~15):1。
一种高精铝箔坯料的制备工艺,其特征在于制备该铝箔坯料的工艺步骤如下:
(1)原料熔炼:将Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、V、Ti和Cr混合的炉料加入熔化炉内,在720~800℃的条件下进行熔炼,熔炼时间为120-180分钟,当炉料化平时进行10分钟的搅拌,形成均一合金熔液后,在合金熔液表面均匀撒上覆盖剂;当合金熔液温度为700~720℃进行第二次搅拌,并使用氯气和氩气的混合气流吹入精炼剂进行精炼,氯气和氩气混合体积比为:(4~8):1,氯气和氩气总流量为2.3~3.0m³/h,进行10~15分钟的精炼;精炼完30分钟后进行第三次搅拌,搅拌时长5分钟,吹气精炼控制通过调整氯气和氩气混合气体的流量实现对铝液精炼效果的控制;当温度为730~780℃时将精炼液转移至静置炉内静置,静置炉内铝水表面均匀撒上一层覆盖剂,每隔60分钟进行10~20分钟的精炼搅拌,静置精炼时间为240分钟;向精炼静置后的熔体中加入晶粒细化剂,并将熔体除气后在流槽内进行过滤,过滤时,首先在流槽内加入50目过滤板进行粗过滤,再管式过滤器进行精过滤;
(2)扁锭铸造与均匀化处理:a. 扁锭铸造:对步骤(1)的熔体进行普通半连续铸造,制得厚度为480~640mm的铸锭,对铸锭锯切头尾、铣面后得到扁锭;b. 均匀化处理:对扁锭进行均匀化热处理,加热温度520~565℃,加热速度为1~2℃/min,保温时间7~9h,冷却速度为0.5~1.5℃/min,处理后表面偏析宽度低于500μm,优选表面偏析宽度范围控制在380~480μm;平均晶粒尺寸小于70μm,优选晶粒尺寸控制在30~50μm;柱状晶小于100μm,优选柱状晶尺寸控制在50~90μm;第二相化合物尺寸1~5μm;
(3)轧制过程:a.热轧处理:将步骤(2)中进行过均匀化处理处理的扁锭进行热轧处理,得到热轧卷,b.冷轧处理:对得到的热轧卷进行冷轧处理,冷轧每道次压下量控制在35%~58%,轧制前张力21~35Mpa,后张力11~25Mpa,轧制厚度为0.4~0.8mm时,进行中间退火,中间退火分三阶段进行:第一阶段,炉气温度升至440~460℃,保温时间4~7小时,然后以1~2℃/min降温至第二阶段;第二阶段控制炉气温度390~410℃,保温时间0.5~1小时;第三阶段控制炉气温度340~360℃,保温时间2~3小时;继续压制至成品厚度0.22~0.35mm,经过切边机切边,带纸芯卷取成品。
进一步,本发明步骤(2)中步骤b中均匀化热处理的加热温度545~565℃。
进一步,本发明步骤(2)中步骤a中对熔体进行半连续铸造时,控制T型流槽温度为680-695℃,铸造速度为30~80mm/min,控制循环冷却水进水温度≤30℃、最终温度≤40℃、流量3300~4400kg/min。
进一步,本发明步骤(3)中步骤a中进行热轧处理时,开轧温度500~540℃,终轧温度290~330℃,热轧卷的厚度为5.0~7.0mm。
进一步,本发明步骤(3)中步骤b中冷轧时,控制冷轧轧制油NAS污染度小于5级,40℃运动粘度值在2.0~2.5mm2/s,使用醇酯复合作为添加剂,添加剂的质量浓度为5~8%。
进一步,本发明步骤(3)中步骤a中进行热轧处理时,终轧温度300~320℃;步骤(3)中步骤b中间退火过程中,第二阶段炉气温度为395~405℃。
进一步,本发明步骤(1)中加入直径为9.5mm的AlTiB丝作为晶粒细化剂,熔体除气过程中控制氢含量≤0.12ml/100gAl。
进一步,本发明步骤(3)中步骤b中冷轧过程中,控制各辊系同步性,辊系与铝带材速度误差小于1%,轧辊粗糙度Ra值为0.25~0.70μm。
本发明的有益效果在于:1.本发明中控制了合金中各类型元素的添加,在保证本发明带材作为高精铝箔坯料使用时良好力学性能的基础上,严格控制组织第二相化合物的尺寸和分布,制作的带材表面板形优良、光滑平整、厚度均匀。2. 本发明的制备工艺在采用在热轧工序前,对铸锭进行了均匀化热处理,使非平衡结晶相消失,细化了第二相尺寸,并使第二相分布更均匀,改善了材料的加工性能。3. 本发明的中间退火处理,大大促进了Fe、Si元素的析出,细化了第二相尺寸,并使其分布更均匀。获得了大小适中的晶粒尺寸。
具体实施方式
下面对本发明进一步说明:
一种高精铝箔坯料,其特征在于该铝箔坯料由Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、V、Ti和Cr组成,上述材料组成的重量百分比为:Si:0.06~0.11%、Fe:0.85~1.1%、Cu:0.004~0.010%、Mg:0.0015%~0.0035%、Mn:0.005%~0.015%、Zn:0.005%~0.015%、V:0.015%~0.035%、Ti:0.015~0.020%、Cr:0.005%~0.015%,余量为铝,坯料制成的带材表面粗糙度Ra值0.25~0.70μm,氢含量<0.12mL/100gAl,带材平直度≤10 IU,凸面率0.2~0.8%,所述的Fe与Si的重量比为(10~15):1,制备该铝箔坯料的工艺步骤如下:(1)原料熔炼:将Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、V、Ti和Cr混合的炉料加入熔化炉内,在720~800℃的条件下进行熔炼,熔炼时间为120-180分钟,当炉料化平时(化平指的成分中的硬料熔化完)进行10分钟的搅拌,形成均一合金熔液后,在合金熔液表面均匀撒上覆盖剂;当合金熔液温度为700~720℃进行第二次搅拌,并使用氯气和氩气的混合气流吹入精炼剂进行精炼,氯气和氩气混合体积比为:(4~8):1,氯气和氩气总流量为2.3~3.0m³/h,进行10~15分钟的精炼;精炼完30分钟后进行第三次搅拌,搅拌时长5分钟,吹气精炼控制通过调整氯气和氩气混合气体的流量实现对铝液精炼效果的控制;当温度为730~780℃时将精炼液转移至静置炉内静置,静置炉内铝水表面均匀撒上一层覆盖剂,每隔60分钟进行10~20分钟的精炼搅拌,静置精炼时间为240分钟;向精炼静置后的熔体中加入晶粒细化剂,并将熔体除气后在流槽内进行过滤,过滤时,首先在流槽内加入50目过滤板进行粗过滤,再管式过滤器进行精过滤;(2)扁锭铸造与均匀化处理:a. 扁锭铸造:对步骤(1)的熔体进行普通半连续铸造,制得厚度为480~640mm的铸锭,对铸锭锯切头尾、铣面后得到扁锭;b. 均匀化处理:对扁锭进行均匀化热处理,加热温度520~565℃,加热速度为1~2℃/min,保温时间7~9h,冷却速度为0.5~1.5℃/min,处理后表面偏析宽度低于500μm,优选表面偏析宽度范围控制在380~480μm;平均晶粒尺寸小于70μm,优选晶粒尺寸控制在30~50μm;柱状晶小于100μm,优选柱状晶尺寸控制在50~90μm;第二相化合物尺寸1~5μm;本发明技术方案对扁锭进行严格的热处理,对表面偏析宽度、平均晶粒尺寸、柱状晶尺寸进行合理控制,同时更使化合物尺寸1~5μm,主要有3种类型的化合物,第一种是针条状化合物,为β(FeSiAl)析出相;第二种是较规则的圆粒状化合物,为α(FeSiAl)析出相;这种两种化合物尺寸通常较小,对针孔形成影响不大。第三种为不规则块状化合物,是未溶的化合物相,在铝箔轧制过程中,随着加工硬化程度的提高,变形抗力增大,塑性变低,这种粗大的化合物相则很容易形成裂纹源,然后扩展而形成针孔;(3)轧制过程:a.热轧处理:将步骤(2)中进行过均匀化处理处理的扁锭进行热轧处理,得到热轧卷,b.冷轧处理:对得到的热轧卷进行冷轧处理,冷轧每道次压下量控制在35%~58%,轧制前张力21~35Mpa,后张力11~25Mpa,轧制厚度为0.4~0.8mm时,进行中间退火,中间退火分三阶段进行:第一阶段,炉气温度升至440~460℃,保温时间4~7小时,然后以1~2℃/min降温至第二阶段;第二阶段控制炉气温度390~410℃,保温时间0.5~1小时;第三阶段控制炉气温度340~360℃,保温时间2~3小时;继续压制至成品厚度0.22~0.35mm,经过切边机切边,带纸芯卷取成品,所述的步骤(2)中步骤b中均匀化热处理的加热温度545~565℃,所述的步骤(2)中步骤a中对熔体进行半连续铸造时,控制T型流槽温度为680-695℃,铸造速度为30~80mm/min,控制循环冷却水进水温度≤30℃、最终温度≤40℃、流量3300~4400kg/min,所述的步骤(3)中步骤a中进行热轧处理时,开轧温度500~540℃,终轧温度290~330℃,热轧卷的厚度为5.0~7.0mm,所述的步骤(3)中步骤b中冷轧时,控制冷轧轧制油NAS污染度小于5级,40℃运动粘度值在2.0~2.5mm2/s,使用醇酯复合作为添加剂,添加剂的质量浓度为5~8%,所述的步骤(3)中步骤a中进行热轧处理时,终轧温度300~320℃;步骤(3)中步骤b中间退火过程中,第二阶段炉气温度为395~405℃,所述的步骤(1)中加入直径为9.5mm的AlTiB丝作为晶粒细化剂,熔体除气过程中控制氢含量≤0.12ml/100gAl,所述的步骤(3)中步骤b中冷轧过程中,控制各辊系同步性,辊系与铝带材速度误差小于1%,轧辊粗糙度Ra值为0.25~0.70μm。
通过上述技术方案,本发明提供了一整套高精铝箔坯料的制备工艺,不仅改善了内部组织,减少了轧制双零箔的针孔数量,而且显著提高带材的厚度均匀性,板形平直度。以下从内部组织和力学性能出发进行进一步分析:
合金的控制包含两个方面的内容:一方面尽可能地使铁、硅元素从铝基体中析出,以第二相化合物的形式存在于铝基体中,另一方面,通过适当的合金设计和工艺优化,控制第二相的种类、形状、大小、分布和数量。
首先,本发明中控制了合金中各类型元素的添加,而且严格控制添加比例,特别本发明的带材以纯铝为基材,添加了铁、硅、铜、钛等合金元素,合金元素的添加使本产品拥有良好的组织结构和力学性能。
其次,本发明中通过扁锭热处理和冷轧中间退火使铁、硅充分析出,使化合物尺寸控制在1~5μm。双零箔的厚度一般在5~7μm,箔轧过程中尺寸大于5μm的第二相极易成为裂纹源,扩展成为针孔,甚至造成断带。因此,铝箔坯料中第二相尺寸的最佳范围为1~5μm。大尺寸化合物的数量越少越好。如果铝箔坯料中存在较多针状、棒状和不规则块状第二相,在轧制过程中这些相的尖端容易引起应力集中,不利于铝基体的塑性变形,且易形成针孔。理想的第二相形状为等轴圆滑的粒状或球状,对基体的割裂作用小,有利于均匀塑性变形。如果第二相的分布不均匀,容易导致针孔,而且会提高加工硬化率,不利于铝箔的轧制。分布在晶界处的第二相会割裂晶粒的连续性,降低晶粒的结合强度。
本发明的铸锭中第二相的数量多,尺寸大,分布不均匀,如果不进行适当的处理,容易造成加工硬化率高,轧制困难,甚至会导致铝箔成品针孔率偏高。因此,要严格控制铸锭中第二相的形态和尺寸,两次退火过程至关重要。
半连续水冷铸锭中有αc(AlFeSi)、βp(AlFeSi)、Al6Fe、AlmFe、Al3Fe等物相,在均匀化操作前铸锭中的主要物相是Al6Fe和AlmFe,它们是合金中非平衡Al-Fe二元相,铸锭中另外一种不可忽视的物相是Al3Fe,Al3Fe是平衡二元Al-Fe相。在均匀化处理的过程中非平衡Al6Fe和AlmFe有逐渐溶解球化并向平衡的Al3Fe转变的趋势。Al3Fe本身呈不规则的长针状,在均匀化前的其长轴就可达3μm以上,在均匀化过程中由于物相转变其自身不断生长,如果任其生长其长轴可超过10μm,并且可怕的是Al3Fe相十分稳定,在热轧和冷轧变形中不能转变,不易破碎,将一直遗传到冷轧态的铝箔毛料中,对材料处理非常有害。而在均匀化过程中未溶解的非平衡Al6Fe相和AlmFe相在热轧过程中基本不发生转变,虽然也会遗传到冷轧态的铝箔毛料中,但由于其本身呈丝织状,尺寸细小(一般为0.1~1μm),在轧制变形过程中丝织状的Al6Fe相和AlmFe相会随基体的流动变形而散开,成为一截截的弯曲针状。由于其尺寸较小,而且在均匀化过程中溶解并球化,长短轴之比减小,不会造成太大的害处。因此,本技术方案必须严格控制均匀化处理过程中物相之间的相互转化和生长趋势,本技术方案在对扁锭的均匀化处理过程中,控制加热温度520~565℃,加热速度为1~2℃/min,保温时间7~9h,冷却速度为0.5~1.5℃/min,处理后扁锭表面偏析宽度低于500μm,平均晶粒尺寸小于70μm,柱状晶小于100μm,并且成功将第二相化合物尺寸控制在1~5μm之间,为铝箔坯料组织质量提供了保证,同时也确保了后续热轧、冷轧过程的顺利进行。
均匀化处理后的扁锭经热轧、冷轧大变形量的轧制后,均匀化后聚集长大的球状相和短棒状相被破碎,大尺寸的第二相基本消失,第二相数量增多,轧制后的第二相更加弥散。为了消除加工硬化和内应力,改变第二相的存在状态,使材料塑性得以恢复,并为铝箔的高效生产和铝箔性能的保证做好组织准备。本发明还需要进行中间退火,本发明在对轧制厚度为0.52mm左右厚度的铝箔坯料,进行中间退火,第一阶段,炉气温度升至440~460℃,然后以1~2℃/min降温至第二阶段;第二阶段控制炉气温度390~410℃,保温时间0.5~1小时;第三阶段控制炉气温度340~360℃,保温时间2~3小时;继续压制至成品厚度0.22~0.35mm,得到成品。使用本技术方案的技术方法进行退火处理后,一般样品小于2μm的第二相占19%左右,大多数第二相的尺寸在1~5μm,占总数的85~90%。平均晶粒尺寸仅为40μm左右。由此可见,经过这次冷轧中间退火后第二相的分布更加弥散均匀,已很难发现大尺寸化合物。
经过本发明热处理(包括均匀化处理和退火处理)制得的铝箔坯料,第二相化合物尺寸合理、分布均匀、平均晶粒尺寸适中,有利于后续铝箔的轧制厚度、板形、表面质量的控制。本发明的高精铝箔坯料可以稳定批量轧制更薄的成品厚度5.5μm,针孔数量少,6μm时的针孔数量50个/m²以内。板形良好、断带次数少、成品率更高,6μm铝箔的成品率可达85%以上。
实施例1
一种高精铝箔坯料,坯料包括以下重量百分比的元素:
Si:0.06~0.11%、Fe:0.85~1.1%、Cu:0.004~0.010%、Mg:0.003%、Mn:0.01%、Zn:0.01%、V:0.03%,Ti:0.015~0.020%,Cr:0.01%,余量为铝;制成的带材表面粗糙度Ra值0.25~0.70μm。
上述带材的制备工艺包括以下步骤:(1)原料熔炼:将按照上述重量百分比混合的炉料加入熔化炉内,在720~800℃的条件下进行熔炼,熔炼时间为120-180分钟,当炉料化平时进行10分钟的搅拌,形成均一合金熔液后,合金熔液表面均匀撒上覆盖剂;当合金熔液温度为700~720℃进行第二次搅拌,并使用氯气+氩气吹入精炼剂进行精炼,氯气和氩气混合体积比为:(4~8):1,氯气+氩气流量2.3~3.0m³/h,进行10~15分钟的精炼;精炼完30分钟后进行第3次搅拌,搅拌时长5分钟,吹气精炼控制通过调整惰性气体的流量实现对铝液精炼效果的控制;当温度为730~780℃时将精炼液转移至静置炉内静置,静置炉内铝水表面均匀撒上一层覆盖剂,每隔60分钟进行10~20分钟的精炼搅拌,静置精炼时间为240分钟;向精炼静置后的熔体中加入晶粒细化剂,并将熔体除气后在流槽内进行过滤,过滤时,首先在流槽内加入50目过滤板进行粗过滤,再管式过滤器进行精过滤;(2)扁锭铸造与均匀化处理:a. 扁锭铸造:对步骤(1)的熔体进行普通半连续铸造,控制T型流槽温度为680-695℃,铸造速度为30~80mm/min,控制循环冷却水进水温度≤30℃、最终温度≤40℃、流量3300~4400kg/min;铸锭的厚度为480~640mm,对铸锭锯切头尾、铣面后得到扁锭;b.扁锭均匀化热处理:对a步骤中得到的扁锭进行均匀化热处理,加热温度520~565℃、加热速度1~2℃/min、保温时间420~540min,冷却速度0.5~1.5℃/min,处理后表面偏析宽度低于500μm,优选表面偏析宽度范围控制在380~480μm,平均晶粒尺寸小于70μm,优选晶粒尺寸控制在30~50μm,柱状晶小于100μm,优选柱状晶尺寸控制在50~90μm,第二相化合物尺寸1~5μm,本发明技术方案对扁锭进行严格的热处理,对表面偏析宽度、平均晶粒尺寸、柱状晶尺寸进行合理控制,同时更使化合物尺寸1~5μm,主要有3种类型的化合物,第一种是针条状化合物,为β(FeSiAl)析出相;第二种是较规则的圆粒状化合物,为α(FeSiAl)析出相;这种两种化合物尺寸通常较小,对针孔形成影响不大。第三种为不规则块状化合物,是未溶的化合物相,在铝箔轧制过程中,随着加工硬化程度的提高,变形抗力增大,塑性变低,这种粗大的化合物相则很容易形成裂纹源,然后扩展而形成针孔;(3)轧制过程:a.热轧处理:将步骤(3)中经热处理的扁锭进行热轧处理,开轧温度500~540℃,终轧温度290~330℃,热轧卷的厚度为5.0~7.0mm;b.冷轧处理:轧制过程中,冷轧每道次压下量控制在35%~58%,轧制前张力21~35Mpa,后张力11~25Mpa,冷轧轧制油控制NAS污染度小于5级,40℃运动粘度值在2.0~2.5mm2/s,添加剂质量浓度为5~8%,轧制到厚度0.52mm左右进行中间退火,中间退火分三阶段进行:第一阶段,炉气温度升至440~460℃,然后以1~2℃/min降温至第二阶段;第二阶段控制炉气温度390~410℃,保温时间0.5~1小时;第三阶段控制炉气温度340~360℃,保温时间2~3小时;继续压制至成品厚度0.22~0.35mm,经过切边机切边(中分),带纸芯卷取成品。
通过上述技术方案,本发明提供了一整套高精铝箔坯料的制备工艺,不仅改善了内部组织,减少了轧制双零箔的针孔数量,而且显著提高带材本身的力学性能,以下从内部组织和力学性能出发进行进一步分析:产品外观质量:厚度偏差<0.005mm,宽度偏差<0.5mm,凸面率0.24%,氢含量<0.065mL/100gAl,平均晶粒尺寸35μm;带材平直度10IU,表面光洁无条状伤痕,色泽统一,无明暗条纹、水波纹等缺陷。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于:坯料内包括以下重量百分比的元素:Si:0.06%、Fe:0.85%、Cu:0.004%、Mg:0.003%、Mn:0.01%、Zn:0.01%、V:0.03%,Ti:0.015~0.020%,Cr:0.01%,余量为铝;制成的带材表面粗糙度Ra值0.25~0.70μm。
步骤(3)中步骤a热轧处理过程中终轧温度290~300℃;
步骤(3)中步骤b中间退火过程中,第三阶段炉气温度为340~345℃。
产品外观质量:厚度偏差<0.005mm,宽度偏差<0.5mm,凸面率0.30%,氢含量<0.07mL/100gAl,平均晶粒尺寸40μm;带材平直度8IU,表面光洁无条状伤痕,色泽统一,无明暗条纹、水波纹等缺陷。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于:坯料内包括以下重量百分比的元素:Si:0.08%、Fe:0.90%、Cu:0.006%、Mg:0.003%、Mn:0.01%、Zn:0.01%、V:0.03%,Ti:0.015~0.020%,Cr:0.01%,余量为铝;带材表面粗糙度Ra值0.25~0.70μm。
步骤(3)中步骤a热轧处理过程中终轧温度300~310℃;
步骤(3)中步骤b中间退火过程中,第三阶段炉气温度为350℃。
产品外观质量:厚度偏差<0.005mm,宽度偏差<0.5mm,凸面率0.35%,氢含量<0.08mL/100gAl,平均晶粒尺寸38μm;带材平直度6IU,表面光洁无条状伤痕,色泽统一,无明暗条纹、水波纹等缺陷。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于:坯料内包括以下重量百分比的元素:Si:0.09%、Fe:1.0%、Cu:0.009%、Mg:0.003%、Mn:0.01%、Zn:0.01%、V:0.03%,Ti:0.015~0.020%,Cr:0.01%,余量为铝;制成的带材表面粗糙度Ra值0.50~0.70μm。
对步骤(2)中步骤a得到的扁锭进行均匀化热处理,加热温度540~565℃、加热速度1~2℃/min、保温时间420~540min,冷却速度0.5~1.5℃/min,处理后表面偏析宽度低于500μm,优选表面偏析宽度范围控制在380~480μm,平均晶粒尺寸小于70μm,晶粒尺寸控制在30~50μm,柱状晶小于100μm,柱状晶尺寸控制在50~90μm,第二相化合物尺寸1~5μm,本发明技术方案对扁锭进行严格的热处理,对表面偏析宽度、平均晶粒尺寸、柱状晶尺寸进行合理控制,同时更使化合物尺寸1~5μm。
步骤(3)中步骤a热轧处理过程中终轧温度310~320℃;
步骤(3)中步骤b中间退火过程中,第三阶段炉气温度为360℃。
产品外观质量:厚度偏差<0.005mm,宽度偏差<0.5mm,凸面率0.25%,氢含量<0.010mL/100gAl,平均晶粒尺寸41μm;带材平直度9IU,表面光洁无条状伤痕,色泽统一,无明暗条纹、水波纹等缺陷。
表1为产品质量检测指标
铝箔坯料的技术指标以0.26±0.01mm厚度为检测例。
Claims (9)
1.一种高精铝箔坯料,其特征在于该铝箔坯料由Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、V、Ti和Cr组成,上述材料组成的重量百分比为:Si:0.06~0.11%、Fe:0.85~1.1%、Cu:0.004~0.010%、Mg:0.0015%~0.0035%、Mn:0.005%~0.015%、Zn:0.005%~0.015%、V:0.015%~0.035%、Ti:0.015~0.020%、Cr:0.005%~0.015%,余量为铝,备该铝箔坯料的工艺步骤如下:
(1)原料熔炼:将Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、V、Ti和Cr混合的炉料加入熔化炉内,在720~800℃的条件下进行熔炼,熔炼时间为120-180分钟,当炉料化平时进行10分钟的搅拌,形成均一合金熔液后,在合金熔液表面均匀撒上覆盖剂;当合金熔液温度为700~720℃进行第二次搅拌,并使用氯气和氩气的混合气流吹入精炼剂进行精炼,氯气和氩气混合体积比为:(4~8):1,氯气和氩气总流量为2.3~3.0m³/h,进行10~15分钟的精炼;精炼完30分钟后进行第三次搅拌,搅拌时长5分钟,吹气精炼控制通过调整氯气和氩气混合气体的流量实现对铝液精炼效果的控制;当温度为730~780℃时将精炼液转移至静置炉内静置,静置炉内铝水表面均匀撒上一层覆盖剂,每隔60分钟进行10~20分钟的精炼搅拌,静置精炼时间为240分钟;向精炼静置后的熔体中加入晶粒细化剂,并将熔体除气后在流槽内进行过滤,过滤时,首先在流槽内加入50目过滤板进行粗过滤,再管式过滤器进行精过滤;
(2)扁锭铸造与均匀化处理:a. 扁锭铸造:对步骤(1)的熔体进行普通半连续铸造,制得厚度为480~640mm的铸锭,对铸锭锯切头尾、铣面后得到扁锭;b. 均匀化处理:对扁锭进行均匀化热处理,加热温度520~565℃,加热速度为1~2℃/min,保温时间7~9h,冷却速度为0.5~1.5℃/min,处理后表面偏析宽度低于500μm,优选表面偏析宽度范围控制在380~480μm;平均晶粒尺寸小于70μm,优选晶粒尺寸控制在30~50μm;柱状晶小于100μm,优选柱状晶尺寸控制在50~90μm;第二相化合物尺寸1~5μm;
(3)轧制过程:a.热轧处理:将步骤(2)中进行过均匀化处理处理的扁锭进行热轧处理,得到热轧卷,b.冷轧处理:对得到的热轧卷进行冷轧处理,冷轧每道次压下量控制在35%~58%,轧制前张力21~35Mpa,后张力11~25Mpa,轧制厚度为0.4~0.8mm时,进行中间退火,中间退火分三阶段进行:第一阶段,炉气温度升至440~460℃,保温时间4~7小时,然后以1~2℃/min降温至第二阶段;第二阶段控制炉气温度390~410℃,保温时间0.5~1小时;第三阶段控制炉气温度340~360℃,保温时间2~3小时;继续压制至成品厚度0.22~0.35mm,经过切边机切边,带纸芯卷取成品。
2.根据权利要求1所述的一种高精铝箔坯料,其特征在于所述的Fe与Si的重量比为(10~15):1。
3.根据权利要求1所述的一种高精铝箔坯料,其特征在于所述的步骤(2)中的步骤b中均匀化热处理的加热温度545~565℃。
4.根据权利要求1所述的一种高精铝箔坯料,其特征在于所述的步骤(2)中的步骤a中对熔体进行半连续铸造时,控制T型流槽温度为680-695℃,铸造速度为30~80mm/min,控制循环冷却水进水温度≤30℃、最终温度≤40℃、流量3300~4400kg/min。
5.根据权利要求1所述的一种高精铝箔坯料,其特征在于所述的步骤(3)中步骤a中进行热轧处理时,开轧温度500~540℃,终轧温度290~330℃,最优化终轧温度为300~320℃,热轧卷的厚度为5.0~7.0mm。
6.根据权利要求1所述的一种高精铝箔坯料,其特征在于所述的步骤(3)中步骤b中冷轧时,控制冷轧轧制油NAS污染度小于5级,40℃运动粘度值在2.0~2.5mm2/s,使用醇酯复合作为添加剂,添加剂的质量浓度为5~8%。
7.根据权利要求3所述的一种高精铝箔坯料,其特征在于所述的步骤(3)中的步骤b中间退火过程中,第二阶段炉气温度为395~405℃。
8.根据权利要求1所述的一种高精铝箔坯料,其特征在于所述的步骤(1)中加入直径为9.5mm的AlTiB丝作为晶粒细化剂,熔体除气过程中控制氢含量≤0.12ml/100gAl。
9.根据权利要求1所述的一种高精铝箔坯料,其特征在于所述的步骤(3)中的步骤b的冷轧过程中,控制各辊系同步性,辊系与铝带材速度误差小于1%,轧辊粗糙度Ra值为0.25~0.70μm。
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