CN110484780A - 一种微量改变8011合金生产家用铝箔的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种微量改变8011合金生产家用铝箔的制备方法，与8011合金铝熔体相比，Si含量不变，Fe由0.77～0.83下降到0.70～0.75，Cu由0.25下降到0.02～0.03，Mn由0.25下降到0.02，Mg由0.25下降到0.01，Zn由0.25下降到0.01，增加Cr含量至0.01，增加Ti含量至0.013～0.018，再通过连铸连轧工艺制备出3～5mm厚铝卷，然后经过冷轧→纵剪切边→箔轧→成品分切→成品退火→检查包装制备出家用铝箔，将连铸连轧3～5mm厚铝卷冷轧至1.5～3.0mm冷轧卷时进行中间退火，而后再进行其余各道次轧制，比传统生产工艺省去1～2道次加工，降低生产成本。

Description

一种微量改变8011合金生产家用铝箔的制备方法

技术领域

本发明属于铝箔加工技术领域，尤其是一种微量改变8011合金生产家用铝箔的制备方法。

背景技术

家用铝箔是一种广泛用于航空食品、快餐包装等领域的铝箔，具有美观、大方，洁净、卫生等特点。目前市场上常见用于生产家用箔的合金常用8011牌号的变形铝合金制造。一般厚度为0.009-0.015mm，抗拉强度80～120MPa，延伸率在2％以上，这种铝带采用8011牌号的变形铝合金制造，在经过热轧、冷轧、分切和退火等工序。

8011合金制备家用铝箔的常规工艺流程是：熔炼铸造→热轧→冷轧→中间退火→纵剪切边→箔轧→成品分切→成品退火→检查包装，8011合金制备家用铝萡的常规工艺中各工序简述如下：

一、熔炼铸造：

常规8011合金熔铸采用直冷铸锭工艺，熔炼时采用含量99.7％以上的铝锭、固体废料及10～30％重量的电解铝液为原料放入熔炼炉内进行熔炼，通过合金成分配置、铝熔体处理等工序以保证熔体质量，熔体的化学成分应符合国标GB/T3190-2012中对8011合金化学成分之要求并参见下表。

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Cr

Zn

Ti

Al

0.57～0.63

0.77～0.83

0.25

0.25

0.25

-

0.25

-

余量

上表中各元素含量均为重量百分比％，含量有上下限的为合金元素，表中未标注的其它杂质含量≤0.03。

熔炼炉温控制在750±5℃范围内，氢含量控制在0.15ml/100g·Al以下，铸造时采用旋转吹气法进行在线除气，过滤采用30PPi+50PPi双级过滤，变质剂采用Al-5Ti-B，铝熔体通过铸模形成400～600mm厚的铸锭。

二、热轧：

先将上述熔铸加工的铸锭锯头铣面再重新加热，在480～520℃条件下保温20～25小时，再将加热后的铸锭通过大加工量的粗轧机开坯多道次轧制至6～8mm厚并以卷材形式转入冷轧工序。

三、冷轧：

经多道次冷轧将6～8mm厚热轧卷冷轧到1.0～2.0mm厚度之间，然后高温中间退火，冷却后继续冷轧到切边厚度再转入纵剪切边工序。

四、高温中间退火：

高温中间退火工艺是：在530～560℃条件下保温20～25小时。

五、纵剪切边：

纵剪切边时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊，确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，端面不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，中间切边错层必须小于2mm，塔形小于5mm。

六、箔轧：

经过数个道次轧制到精轧道次，铝箔表面不允许有残留油污；表面不允许有通长或间断性擦伤、划伤、周期性印痕、亮条及亮带、隐条、白条等任何影响使用的表面缺陷。

七、成品分切：

分切时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊；确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤。分切的铝卷放在地板必须垫上一块大纸板，不允许直接落地。分切时不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，分切错层必须小于0.5mm。分切后的小卷端面必须干净、整洁；分切好的小卷批号和规格必须用记号笔写在铝卷的表面。

八、成品退火；

成品退火时用耐高温铝箔胶带封口确保不能松层后方可上料架装炉退火。0.009～0.015mm厚度，在200～240℃条件下负压保温20～30小时。退火出炉后料不能下料架。退火后的料必须完全冷透转下工序。

九、检查和包装；

成品检查时主要检查铝箔厚度、宽度不得超过公差范围，端面不得有毛刺、翻边，撞伤，错层不得超过0.5mm。套筒规格、材质必须符合客户要求，套筒两边伸出铝箔端面各为5mm。要求做到抗拉强度达到85Mpa～110Mpa，延伸率≥2％合格后按照家用铝箔的包装要求包装。

8011合金制备家用铝萡的抗拉强度可以达到100Mpa以上，同时延伸率可以达到≥2％，但存在生产工序多、生产周期长、成本高等问题。

如何在上述制备方法基础上缩短生产工序、减少生产周期、降低成本是家用铝箔的重要研究课题，但截止目前还未见到相关报道。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种微量改变8011合金生产家用铝箔的制备方法，该制备方法先对8011合金的成分进行了微量改变，通过连铸连轧制备生出3～5mm厚的铝卷，再通过冷轧和中间退火、箔轧以及成品退火等工序合理的技术参数设置，大大缩短了工序流程、减少生产周期、降低生产成本，制备出的高强度家用铝箔且抗拉强度≥110Mpa而延伸率≥2％，同时表面质量和真空率满足使用要求。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种微量改变8011合金生产家用铝箔的制备方法，该制备方法在8011合金基础上进行了微量改变并制备出铝熔体，再通过连铸连轧工艺制备出3～5mm厚铝卷，然后经过冷轧→纵剪切边→箔轧→成品分切→成品退火→检查包装制备出家用铝箔，其中纵剪切边、成品分切和检查包装按8011常规工艺进行，其特征是：

⑴制备铝熔体：

将80～90重量份的电解铝液和10～20重量份且铝含量≥99.7％的铝锭一同放入熔炼炉中进行熔炼制备出铝熔体，熔炼炉温控制在750±5℃范围内，熔炼时铝熔体的化学成分经检测应符合下表要求：熔炼时铝熔体的化学成分经检测应符合下表要求，并要求除气、除渣干净且充分搅拌均匀以保证铝熔体的质量。

上表中的Al先按重量份进行配比而检测时按重量百分比进行化学成分检测，含量有上下限的为合金元素，表中未标注的其它杂质含量≤0.03，熔炼过程要求除气、除渣干净且充分搅拌均匀以保证铝熔体质量；

⑵通过连铸连轧工艺制备出3～5mm厚铝卷：

连铸时通过由耐高温的无机非金属材料加工而成的铸嘴将铝熔体等量、匀速的注入两根相向旋转的钢带内，而两根钢带外侧与循环冷却水相连接，铝熔体中的热量通过钢带及冷却水被带走，连铸时铝熔体的温度保持在685±10℃而其铸造速度控制在8～11m/min，铸造的板坯厚度控制在19±1mm，要求通过调整冷却水的压力和流量以确保铸坯温度控制在520～580℃；

连铸的板坯直接进入哈兹列特连铸连轧机并采用乳化液进行润滑和冷却，第一道次轧制加工率控制在50～60％且轧制入口温度控制在420～500℃而其出口温度控制在360～420℃，第二道次轧制加工率控制在25～35％且轧制入口温度控制在360～420℃而其出口温度控制在290～360℃，第三道次加工率控制在20～33％且入口温度控制在250～320℃而其出口温度控制在220～250℃，经第三道次加工制备出3～5mm厚铝卷；

⑶冷轧：

连铸连轧制备出的3～5mm厚铝卷后直接上冷轧机组进行各道次冷轧并轧制出0.4～0.5mm冷轧卷，各道次冷轧的分配方案是：

3.0～5.0mm→1.5～3.0mm→中间退火→0.8～1.2mm→0.4～0.8mm→0.2～0.4mm→切边；

其中：

①3.0～5.0mm→1.5～3mm的冷轧道次加工率控制在40～50％之间，其余各冷轧道次加工率控制在40～45％；

②中间退火时将1.5～3.0mm厚的冷轧卷先放入退火炉内，之后用3h将炉温升到530℃时保温8h，然后将炉温升到360℃时保温5～10h，最后将炉温降到170℃时出炉，中间退火后的冷轧卷需风冷至60℃以下再转入后续各道次轧制，中间退火时应检查1.5～3.0mm厚冷轧卷的端面状况，检查封头是否采用高温胶带、是否牢固、各冷轧卷之间是否有碰卷现象，检查炉子的循环风机罩上是否粘有铝末并是否清除干净才可进炉退火；

③各冷轧道次过程均要求采用轧制油进行润滑和冷却，注意清擦导路中的各根导辊，防止铝板表面有印痕、粘伤等缺陷；

⑷箔轧：

将0.2～0.4mm厚的冷轧卷进行箔轧并制备出0.008～0.015mm厚的铝箔，各道次箔轧的分配方案是：

0.2～0.4mm→0.1～0.2mm→0.04～0.1mm→0.02～0.05mm→0.008～0.015mm；

上述各道次箔轧时必须更换工作辊，清擦导路中的每一个辊子，支撑棍表面不行必须更换支撑辊，轧制油必须干净，尤其在0.02～0.05mm→0.008～0.015mm道次轧制时必须更换工作辊并清擦导路中的每一个辊子且支撑棍表面不行必须更换支撑辊，表面必须吹扫干净且不允许有残留油污，且表面不允许有通长或间断性擦伤、划伤、周期性印痕、亮条或是亮带、隐条、白条及任何影响使用的表面缺陷；

⑸成品退火：

将0.008～0.015mm厚铝箔卷放入退火炉内进行成品退火，先用4h将炉温升到215℃时保温20h，然后将炉温降到170℃时出炉并自然冷却至室温；

成品退火时应检查0.008～0.015mm厚铝箔卷的端面状况，检查封头是否采用高温胶带、是否牢固、各铝箔卷之间是否有碰卷现象，检查炉子的循环风机罩上是否粘有铝箔并是否清除干净才可进炉退火；

经成品退火后的0.008～0.015mm厚铝箔卷才成为家用铝箔，经检测该家用铝箔的抗拉强度≥110Mpa、延伸率≥2％。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：

1、本发明熔炼时采用80～90重量份的电解铝液和10～20重量份且铝含量≥99.7％的铝锭一同放入熔炼炉中进行熔炼，同时通过高温电解铝液的胎包精炼技术以及改进熔炼炉内的精炼工艺，如增加静置时间、短时间多次精炼等工艺，保证了铝熔体质量，从而实现采用电解铝液直接生产连铸连轧卷短流程工艺。

2、采用连铸连轧生产工艺直接用铝熔体生产3～5mm厚铝卷，与传统的直冷铸锭热轧工艺相比，哈兹列特连铸连轧铝板带生产工艺省去了传统热轧合金大板锭铸造、锭坯锯头铣面再重新加热、大加工量的粗轧机开坯轧制等多道环节，节能降耗，减少二氧化碳排放，节约成本，具有明显的经济效益和社会效益。

3、常规家用用8011合金铝箔是将6～8mm厚的热轧料轧制到1.0～2.0mm厚之间，然后中间退火，然后轧制到基材厚度时切边转箔轧轧制。而本发明是将连铸连轧3～5mm厚铝卷冷轧一道次至1.5～3.0mm厚冷轧卷时进行中间退火，中间退火后冷轧卷再进行其余各道次轧制，该方法比传统生产工艺省去1～2道次加工，降低了生产成本。

具体实施方式

本发明是一种微量改变8011合金生产家用铝箔的制备方法，有关制备方法参见所述技术方案，不另赘述。但需要说明如下：

1、本发明在8011合金基础上进行了微量改变并制备出铝熔体，再通过连铸连轧工艺制备出3～5mm厚铝卷，然后经过冷轧→纵剪切边→箔轧→成品分切→成品退火→检查包装制备出家用铝箔，其中纵剪切边、成品分切和检查包装按8011常规工艺进行即可。

2、本发明与8011合金成分相比，Si含量不变，Fe由0.77～0.83下降到0.70～0.75，Cu由0.25下降到0.02～0.03，Mn由0.25下降到0.02，Mg由0.25下降到0.01，Zn由0.25下降到0.01，增加Cr含量至0.01，增加Ti含量至0.013～0.018。

增加Cri和Ti含量以及Fe、Cu、Mn、Mg、Zn的含量微量下降，有利于铝熔体在后续加工中保证家用铝箔的抗拉强度和延伸率，同时保证家用铝箔的光亮度及抗氧化性能，与常规工艺相比省去了铝锭的铸造和二次重熔过程，经测算：可以减少铝液铸成铝锭过程中0.4～0.5％的铝损和铝锭二次重熔过程中2～4％的铝的烧损，节约了能源，提高了生产效率和成品率。

其次，上述铝合金牌号中各元素之间的微量增减不但完善了自身构成，也必然会引起后续各工序加工参数的微量变动，比如冷轧速度、中间退火温度、箔轧速度、成品退火温度等，这些加工参数的微量变动是因为铝合金的组分改变而改变，而不是经过有限次的实验而得到的。

3、常规家用用8011合金铝箔是将6～8mm厚的热轧料轧制到1.0～2.0mm厚之间，然后中间退火，然后轧制到基材厚度时切边转箔轧轧制。而本发明是将连铸连轧3～5mm厚铝卷冷轧一道次至1.5～3.0mm厚冷轧卷时进行中间退火，中间退火后冷轧卷再进行其余各道次轧制，该方法比传统生产工艺省去1～2道次加工，降低了生产成本。

4、本发明的连铸连轧采用哈兹列特连铸连轧机，哈兹列特连铸连轧机是一种既能实施连铸又能实施三连冷轧的机组，直接将铝熔体通过哈兹列特连铸连轧机制备3～5mm厚铝卷，与传统的直冷铸锭热轧工艺相比省去了传统热轧合金大板锭铸造、锭坯锯头铣面再重新加热、大加工量的粗轧机开坯轧制等多道环节，节能降耗并减少二氧化碳排放，节约的生产成本具有明显的经济效益和社会效益。

5、本发明中的连铸连轧、冷轧、箔轧和成品退火工序中的各参数设置是针对改进的铝熔体成分而专门设计的，由于铝熔体成分发生了微量改变加之采用哈兹列特连铸连轧机，因此各冷轧道次以及加工率也要随之发生改变，不能将各工序以及工序中各参数设置孤立分开来评价，各工序中的各参数设置是针对本发明的铝熔体成分而构成的一个整体配置，各工序中的各参数设置是缺一不可，单独评价某一参数设置缺乏科学性和完整性，这一点尤为重要。

下表是铝熔体成分的一种具体展示：

Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Ti	Al
									0.60	0.72	0.025	0.02	0.01	0.01	0.01	0.015	余量

上表中的Al是含有80～90重量份的电解铝液和10～20重量份且纯度≥99.7％的铝锭，注意电解铝液和铝锭是按重量份进行配比的，但铝熔体的成分是按重量百分比进行检测的，一同放入熔炼炉中进行熔炼制备出铝熔体，其它未述内容参见所述技术方案即可。

纵剪切边的参考工艺过程如下：

纵剪切边时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊，确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，端面不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，中间切边错层必须小于2mm，塔形小于5mm。

成品分切的参考工艺过程如下：

厚箔剪分切时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊；确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，端面不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，中间切边错层必须小于2mm。分切的铝卷入框悬空，不允许直接落地。分切时注意查看铝箔表面有无油污，表面带有油污的不得发往退火工序。

分切时不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，分切错层必须小于0.5mm。分切后的小卷端面必须干净、整洁；分切好的小卷批号和规格必须用粉笔写在铝卷的表面；分切好的卷子必须用三条高温铝箔胶带封口牢固，防止退火松散。

检查包装的参考常工艺过程如下：

成品检查时主要检查铝箔厚度、宽度不得超过公差范围，端面不得有毛刺、翻边，撞伤，错层不得超过0.5mm。套筒规格、材质必须符合客户要求，套筒两边伸出铝箔端面各为5mm。检查合格后按照家用用铝箔的包装要求包装。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的技术方案或是实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是：本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (1)

1.一种微量改变8011合金生产家用铝箔的制备方法，该制备方法在8011合金基础上进行了微量改变并制备出铝熔体，再通过连铸连轧工艺制备出3～5mm厚铝卷，然后经过冷轧→纵剪切边→箔轧→成品分切→成品退火→检查包装制备出家用铝箔，其中纵剪切边、成品分切和检查包装按8011常规工艺进行，其特征是：

⑴制备铝熔体：

将80～90重量份的电解铝液和10～20重量份且铝含量≥99.7％的铝锭一同放入熔炼炉中进行熔炼制备出铝熔体，熔炼炉温控制在750±5℃范围内，熔炼时铝熔体的化学成分经检测应符合下表要求：熔炼时铝熔体的化学成分经检测应符合下表要求，并要求除气、除渣干净且充分搅拌均匀以保证铝熔体的质量，

上表中的Al先按重量份进行配比而检测时按重量百分比进行化学成分检测，含量有上下限的为合金元素，表中未标注的其它杂质含量≤0.03，熔炼过程要求除气、除渣干净且充分搅拌均匀以保证铝熔体质量；

⑵通过连铸连轧工艺制备出3～5mm厚铝卷：

连铸时通过由耐高温的无机非金属材料加工而成的铸嘴将铝熔体等量、匀速的注入两根相向旋转的钢带内，而两根钢带外侧与循环冷却水相连接，铝熔体中的热量通过钢带及冷却水被带走，连铸时铝熔体的温度保持在685±10℃而其铸造速度控制在8～11m/min，铸造的板坯厚度控制在19±1mm，要求通过调整冷却水的压力和流量以确保铸坯温度控制在520～580℃；

连铸的板坯直接进入哈兹列特连铸连轧机并采用乳化液进行润滑和冷却，第一道次轧制加工率控制在50～60％且轧制入口温度控制在420～500℃而其出口温度控制在360～420℃，第二道次轧制加工率控制在25～35％且轧制入口温度控制在360～420℃而其出口温度控制在290～360℃，第三道次加工率控制在20～33％且入口温度控制在250～320℃而其出口温度控制在220～250℃，经第三道次加工制备出3～5mm厚铝卷；

⑶冷轧：

连铸连轧制备出的3～5mm厚铝卷后直接上冷轧机组进行各道次冷轧并轧制出0.4～0.5mm冷轧卷，各道次冷轧的分配方案是：

3.0～5.0mm→1.5～3.0mm→中间退火→0.8～1.2mm→0.4～0.8mm→0.2～0.4mm→切边；

其中：

①3.0～5.0mm→1.5～3mm的冷轧道次加工率控制在40～50％之间，其余各冷轧道次加工率控制在40～45％；

②中间退火时将1.5～3.0mm厚的冷轧卷先放入退火炉内，之后用3h将炉温升到530℃时保温8h，然后将炉温升到360℃时保温5～10h，最后将炉温降到170℃时出炉，中间退火后的冷轧卷需风冷至60℃以下再转入后续各道次轧制，中间退火时应检查1.5～3.0mm厚冷轧卷的端面状况，检查封头是否采用高温胶带、是否牢固、各冷轧卷之间是否有碰卷现象，检查炉子的循环风机罩上是否粘有铝末并是否清除干净才可进炉退火；

③各冷轧道次过程均要求采用轧制油进行润滑和冷却，注意清擦导路中的各根导辊，防止铝板表面有印痕、粘伤等缺陷；

⑷箔轧：

将0.2～0.4mm厚的冷轧卷进行箔轧并制备出0.008～0.015mm厚的铝箔，各道次箔轧的分配方案是：

0.2～0.4mm→0.1～0.2mm→0.04～0.1mm→0.02～0.05mm→0.008～0.015mm；

上述各道次箔轧时必须更换工作辊，清擦导路中的每一个辊子，支撑棍表面不行必须更换支撑辊，轧制油必须干净，尤其在0.02～0.05mm→0.008～0.015mm道次轧制时必须更换工作辊并清擦导路中的每一个辊子且支撑棍表面不行必须更换支撑辊，表面必须吹扫干净且不允许有残留油污，且表面不允许有通长或间断性擦伤、划伤、周期性印痕、亮条或是亮带、隐条、白条及任何影响使用的表面缺陷；

⑸成品退火：

将0.008～0.015mm厚铝箔卷放入退火炉内进行成品退火，先用4h将炉温升到215℃时保温20h，然后将炉温降到170℃时出炉并自然冷却至室温；

成品退火时应检查0.008～0.015mm厚铝箔卷的端面状况，检查封头是否采用高温胶带、是否牢固、各铝箔卷之间是否有碰卷现象，检查炉子的循环风机罩上是否粘有铝箔并是否清除干净才可进炉退火；

经成品退火后的0.008～0.015mm厚铝箔卷才成为家用铝箔，经检测该家用铝箔的抗拉强度≥110Mpa、延伸率≥2％。