CN112159915A - 一种应用铜辊套铸轧制备1070铝合金带坯的方法 - Google Patents

一种应用铜辊套铸轧制备1070铝合金带坯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用铜辊套铸轧制备1070铝合金带坯的方法，该铝合金带材，目的在于解决现有铸轧工艺生产的1070铝合金表面质量差，合金致密性低，且生产速度较慢的问题。本发明包括配料熔炼、静置炉精炼、在线处理、铸轧和卷取几个工艺步骤。使用铜辊套铸轧技术，充分利用铜辊套冷却能力强的特点，铸轧法制备1070铝合金带坯可以大幅度提高生产效率，显著改善材料内部组织，提高产品质量，降低生产成本。

Description

一种应用铜辊套铸轧制备1070铝合金带坯的方法
技术领域
本发明属于铝合金板材技工技术领域，具体涉及一种应用铜辊套铸轧制备1070铝合金带坯的方法。
背景技术
1070属于纯铝系合金,具有良好的成形加工性能和导电性能，而动力电池箔对合金的导电性有着较高的要求，随着电动汽车产业的发展，1070合金动力电池箔将会得到越来越广泛的应用。
双辊连续铸轧法是将液态金属直接生产冷轧薄板坯的捷径，是一种高效的短流程生产工艺，在成本控制方面具有明显的优势；但是目前铸轧工艺生产的1070铝合金表面质量差，合金致密性低，且生产速度较慢。
发明内容
本发明提供了一种应用铜辊套铸轧制备1070铝合金带坯的方法，目的在于解决现有铸轧工艺生产的1070铝合金表面质量差，合金致密性低，且生产速度较慢的问题。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种应用铜辊套铸轧制备1070铝合金带坯的方法，包括如下步骤：
（1）配料熔炼：按照以下重量百分比的组分进行配制熔体：Fe：≤0.20%、Mg：≤0.03%、Mn：≤0.03%，Ti：≤0.03%、V：≤0.05%、Si：≤0.20%、Cu：≤0.02～0.04%、Zn：≤0.04%、余量为Al；铝锭以及同牌号废料等固体物料占熔体总重量的比例为30～40%，其余为电解铝液，各合金元素均以中间合金的形式添加,熔炼温度控制在740～750℃，熔炼周期6～10h；
将铝合金熔体转注至静置炉静置20～30min，熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，精炼时间15～20min，精炼后除去铝液表面的浮渣；熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，添加合金后的精炼采用CCl4精炼，载体均为氮气；
（2）静置炉精炼：静置炉采用氮气精炼，每次精炼前加入100～150kg同牌号冷料，精炼温度控制在730～745℃，精炼时间10～20min，每3.5～4.5h精炼一次；
（3）在线处理：将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入Al-Ti-B丝进行晶粒细化，除气箱采用氮化硅转子在线除气，在线精炼气体为氮气和氯气的混合气体，除气后对铝液进行过滤净化处理，过滤箱采用50PPI+50PPI双层陶瓷过滤板过滤熔体；
（4）铸轧：将配制的熔体进行铸轧，采用双辊倾斜式铸轧机，铸轧机上辊采用钢辊套，下辊采用铜辊套；前箱采用高精度激光控流系统控制液位高度，前箱液面波动控制±0.3mm；辊面润滑采用石墨喷涂工艺；铸轧区长度43～55mm，前箱温度控制在695～700℃，铸轧速度控制在1800～2500mm/min，冷却水进水温度为30～40℃，进口压力0.4～0.6Mpa，冷却水出水温度2～3℃，获得厚度为7.5±0.2mm的铸轧坯料；
（5）卷取：将生产的铸轧带材进行卷取，按要求重量切卷。
进一步地，所述步骤（3）中氮气和氯气的混合比例为1:9。
进一步地，所述步骤（4）双辊倾斜式铸轧机上下辊辊径差小于10mm。
进一步地，所述步骤（4）铸轧区长度43～55mm。
进一步地，所述变质剂采用AlTi5B1合金，加入量为1.5～2.5kg/t。
本发明的特点在于利用铜辊套良好的导热性能，在铸轧过程中铝合金熔体结晶提供较大的过冷度和较小的温度梯度，有利于铸轧铝板带产生细小且均匀的晶粒，同时可以使结晶过程中产生的共晶相均匀分部，铸轧坯料的组织对后续冷轧组织有很大的影响，铜辊套产生的晶粒细小，共晶相分布均匀可以显著提升最终1070动力电池箔成品性能。在保证内部组织质量的基础上，充分发挥铜辊套的导热性。可以提升铸轧速度，提高生产效率。
本发明的有益效果在于：
使用铜辊套铸轧技术，充分利用铜辊套冷却能力强的特点，铸轧法制备1070铝合金带坯可以大幅度提高生产效率，显著改善材料内部组织，提高产品质量，降低生产成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的工艺做进一步说明：
实施例1：
一种应用铜辊套铸轧制备1070铝合金带坯的方法，包括如下步骤：
（1）配料熔炼：按照以下重量百分比的组分进行配制熔体：Fe：≤0.20%、Mg：≤0.03%、Mn：≤0.03%，Ti：≤0.03%、V：≤0.05%、Si：≤0.20%、Cu：≤0.02～0.04%、Zn：≤0.04%、余量为Al；铝锭以及同牌号废料等固体物料占熔体总重量的比例为30～33%，其余为电解铝液，各合金元素均以中间合金的形式添加,熔炼温度控制在747～750℃，熔炼周期7～8h；
将铝合金熔体转注至静置炉静置27～30min，熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，精炼时间17～18min，精炼后除去铝液表面的浮渣；熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，添加合金后的精炼采用CCl4精炼，载体均为氮气。
（2）静置炉精炼：静置炉采用氮气精炼，每次精炼前加入100～120kg同牌号冷料，精炼温度控制在735～740℃，精炼时间10～13min，每4.2～4.5h精炼一次。
（3）在线处理：将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入Al-Ti-B丝进行晶粒细化，2.2～2.5kg/t。除气箱采用氮化硅转子在线除气，在线精炼气体为氮气和氯气的混合气体，氮气和氯气的混合比例为1:9，除气后对铝液进行过滤净化处理，过滤箱采用50PPI+50PPI双层陶瓷过滤板过滤熔体。
（4）铸轧：将配制的熔体进行铸轧，采用双辊倾斜式铸轧机，铸轧机上辊采用钢辊套，下辊采用铜辊套，双辊倾斜式铸轧机上下辊辊径差小于10mm。前箱采用高精度激光控流系统控制液位高度，前箱液面波动控制±0.3mm；辊面润滑采用石墨喷涂工艺；铸轧区长度51～55mm，前箱温度控制在695～700℃，铸轧速度控制在2250～2500mm/min，冷却水进水温度为30～33℃，进口压力0.4～0.6Mpa，冷却水出水温度2～3℃，获得厚度为7.5±0.2mm的铸轧坯料。
（5）卷取：将生产的铸轧带材进行卷取，按要求重量切卷。
实施例2：
一种应用铜辊套铸轧制备1070铝合金带坯的方法，包括如下步骤：
（1）配料熔炼：按照以下重量百分比的组分进行配制熔体：Fe：≤0.20%、Mg：≤0.03%、Mn：≤0.03%，Ti：≤0.03%、V：≤0.05%、Si：≤0.20%、Cu：≤0.02～0.04%、Zn：≤0.04%、余量为Al；铝锭以及同牌号废料等固体物料占熔体总重量的比例为37～40%，其余为电解铝液，各合金元素均以中间合金的形式添加,熔炼温度控制在740～744℃，熔炼周期6～7h；
将铝合金熔体转注至静置炉静置20～24min，熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，精炼时间18～20min，精炼后除去铝液表面的浮渣；熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，添加合金后的精炼采用CCl4精炼，载体均为氮气。
（2）静置炉精炼：静置炉采用氮气精炼，每次精炼前加入140～150kg同牌号冷料，精炼温度控制在730～735℃，精炼时间17～20min，每3.5～3.9h精炼一次。
（3）在线处理：将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入Al-Ti-B丝进行晶粒细化，1.9～2.2kg/t。除气箱采用氮化硅转子在线除气，在线精炼气体为氮气和氯气的混合气体，氮气和氯气的混合比例为1:9，除气后对铝液进行过滤净化处理，过滤箱采用50PPI+50PPI双层陶瓷过滤板过滤熔体。
（4）铸轧：将配制的熔体进行铸轧，采用双辊倾斜式铸轧机，铸轧机上辊采用钢辊套，下辊采用铜辊套，双辊倾斜式铸轧机上下辊辊径差小于10mm。前箱采用高精度激光控流系统控制液位高度，前箱液面波动控制±0.3mm；辊面润滑采用石墨喷涂工艺；铸轧区长度43～47mm，前箱温度控制在695～700℃，铸轧速度控制在2000～2250mm/min，冷却水进水温度为37～40℃，进口压力0.4～0.6Mpa，冷却水出水温度2～3℃，获得厚度为7.5±0.2mm的铸轧坯料。
（5）卷取：将生产的铸轧带材进行卷取，按要求重量切卷。
实施例3：
一种应用铜辊套铸轧制备1070铝合金带坯的方法，包括如下步骤：
（1）配料熔炼：按照以下重量百分比的组分进行配制熔体：Fe：≤0.20%、Mg：≤0.03%、Mn：≤0.03%，Ti：≤0.03%、V：≤0.05%、Si：≤0.20%、Cu：≤0.02～0.04%、Zn：≤0.04%、余量为Al；铝锭以及同牌号废料等固体物料占熔体总重量的比例为33～37%，其余为电解铝液，各合金元素均以中间合金的形式添加,熔炼温度控制在744～747℃，熔炼周期8～10h；
将铝合金熔体转注至静置炉静置24～27min，熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，精炼时间15～17min，精炼后除去铝液表面的浮渣；熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，添加合金后的精炼采用CCl4精炼，载体均为氮气。
（2）静置炉精炼：静置炉采用氮气精炼，每次精炼前加入120～140kg同牌号冷料，精炼温度控制在740～745℃，精炼时间13～17min，每3.9～4.2h精炼一次。
（3）在线处理：将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入Al-Ti-B丝进行晶粒细化，1.5～1.9kg/t。除气箱采用氮化硅转子在线除气，在线精炼气体为氮气和氯气的混合气体，氮气和氯气的混合比例为1:9，除气后对铝液进行过滤净化处理，过滤箱采用50PPI+50PPI双层陶瓷过滤板过滤熔体。
（4）铸轧：将配制的熔体进行铸轧，采用双辊倾斜式铸轧机，铸轧机上辊采用钢辊套，下辊采用铜辊套，双辊倾斜式铸轧机上下辊辊径差小于10mm。前箱采用高精度激光控流系统控制液位高度，前箱液面波动控制±0.3mm；辊面润滑采用石墨喷涂工艺；铸轧区长度47～51mm，前箱温度控制在695～700℃，铸轧速度控制在1800～2000mm/min，冷却水进水温度为33～37℃，进口压力0.4～0.6Mpa，冷却水出水温度2～3℃，获得厚度为7.5±0.2mm的铸轧坯料。
（5）卷取：将生产的铸轧带材进行卷取，按要求重量切卷。
需要说明的是，以上仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种应用铜辊套铸轧制备1070铝合金带坯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）配料熔炼：按照以下重量百分比的组分进行配制熔体：Fe：≤0.20%、Mg：≤0.03%、Mn：≤0.03%，Ti：≤0.03%、V：≤0.05%、Si：≤0.20%、Cu：≤0.02～0.04%、Zn：≤0.04%、余量为Al；铝锭以及同牌号废料等固体物料占熔体总重量的比例为30～40%，其余为电解铝液，各合金元素均以中间合金的形式添加,熔炼温度控制在740～750℃，熔炼周期6～10h；
将铝合金熔体转注至静置炉静置20～30min，熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，精炼时间15～20min，精炼后除去铝液表面的浮渣；熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，添加合金后的精炼采用CCl4精炼，载体均为氮气；
（2）静置炉精炼：静置炉采用氮气精炼，每次精炼前加入100～150kg同牌号冷料，精炼温度控制在730～745℃，精炼时间10～20min，每3.5～4.5h精炼一次；
（3）在线处理：将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入Al-Ti-B丝进行晶粒细化，除气箱采用氮化硅转子在线除气，在线精炼气体为氮气和氯气的混合气体，除气后对铝液进行过滤净化处理，过滤箱采用50PPI+50PPI双层陶瓷过滤板过滤熔体；
（4）铸轧：将配制的熔体进行铸轧，采用双辊倾斜式铸轧机，铸轧机上辊采用钢辊套，下辊采用铜辊套；前箱采用高精度激光控流系统控制液位高度，前箱液面波动控制±0.3mm；辊面润滑采用石墨喷涂工艺；铸轧区长度43～55mm，前箱温度控制在695～700℃，铸轧速度控制在1800～2500mm/min，冷却水进水温度为30～40℃，进口压力0.4～0.6Mpa，冷却水出水温度2～3℃，获得厚度为7.5±0.2mm的铸轧坯料；
（5）卷取：将生产的铸轧带材进行卷取，按要求重量切卷。
2.根据权利要求1所述应用铜辊套铸轧制备1070铝合金带坯的方法，其特征在于，所述步骤（3）中氮气和氯气的混合比例为1:9。
3.根据权利要求1所述应用铜辊套铸轧制备1070铝合金带坯的方法，其特征在于，所述步骤（4）双辊倾斜式铸轧机上下辊辊径差小于10mm。
4.根据权利要求1所述应用铜辊套铸轧制备1070铝合金带坯的方法，其特征在于，所述变质剂采用AlTi5B1合金，加入量为1.5～2.5kg/t。
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