CN112063895A - 一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材，组成成分及质量百分比为：Si 0.06‑0.20％，Fe 0.40‑0.65，Cu 0.08‑0.20％，Mn≤0.03％，Zn≤0.03％，Ti≤0.03％，Ni≤0.03％，余量为Al；所述制备方法的步骤包括原料铸造、第一次粗轧、第一次热处理、中间轧制、第一次精轧、第二次热处理，本发明在1.5‑4.0mm厚度进行了均匀化退火，消除了成分及组织的偏析，增加立方体织构，并在成品时再次进行一次退火，使轧制过程中形成的轧制织构与立方体织构在数量和强度上形成合理的配比，在铝板深冲后可得到峰高相对均匀的8个小制耳，从而达到降低制耳率的目的，提高电容器外壳用铝材的深冲成形性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材及其制备方法。
背景技术
铝及铝合金带材可广泛用于家电玩具、电源、节能灯、通讯、国防、交通工具等领域，如电脑主板，汽车电路板等。当前电子技术无论在深度或广度上都在迅猛向前发展，其应用领域己渗透到各行各业和家庭。
电容器作为电子元件的重要元件之一，也相应得到迅速发展。电容器是一种以储存电荷和提供电容量为主要特征的元件，其主要结构有两个电极之间夹一层电介质，另外加一个保护性的外壳。保护性的外壳材料可分为两类：一类是塑外壳，另一类是金属外壳。在世界电容器产量中，金属外壳约占其中的65-80％。其中，铝制外壳电容器，由于质轻、工艺成形性好，回收利用率高、节能、环境负荷小等优点，在强调环境资源可持续发展的大前提下，被电子界公认为是理想的环保电子元件。
电容器外壳用铝材属于高精特薄铝板材。生产电容器外壳用铝带有两种方法，一种是热轧法，另一种是铸轧法。采用热轧法生产，产品质量特别是深冲性能比较容易控制，但成本较高；若采用铸轧法生产，由于铸轧铝板特殊的成形工艺，较易出现晶粒不均、偏析等影响深冲性能的组织缺陷，其最终的产品质量很难达到热轧水平，且电解电容器外壳对材质、表面质量、尺寸精度、特别是冲制性能制耳率、尺寸公差等都有更严格要求；但其生产成本低，盈利空间大。因此，如何用铸轧法生产出高质量的电容器外壳用铝材，是很多专业技术人员研究的课题。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材及其制备方法。
一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材，组成成分及质量百分比为：Si0.06-0.20％，Fe 0.40-0.65，Cu 0.08-0.20％，Mn≤0.03％，Zn≤0.03％，Ti≤0.03％，Ni≤0.03％，余量为Al。
一种上述铸轧坯生产电容器外壳用铝材的制备方法，包括以下步骤：
①、原料铸造：将原料进行混料、熔炼，并铸轧成坯料；
②、第一次粗轧：将坯料进行2-3次粗轧，制得厚度为1.5-4.0mm的粗轧料；
③、第一次热处理：对粗轧料进行均匀化退火处理；
④、中间轧制：再经过3-4次轧制，制得厚度为0.45-0.7mm的中间料，冷却后沿纵向进行剪切；
⑤、第一次精轧：经过2-3次精轧，制得0.15-0.50mm的半成品；
⑥、第二次热处理：对半成品进行分切、退火处理。
优选的，步骤⑥中，第二次热处理中的具体参数为：升温速度为2.15℃/min-5℃/min，温度450-600℃，保温时间900-2100min。
优选的，步骤①原料铸造中，熔炼温度为730-760℃，倒炉温度为735-745℃。
优选的，步骤③，第一次热处理中的具体参数为：升温速度为2.15-5℃/min，温度450-600℃，保温时间900-2100min，出炉冷却时间24-48h。
优选的，步骤④，中间轧制的冷却时间为12-24h。
优选的，步骤⑥，第二次热处理中分切的切边速度为200-300mm/min。
优选的，步骤⑥，第二次热处理中的退火温度为220-360℃，升温速度为0.8-2.5℃/min，保温时间900～2100min。
优选的，步骤⑥，第二次热处理中分切后的边错层小于1mm。
优选的，步骤⑥，第二次热处理中洗风机开启量为100％全部开启，循环风机的转速为500-800r/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：增加了高温均匀化退火，由于在铸轧过程中由于快速冷却和非平衡结晶，常会在铸轧基材中形成晶内偏析与区域偏析，并形成很大的内应力，从而使铸轧板的化学成分与组织不均匀；此外，枝晶网胞间及晶界上的非平衡共晶(非平衡过剩相)网格较脆，若因微观偏析而产生的巨大共晶金属间化合物残留在板材中，将导致板材在冲压成形时产生裂纹，塑性降低、加工性能变坏；均匀化退火就是通过促进相的溶解和提高原子的扩散能力来加快由非平衡态向平衡态转化的进程，从而实现基体组织的均匀化。故，增加均匀化退火工艺，提高铝板材的室温强度，改善其变形工艺性能；增加再结晶织构，减弱轧制织构，细化成品铝材的组织晶粒，改善深冲性能；改善铸轧板的边缘质量，提高挤压制品的挤压速度；降低变形抗力，减少变形功的消耗，提高设备的生产效率。
本发明在1.5-4.0mm厚度进行了均匀化退火，消除了成分及组织的偏析，增加立方体织构，并在成品时再次进行一次退火，使轧制过程中形成的轧制织构与立方体织构在数量和强度上形成合理的配比，在铝板深冲后可得到峰高相对均匀的8个小制耳，从而达到降低制耳率的目的，提高电容器外壳用铝材的深冲成形性能。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材，组成成分及质量百分比为：Si 0.125％，Fe0.485％，Cu 0.117％，Mn 0.007％，Zn 0.007％，Ti 0.024％，Ni 0.0057％，余量为Al。
按照上述成分控制，进一步处理获得成品基材，其具体制备步骤如下：
①、原料铸造：将原料进行混料、熔炼，并铸轧成坯料；熔炼温度为730℃，倒炉温度为740℃；
②、第一次粗轧：将坯料进行2次粗轧，制得厚度为3.8mm的粗轧料；冷却12～24h；
③、第一次热处理：对粗轧料进行均匀化退火处理；升温速度为4.1℃/min，温度550℃，保温时间1320min，冷却出炉；冷却36h，高温退火后需冷却至料卷温度为50℃后才可进行轧制；
④、中间轧制：再经过4次轧制，制得厚度为0.65mm的中间料，冷却12h后沿纵向进行剪切，切边宽度为成品宽度加预留切边量50mm；
⑤、第一次精轧：经过2次精轧，制得0.32mm的半成品；
⑥、第二次热处理：对半成品进行分切，分切宽度为成品宽度，分切速度为220mm/min，然后进行退火处理，2.1℃/min升温到290℃，保温时间1320min。
对上述实施例制出的成品进行性能测试，显示抗拉强度82Mpa，延伸率39.9％，制耳率3.8％，铝箔性能稳定，试用完全满足产品要求，加工稳定，无开裂。
实施例2
一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材，组成成分及质量百分比为：Si 0.117％，Fe0.484％，Cu 0.109％，Mn＜0.005％，Zn＜0.005％，Ti 0.02％，Ni 0.0047％，余量为Al。
按照上述成分控制，进一步处理获得成品基材，其具体制备步骤如下：
①、原料铸造：将原料进行混料、熔炼，并铸轧成坯料；熔炼温度为730℃，倒炉温度为740℃；
②、第一次粗轧：将坯料进行2次粗轧，制得厚度为3.8mm的粗轧料；冷却12～24h；
③、第一次热处理：对粗轧料进行均匀化退火处理；升温速度为4.1℃/min，温度550℃，保温时间1320min，冷却出炉；冷却36h，高温退火后需冷却至料卷温度为50℃后才可进行轧制；
④、中间轧制：再经过4次轧制，制得厚度为0.65mm的中间料，冷却12h后沿纵向进行剪切，切边宽度为成品宽度加预留切边量50mm；
⑤、第一次精轧：经过2次精轧，制得0.32mm的半成品；
⑥、第二次热处理：对半成品进行分切，分切宽度为成品宽度，分切速度为220mm/min，然后进行退火处理，2.1℃/min升温到290℃，保温时间1320min。
对上述实施例制出的成品进行性能测试，显示抗拉强度84Mpa，延伸率35.3％，制耳率3.5％，铝箔性能稳定，试用完全满足产品要求，加工稳定，无开裂。
实施例3
一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材，组成成分及质量百分比为：Si 0.116％，Fe0.465％，Cu 0.106％，Mn＜0.005％，Zn0.0055％，Ti 0.019％，Ni 0.0054％，余量为Al。
按照上述成分控制，进一步处理获得成品基材，其具体制备步骤如下：
①、原料铸造：将原料进行混料、熔炼，并铸轧成坯料；熔炼温度为730℃，倒炉温度为740℃；
②、第一次粗轧：将坯料进行2次粗轧，制得厚度为3.8mm的粗轧料；冷却12～24h；
③、第一次热处理：对粗轧料进行均匀化退火处理；升温速度为4.1℃/min，温度550℃，保温时间1320min，冷却出炉；冷却36h，高温退火后需冷却至料卷温度为50℃后才可进行轧制；
④、中间轧制：再经过4次轧制，制得厚度为0.65mm的中间料，冷却12h后沿纵向进行剪切，切边宽度为成品宽度加预留切边量50mm；
⑤、第一次精轧：经过2次精轧，制得0.32mm的半成品；
⑥、第二次热处理：对半成品进行分切，分切宽度为成品宽度，分切速度为220mm/min，然后进行退火处理，2.1℃/min升温到290℃，保温时间1320min。
对上述实施例制出的成品进行性能测试，显示抗拉强度84Mpa，延伸率36.4％，制耳率3.6％，铝箔性能稳定，试用完全满足产品要求，加工稳定，无开裂。
对比例
首先控制其组成成分及质量百分比为：Si 0.108％，Fe 0.480％，Cu 0.113％，Mn＜0.005％，Zn＜0.005％，Ti 0.018％，Ni 0.0056％，余量为Al。
按照上述成分控制，进一步处理获得成品基材，其具体制备步骤如下：
①、原料铸造：将原料进行混料、熔炼，并铸轧成坯料；熔炼温度为730℃，倒炉温度为740℃；
②、第一次粗轧：将坯料进行3次粗轧，制得厚度为1.2mm的粗轧料；冷却12h；
④、中间轧制：再经过2次轧制，制得厚度为0.5mm的中间料，冷却12h后沿纵向进行剪切，切边宽度为成品宽度加预留切边量50mm；
⑤、第一次精轧：经过2次精轧，制得0.32mm的半成品；
⑥、第二次热处理：对半成品进行分切，分切宽度为成品宽度，分切速度为130mm/min，然后进行退火处理，1.5℃/min升温到420℃，保温时间1440min。
对上述对比例制出的成品进行性能测试，显示抗拉强度101Mpa，，延伸率20.6％，制耳率6.5％，铝箔性能稳定，但试产废料量大，成本高，加工不稳定，影响生产效率。
表1示出了实施例1-3和对比例得到的成品的性能测试结果；
| 抗拉强度(Mpa) | 延伸率(％) | 制耳率(％) | |
| 实施例1 | 82 | 39.9 | 3.8 |
| 实施例2 | 84 | 35.3 | 3.5 |
| 实施例3 | 84 | 36.4 | 3.6 |
| 对比例 | 101 | 20.6 | 6.5 |
由表1数据可以看出，按照本发明工艺流程制备得到的产品延伸率有明显的提高，制耳率明显下降，可以避免制作成形过程中产生制耳，出现卡杯、漏杯而堵塞过桥通道等问题，从而造成停机，影响生产效率；而且对比例的试产废料量大，成本高，加工不稳定，影响生产效率，故本发明的制备方法可以有效减少废料量，提高成品率，降低生产成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材，其特征在于，组成成分及质量百分比为：Si0.06-0.20％，Fe 0.40-0.65，Cu 0.08-0.20％，Mn≤0.03％，Zn≤0.03％，Ti≤0.03％，Ni≤0.03％，余量为Al。
2.一种如权利要求1所述的铸轧坯生产电容器外壳用铝材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
①、原料铸造：将原料进行混料、熔炼，并铸轧成坯料；熔炼温度为730℃，倒炉温度为740℃；
②、第一次粗轧：将坯料进行2-3次粗轧，制得厚度为1.5-4.0mm的粗轧料；
③、第一次热处理：对粗轧料进行均匀化退火处理；
④、中间轧制：再经过3-4次轧制，制得厚度为0.45-0.7mm的中间料，冷却后沿纵向进行剪切；
⑤、第一次精轧：经过2-3次精轧，制得0.15-0.50mm的半成品；
⑥、第二次热处理：对半成品进行分切、退火处理。
3.根据权利要求2所述的一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材的制备方法，步骤⑥中，第二次热处理中的具体参数为：升温速度为2.15℃/min-5℃/min，温度450-600℃，保温时间900-2100min。
4.根据权利要求2所述的一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材的制备方法，步骤①原料铸造中，熔炼温度为730-760℃，倒炉温度为735-745℃。
5.根据权利要求2所述的一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材的制备方法，步骤③，第一次热处理中的具体参数为：升温速度为2.15-5℃/min，温度450-600℃，保温时间900-2100min，出炉冷却时间24-48h。
6.根据权利要求2所述的一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材的制备方法，步骤④，中间轧制的冷却时间为12-24h。
7.根据权利要求2所述的一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材的制备方法，步骤⑥，第二次热处理中分切的切边速度为200-300mm/min。
8.根据权利要求2所述的一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材的制备方法，步骤⑥，第二次热处理中的退火温度为220-360℃，升温速度为0.8-2.5℃/min，保温时间900～2100min。
9.根据权利要求2所述的一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材的制备方法，步骤⑥，第二次热处理中分切后的边错层小于1mm。
10.根据权利要求2所述的一种铸轧坯生产电容器外壳用铝材的制备方法，步骤⑥，第二次热处理中洗风机开启量为100％全部开启，循环风机的转速为500-800r/min。
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