CN111926202B - 一种容器用铝箔及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及容器用铝箔加工技术领域，公开了一种容器用铝箔及其制备方法。该方法包括：(1)将电解铝液和钛合金进行熔化，电磁搅拌3‑5次；(2)采用二次精炼工艺进行精炼，3‑5分钟后进行扒渣处理，然后进行成分检验，加入钛合金进行成分调整后再次进行二次精炼，扒渣；(3)转炉，静置40‑100分钟后过滤；(4)加入经过挤压或轧制的Al‑5Ti‑1B杆料进行晶粒细化处理，然后进行多次连续铸轧；(5)冷却，然后进行多次冷轧和多次退火处理；(6)进行五道次轧制工序，然后采用静电涂油方式将食品级润滑油雾化，喷涂至铝箔表面，得到铝箔成品。该方法制备的容器用铝箔强度高，延展性好，厚度均匀。

Description

一种容器用铝箔及其制备方法
技术领域
本发明涉及容器用铝箔加工技术领域，具体涉及一种容器用铝箔及其制备方法。
背景技术
目前，我国容器用铝及铝合金箔(以下简称容器箔)的生产方法有两种：一种是热轧坯料法，另一种是铸轧坯料法。传统的热轧法是将铝熔体铸造成几百毫米厚的锭坯，经过均匀化、精整、加热、热粗轧、热精轧等工序，轧到几毫米厚，然后进人冷轧、铝箔轧制等工序；而铸轧法是用双辊铸轧机直接将铝熔体加工成厚度为6-8mm的铸轧卷材。与热轧法相比，铸轧法具有投资少、效率高、成本低的优点。从它开始用于工业生产，就不断地得到推广、改进和完善。
由于容器用铝及铝合金箔在使用过程中要保证高性能的冲压成型，对容器铝箔的设计要求较高，必须具备有良好的强度和伸长率，这就对铝箔材料的性能提出了更高的要求。
随着人民生活水平的提高和环保意识不断加强，塑料、泡沫餐盒因带来“白色污染”而将逐渐退出市场竞争，容器铝箔具有回收、无毒、无污染等优点，导致容器铝箔行业竞争日益激烈，容器铝箔企业越来越注重节能减重，对材料的要求越来越高，组织和性能必须均匀，冶金缺陷少，各向异性小，延展性好，厚度均匀。因此，开发容器用铝及铝合金箔材料显得尤为紧迫。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的容器用铝箔强度不高，延展性不好，厚度不均匀的问题，提供一种容器用铝箔及其制备方法，该方法制备的容器用铝箔强度高，延展性好，厚度均匀。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种容器用铝箔的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将电解铝液和钛合金置于熔炼炉中进行熔化，电磁搅拌3-5次，得到铝液，其中，所述电解铝液含有0.05-0.08重量％的Si、0.5-1.5重量％的Fe、0.3-0.5重量％的Cu、0.05-0.1重量％的Mn、0.2-0.4重量％的Mg、0-0.1重量％的Zn，余量为铝；
(2)在熔炼炉内采用二次精炼工艺进行精炼，精炼温度为718-738℃，精炼时间为6-12min，精炼结束3-5分钟后进行扒渣处理，然后进行成分检验，加入钛合金进行成分调整后再次进行二次精炼，扒渣；
(3)对精炼后的铝液进行转炉，控制铝液的转炉温度为720-740℃，转炉时间为1-3分钟，静置40-100分钟后过滤，得到过滤铝液；
(4)向过滤铝液中加入经过挤压或轧制的Al-5Ti-1B杆料作为细化剂进行晶粒细化处理，然后在铸轧机中进行多次连续铸轧，得到6-8mm的铸轧坯料；
(5)将铸轧坯料冷却至室温，然后进行多次冷轧和多次退火处理，得到冷轧坯料，其中，退火处理包括：将经过冷轧后的铸轧坯料放入退火炉，在1分钟内升温至420-480℃，保温5-8小时后冷却至室温；
(6)将冷轧坯料进行五道次轧制工序，得到铝箔，然后采用静电涂油方式将食品级润滑油雾化，喷涂至铝箔表面，得到0.024-0.025mm的铝箔成品。
优选地，在步骤(1)中，每次电磁搅拌的时间为8-12分钟，两次电磁搅拌的时间间隔为10-20分钟。
优选地，在步骤(2)中，精炼温度为720-730℃；精炼时间为8-10min。
优选地，在步骤(2)中，再次进行二次精炼的精炼时间为5-10分钟。
优选地，在步骤(3)中，控制铝液的转炉温度为720-730℃；转炉时间为1-2分钟。
优选地，在步骤(3)中，静置60-80分钟后过滤，得到过滤铝液。
优选地，在步骤(4)中，按照0.5-1kg/吨铝的比例加入经过挤压或轧制的Al-5Ti-1B杆料。
优选地，在步骤(5)中，退火处理包括：将经过冷轧后的铸轧坯料放入退火炉，在1分钟内升温至430-450℃，保温5-6小时后冷却至室温。
优选地，在步骤(6)中，所述五道次轧制工序中的第一道次至第三道次为粗轧，第四道次为中轧，第五道次为精轧。
本发明另一方面提供了一种前文所述的方法制备的容器用铝箔。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
1、通过在电解铝液中添加钛合金，增加熔体中非自发晶核的数量，增大形核率，促进晶粒细化。
2、通过加入经过挤压或轧制的AL-5Ti-1B杆料作为细化剂，可以使第二相变的非常细小，分布均匀，因此细化作用快，细化能力强；而且钛和硼利用率高，细化效果均匀、稳定。
3、经过静电作用，将食品级润滑油雾化，喷涂至铝箔表面，保证铝箔表面涂油的均匀性。
4、该方法制备的容器用铝箔强度高，延展性好，厚度均匀。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明一方面提供了一种容器用铝箔的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将电解铝液和钛合金置于熔炼炉中进行熔化，电磁搅拌3-5次，得到铝液，其中，所述电解铝液含有0.05-0.08重量％的Si、0.5-1.5重量％的Fe、0.3-0.5重量％的Cu、0.05-0.1重量％的Mn、0.2-0.4重量％的Mg、0-0.1重量％的Zn，余量为铝；
(2)在熔炼炉内采用二次精炼工艺进行精炼，精炼温度为718-738℃，精炼时间为6-12min，精炼结束3-5分钟后进行扒渣处理，然后进行成分检验，加入钛合金进行成分调整后再次进行二次精炼，扒渣；
(3)对精炼后的铝液进行转炉，控制铝液的转炉温度为720-740℃，转炉时间为1-3分钟，静置40-100分钟后过滤，得到过滤铝液；
(4)向过滤铝液中加入经过挤压或轧制的Al-5Ti-1B杆料作为细化剂进行晶粒细化处理，然后在铸轧机中进行多次连续铸轧，得到6-8mm的铸轧坯料；
(5)将铸轧坯料冷却至室温，然后进行多次冷轧和多次退火处理，得到冷轧坯料，其中，退火处理包括：将经过冷轧后的铸轧坯料放入退火炉，在1分钟内升温至420-480℃，保温5-8小时后冷却至室温；
(6)将冷轧坯料进行五道次轧制工序，得到铝箔，然后采用静电涂油方式将食品级润滑油雾化，喷涂至铝箔表面，得到0.024-0.025mm的铝箔成品。
本发明通过在电解铝液中添加钛合金，增加熔体中非自发晶核的数量，增大形核率，促进晶粒细化；通过加入经过挤压或轧制的AL-5Ti-1B杆料作为细化剂，可以使第二相变的非常细小，分布均匀，因此细化作用快，细化能力强；而且钛和硼利用率高，细化效果均匀、稳定；经过静电作用，将食品级润滑油雾化，喷涂至铝箔表面，保证铝箔表面涂油的均匀性；最终制备出了强度高，延展性好，厚度均匀的容器用铝箔。
在具体实施方式中，所述电磁搅拌的次数可以为3次、4次或5次；在优选实施方式中，所述电磁搅拌的次数为4次。
在本发明所述的方法中，在步骤(1)中，每次电磁搅拌的时间为8-12分钟；具体地，例如可以为8分钟、9分钟、10分钟、11分钟或12分钟；优选情况下，每次电磁搅拌的时间10分钟。
在本发明所述的方法中，在步骤(1)中，两次电磁搅拌的时间间隔为10-20分钟；具体地，例如可以为10分钟、12分钟、14分钟、16分钟、18分钟、20分钟以及这些点值中任意两个构成范围中的任意值；优选情况下，两次电磁搅拌的时间间隔为15分钟。
在具体实施方式中，精炼温度可以为718℃、720℃、722℃、724℃、726℃、728℃、730℃、732℃、734℃、736℃、738℃以及这些点值中任意两个构成范围中的任意值。
在具体实施方式中，精炼时间可以为6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min以及这些点值中任意两个构成范围中的任意值。
在优选实施方式中，在步骤(2)中，精炼温度为720-730℃；精炼时间为8-10min。
在具体实施方式中，在步骤(2)中，可以在精炼结束3分钟、4分钟或5分钟后进行扒渣处理。在一种优选实施方式中，精炼结束3分钟后进行扒渣处理。
在本发明所述的方法中，在步骤(2)中，再次进行二次精炼的精炼时间为5-10分钟。具体地，再次进行二次精炼的精炼时间可以为5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟、10分钟以及这些点值中任意两个构成范围中的任意值。在优选实施方式中，再次进行二次精炼的精炼时间为8-10分钟。
在具体实施方式中，在步骤(3)中，可以控制铝液的转炉温度为720℃、724℃、728℃、732℃、736℃、740℃以及这些点值中任意两个构成范围中的任意值。
在具体实施方式中，在步骤(3)中，可以控制铝液的转炉时间为1分钟、1.5分钟、2分钟、2.5分钟或3分钟。
在优选实施方式中，在步骤(3)中，控制铝液的转炉温度为720-730℃；转炉时间为1-2分钟。
在具体实施方式中，在步骤(3)中，可以静置40分钟、50分钟、60分钟、70分钟、80分钟、90分钟、100分钟以及这些点值中任意两个构成范围中的任意值后过滤，得到过滤铝液。
在优选实施方式中，在步骤(3)中，静置60-80分钟后过滤，得到过滤铝液。
在本发明所述的方法中，在步骤(4)中，按照0.5-1kg/吨铝的比例加入经过挤压或轧制的Al-5Ti-1B杆料；具体地，可以按照0.5kg/吨铝、0.6kg/吨铝、0.7kg/吨铝、0.8kg/吨铝、0.9kg/吨铝或1kg/吨铝的比例加入经过挤压或轧制的Al-5Ti-1B杆料；优选情况下，按照0.6-0.8kg/吨铝的比例加入经过挤压或轧制的Al-5Ti-1B杆料。
在具体实施方式中，在步骤(5)中，将经过冷轧后的铸轧坯料放入退火炉，可以在1分钟内升温至420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃或480℃，保温5小时、6小时、7小时或8小时后冷却至室温。
在优选实施方式中，在步骤(5)中，退火处理包括：将经过冷轧后的铸轧坯料放入退火炉，在1分钟内升温至430-450℃，保温5-6小时后冷却至室温。
在本发明所述的方法中，在步骤(6)中，所述五道次轧制工序中的第一道次至第三道次为粗轧，第四道次为中轧，第五道次为精轧。
本发明另一方面提供了一种所述的方法制备的容器用铝箔，强度高，延展性好，厚度均匀。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1
(1)将电解铝液和钛合金置于熔炼炉中进行熔化，电磁搅拌4次，每次电磁搅拌的时间为10分钟，两次电磁搅拌的时间间隔为20分钟，得到铝液，其中，所述电解铝液含有0.05重量％的Si、1.2重量％的Fe、0.5重量％的Cu、0.07重量％的Mn、0.3重量％的Mg、0.05重量％的Zn，余量为铝；
(2)在熔炼炉内采用二次精炼工艺进行精炼，精炼温度为725℃，精炼时间为8min，精炼结束5分钟后进行扒渣处理，然后进行成分检验，加入钛合金进行成分调整后再次进行二次精炼，精炼时间为5分钟，扒渣；
(3)对精炼后的铝液进行转炉，控制铝液的转炉温度为720℃，转炉时间为2分钟，静置80分钟后过滤，得到过滤铝液；
(4)向过滤铝液中按照0.5kg/吨铝的比例加入经过挤压或轧制的Al-5Ti-1B杆料作为细化剂进行晶粒细化处理，然后在铸轧机中进行多次连续铸轧，得到8mm的铸轧坯料；
(5)将铸轧坯料冷却至室温，然后进行多次冷轧和多次退火处理，得到冷轧坯料，其中，退火处理包括：将经过冷轧后的铸轧坯料放入退火炉，在1分钟内升温至450℃，保温5小时后冷却至室温；
(6)将冷轧坯料进行五道次轧制工序，其中，所述五道次轧制工序中的第一道次至第三道次为粗轧，第四道次为中轧，第五道次为精轧，得到铝箔，然后采用静电涂油方式将食品级润滑油雾化，喷涂至铝箔表面，得到0.024mm的铝箔成品。
实施例2
(1)将电解铝液和钛合金置于熔炼炉中进行熔化，电磁搅拌3次，每次电磁搅拌的时间为12分钟，两次电磁搅拌的时间间隔为15分钟，得到铝液，其中，所述电解铝液含有0.08重量％的Si、0.5重量％的Fe、0.3重量％的Cu、0.1重量％的Mn、0.2重量％的Mg、0.1重量％的Zn，余量为铝；
(2)在熔炼炉内采用二次精炼工艺进行精炼，精炼温度为718℃，精炼时间为12min，精炼结束4分钟后进行扒渣处理，然后进行成分检验，加入钛合金进行成分调整后再次进行二次精炼，精炼时间为10分钟，扒渣；
(3)对精炼后的铝液进行转炉，控制铝液的转炉温度为740℃，转炉时间为1分钟，静置40分钟后过滤，得到过滤铝液；
(4)向过滤铝液中按照0.8kg/吨铝的比例加入经过挤压或轧制的Al-5Ti-1B杆料作为细化剂进行晶粒细化处理，然后在铸轧机中进行多次连续铸轧，得到6mm的铸轧坯料；
(5)将铸轧坯料冷却至室温，然后进行多次冷轧和多次退火处理，得到冷轧坯料，其中，退火处理包括：将经过冷轧后的铸轧坯料放入退火炉，在1分钟内升温至480℃，保温6小时后冷却至室温；
(6)将冷轧坯料进行五道次轧制工序，其中，所述五道次轧制工序中的第一道次至第三道次为粗轧，第四道次为中轧，第五道次为精轧，得到铝箔，然后采用静电涂油方式将食品级润滑油雾化，喷涂至铝箔表面，得到0.025mm的铝箔成品。
实施例3
(1)将电解铝液和钛合金置于熔炼炉中进行熔化，电磁搅拌5次，每次电磁搅拌的时间为8分钟，两次电磁搅拌的时间间隔为10分钟，得到铝液，其中，所述电解铝液含有0.06重量％的Si、1.5重量％的Fe、0.4重量％的Cu、0.05重量％的Mn、0.4重量％的Mg、0.01重量％的Zn，余量为铝；
(2)在熔炼炉内采用二次精炼工艺进行精炼，精炼温度为738℃，精炼时间为6min，精炼结束3分钟后进行扒渣处理，然后进行成分检验，加入钛合金进行成分调整后再次进行二次精炼，精炼时间为7分钟，扒渣；
(3)对精炼后的铝液进行转炉，控制铝液的转炉温度为730℃，转炉时间为3分钟，静置100分钟后过滤，得到过滤铝液；
(4)向过滤铝液中按照1kg/吨铝的比例加入经过挤压或轧制的Al-5Ti-1B杆料作为细化剂进行晶粒细化处理，然后在铸轧机中进行多次连续铸轧，得到7mm的铸轧坯料；
(5)将铸轧坯料冷却至室温，然后进行多次冷轧和多次退火处理，得到冷轧坯料，其中，退火处理包括：将经过冷轧后的铸轧坯料放入退火炉，在1分钟内升温至420℃，保温8小时后冷却至室温；
(6)将冷轧坯料进行五道次轧制工序，其中，所述五道次轧制工序中的第一道次至第三道次为粗轧，第四道次为中轧，第五道次为精轧，得到铝箔，然后采用静电涂油方式将食品级润滑油雾化，喷涂至铝箔表面，得到0.025mm的铝箔成品。
实施例4
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，精炼温度为730℃，精炼时间为10min。
实施例5
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(3)中，控制铝液的转炉温度为725℃。
对比例1
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(1)中，将电解铝液和Al-Si合金置于熔炼炉中进行熔化。
对比例2
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，精炼温度为742℃。
对比例3
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(3)中，控制铝液的转炉温度为715℃。
对比例4
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(4)中，加入铝钛碳晶粒细化剂。
对比例5
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(5)中，退火处理包括：将经过冷轧后的铸轧坯料放入退火炉，在1分钟内升温至410℃，保温5-8小时后冷却至室温。
对比例6
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(6)中，在五道次轧制工序中，将食品级润滑油添加到铝箔与轧制辊之间。
测试例
采用型号为HY-0508的铝箔试验机测试实施例1-5和对比例1-6中制备的容器用铝箔的抗拉强度和延伸率。测试结果如表1所示。
表1
实施例编号 抗拉强度/MPa 延伸率/％
实施例1 168 9.2
实施例2 162 8.9
实施例3 167 8.7
实施例4 165 9.1
实施例5 163 8.8
对比例1 128 6.3
对比例2 136 7.1
对比例3 142 7.5
对比例4 120 6.5
对比例5 135 6.8
对比例6 133 7.2
通过表1的结果可以看出，采用本发明所述的方法制备的容器用铝箔具有较高的强度和延伸率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种容器用铝箔的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将电解铝液和钛合金置于熔炼炉中进行熔化，电磁搅拌3-5次，得到铝液，其中，所述电解铝液含有0.05-0.08重量％的Si、0.5-1.5重量％的Fe、0.4-0.5重量％的Cu、0.05-0.1重量％的Mn、0.3-0.4重量％的Mg、0.05-0.1重量％的Zn，余量为铝；
(2)在熔炼炉内采用二次精炼工艺进行精炼，精炼温度为725-738℃，精炼时间为6-12min，精炼结束3-5分钟后进行扒渣处理，然后进行成分检验，加入钛合金进行成分调整后再次进行二次精炼，扒渣；
(3)对精炼后的铝液进行转炉，控制铝液的转炉温度为720-740℃，转炉时间为1-3分钟，静置40-100分钟后过滤，得到过滤铝液；
(4)向过滤铝液中加入经过挤压或轧制的Al-5Ti-1B杆料作为细化剂进行晶粒细化处理，然后在铸轧机中进行多次连续铸轧，得到6-8mm的铸轧坯料；
(5)将铸轧坯料冷却至室温，然后进行多次冷轧和多次退火处理，得到冷轧坯料，其中，退火处理包括：将经过冷轧后的铸轧坯料放入退火炉，在1分钟内升温至420-480℃，保温5-8小时后冷却至室温；
(6)将冷轧坯料进行五道次轧制工序，得到铝箔，然后采用静电涂油方式将食品级润滑油雾化，喷涂至铝箔表面，得到0.024-0.025mm的铝箔成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，每次电磁搅拌的时间为8-12分钟，两次电磁搅拌的时间间隔为10-20分钟。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，精炼温度为720-730℃；精炼时间为8-10min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，再次进行二次精炼的精炼时间为5-10分钟。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，控制铝液的转炉温度为720-730℃；转炉时间为1-2分钟。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，静置60-80分钟后过滤，得到过滤铝液。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，按照0.5-1kg/吨铝的比例加入经过挤压或轧制的Al-5Ti-1B杆料。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，退火处理包括：将经过冷轧后的铸轧坯料放入退火炉，在1分钟内升温至430-450℃，保温5-6小时后冷却至室温。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(6)中，所述五道次轧制工序中的第一道次至第三道次为粗轧，第四道次为中轧，第五道次为精轧。
10.权利要求1-9中任意一项所述的方法制备的容器用铝箔。
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