CN113957295A - 一种8006f空调用铝箔及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种8006F空调用铝箔，包括以下质量百分比的成分：Si：0.1％‑0.18％、Fe：1.4％‑1.5％、Cu：0.01％‑0.04％、Mn：0.6％‑0.7％、Mg：0.0001‑0.05％、Zn：0.001％‑0.1％、Ti：0.01％‑0.03％，单个杂质元素≤0.05％，杂质元素总和≤0.15％，余量的铝。本发明还公开了一种8006F空调用铝箔的制备方法。采用本发明所述的8006F空调用铝箔及其制备方法制备的铝箔的屈服强度≥170MPa，抗拉强度195‑230MPa，延伸率≥3％，提高了空调用铝箔的抗拉强度和质量的稳定性。

Description

一种8006F空调用铝箔及其制备方法
技术领域
本发明涉及空调用铝箔技术领域，尤其是涉及一种8006F空调用铝箔及其制备方法。
背景技术
铝箔产品的用途十分广泛，从医药、软包装到卡纸、烟包装，从酒标、制管到空调、电子，再到容器、家用，可以说随着经济的发展，铝箔已经逐渐渗透到了各行各业及我们的日常生产当中。空调箔是制造热交换器翅片的专用材料，主要应用于制冷行业，如空调、冷藏车、制冷柜等。早期使用的空调箔是素箔，为了改善素箔表面性能，在成形前涂以防腐的无机涂层和亲水的有机涂层，形成亲水箔。目前亲水箔占空调箔总量的50％，其使用比例会进一步提高。另外还有一种憎水箔，使翅片表面具有憎水的功能，防止冷凝水沾附着。由于憎水箔改善表面除霜性的技术有待进一步研究，目前实际生产很少。
国内目前能够提供空调箔的厂家很多，热轧和铸轧工艺生产的铝箔都有。但根据不同合金、不同生产厂家生产工艺的差异，空调箔最终性能会出现不稳定性，影响使用性能。目前空调箔产品，国内主要是以3102合金或8011合金生产为主，国外以8006铝合金为主。空调箔产品对于表面质量及板型质量的要求都较普通铝箔要高很多，厚度精度要求在3％以内。并且现有成分的空调箔的抗拉强度较低，并且最终产品的性能也不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种8006F空调用铝箔，解决现有的空调箔的抗拉强度较低、性能不稳定的问题。本发明的另一个目的是提供一种8006F空调用铝箔的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种8006F空调用铝箔，包括以下质量百分比的成分：Si：0.1％-0.18％、Fe：1.4％-1.5％、Cu：0.01％-0.04％、Mn：0.6％-0.7％、Mg：0.0001-0.05％、Zn：0.001％-0.1％、Ti：0.01％-0.03％，单个杂质元素≤0.05％，杂质元素总和≤0.15％，余量的铝。
上述8006F空调用铝箔的制备方法，包括以下步骤：
S1、配料，根据成分设计要求进行铝锭及废料的配比计算，所加废料不得超过成分设计中某一元素要求；
S2、熔炼，将备好的铝锭及废料放入熔炼炉中进行熔炼，待原料熔化完全后取样分析成分，根据成分检测结果进行补料计算及操作，熔炼期间对铝合金液进行精炼；
S3、铸轧，对经过过滤后的铝合金液经流槽注入铸轧机中进行连续铸轧得到7.0-8.0mm的铸轧板；
S4、热处理，对铸轧板进行均匀化退火；
S5、冷轧，将铸轧板进行冷轧，冷轧后成品厚度为0.21mm的冷轧板，得到空调用铝箔。
优选的，所述步骤S1中，原料中包含不高于35％的8006F铝合金废料，其余铝为纯铝锭。
优选的，所述步骤S2中，熔炼时氢含量≤0.12mL/100gAl，钛丝加入的质量百分比为0.19％±0.01％。
优选的，所述步骤S3中，铸轧速度为640-680mm/min，铸轧区长度(53-58)+(1-3)mm，获得的铸轧板的同板差≤0.03mm，纵向板差≤0.12mm，中凸度0-0.05mm。
优选的，所述步骤S4中，均匀化退火工艺炉气温度为580-600℃，铝卷温度为550-560℃，保温4h。
优选的，所述步骤S5中，来料宽度为1200-1400mm时，压下道次为7.5mm-5.0mm-3.0mm-2.0mm-1.25mm-0.75mm-0.48mm-0.33mm-0.21mm；来料宽度为1400-1700mm时，压下道次为7.5mm-5.0mm-3.0mm-2.0mm-1.2mm-0.7mm-0.45mm-0.3mm-0.21mm。
优选的，所述步骤S5中，支撑辊、中间辊粗糙度为0.6-0.7μm，成品辊粗糙度为0.45-0.55μm，轧辊凸度为0。
本发明所述的一种8006F空调用铝箔及其制备方法的优点和积极效果是：
1、优化了合金的成分，在原8006铝合金的基础上，添加了适当的Cu元素，Cu元素的添加，增加了金属内部组织的形核质点，有利于晶粒细化；同时，也有利于提高材料的抗拉强度指标。同时将Mn含量的上限提高至0.7％，范围进一步缩小至0.6-0.7％之间，提高了最终产品的抗拉强度，并稳定了最终产品的性能。
2、将板带的均匀化退火工艺设置为590℃/555℃/4H(炉气温度设定为590℃，通过K型热电偶进行金属测温，待金属温度达到555℃后，保温4H)，通过提高均匀化退火温度和延长升温时间，有助于提高材料内部组织的均匀性，更有利于后部工序的加工及产品质量的稳定。
3、根据不同来料宽度对轧制道次进行分配，使不同规格的成品前两道次的轧制力更趋合理，板形质量得到明显改善，适当降低成品道次的道次加工率，有助于稳定轧制速度，减少表面带油缺陷。
下面通过实施例对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
8006F铝合金：指按照国家标准GB/T3190-2008中的要求，在对应合金牌号为8006的铝合金品种基础之上，对其中Cu含量进行调整的合金牌号。
一种8006F空调用铝箔，包括以下质量百分比的成分：Si：0.1％-0.18％、Fe：1.4％-1.5％、Cu：0.01％-0.04％、Mn：0.6％-0.7％、Mg：0.0001-0.05％、Zn：0.001％-0.1％、Ti：0.01％-0.03％，单个杂质元素≤0.05％，杂质元素总和≤0.15％，余量的铝。
在铝合金中加入Mn元素，有利于晶粒细化。但是Fe+Mn元素总和超过1.8％，极易形成(FeMn)Al6，恶化组织结构，易出现粗大晶粒，继而使得最终产品性能不均匀，无法满足要求。因此，必须要严格的控制铝合金中Fe、Mn元素的含量。
在铝合金中加入一定量的Cu元素，Cu元素增加了铝合金内部组织的形核质点，有利于晶粒的细化。并且Cu元素固溶在基体中，对铝合金具有固溶强化的作用，提高铝合金的抗拉强度。
8006F是一种新的合金牌号，没有适合的生产工艺，采用现有的工艺进行生产，存在以下的缺陷和不足：
1、由于8006F合金成分中Mn元素含量高，在铸轧和退火生产过程中，晶粒的细化会更困难，产生粗大晶粒的几率增加，不利于后续的铝箔产品的表面质量控制和性能均匀性控制。
2、由于8006F合金化程度较高，铸轧生产过程在板形控制存在困难。
3、受产品内部组织的影响，产品的延展性较其它合金相比偏低，使后部工序的加工出现困难，产品的板形质量、表面质量的控制难度增大。
4、由于8006F合金化程度较高，铸轧生产过程在边部质量控制存在难点。
8006F空调用铝箔的制备方法，包括以下步骤：
S1、配料，根据成分设计要求进行铝锭及废料的配比计算，所加废料不得超过成分设计中某一元素要求。原料中包含不高于35％的8006F铝合金废料，其余铝为纯铝锭。采用铝合金的废料进行重熔，可以实现废料的循环利用，降低材料成本。
S2、熔炼，将备好的铝锭及废料放入熔炼炉中进行熔炼，待原料熔化完全后取样分析成分，根据成分检测结果进行补料计算及操作，熔炼期间对铝合金液进行精炼。熔炼时，炉料要保持清洁，熔炼时氢含量≤0.12mL/100gAl，钛丝加入的质量百分比为0.19％±0.01％。通过钛丝对铝合金液进行变质处理，细化铝合金的晶粒，提高铝合金组织的均匀性。
S3、铸轧，对经过过滤后的铝合金液经流槽注入铸轧机中进行连续铸轧得到7.0-8.0mm的铸轧板。铸轧时，铸轧速度为640-680mm/min，铸轧区长度(53-58)+(1-3)mm。获得的铸轧板的板形质量控制在同板差≤0.03mm，纵向板差≤0.12mm，中凸度0-0.05mm。板形曲线为抛物线状，无楔形板、肋板(凸板)等缺陷。
铸轧工序对中凸度控制需要及时调整，规定值0～0.05mm，在实际生产中希望控制的范围在0.03mm。铸轧卷边部质量直接影响冷轧工序正常轧制，对边部裂边的要求按照工艺裂边≤8mm，边部裂口≤5mm控制。在实际生产中，随着生产的进行，对边部质量起到关键作用的耳子会逐渐磨损，所以要求加强生产过程质量控制，杜绝异常裂边出现。
S4、热处理，对铸轧板进行均匀化退火。为保证最终产品在330-380℃温度范围进行成品退火后的机械性能，同时保证冷轧工序正常轧制、减少晶内偏析，毛料机械性能需要满足：屈服强度≥195MPa，抗拉强度215-245MPa，延伸率≥2％，因此产品需要进行高温均匀化退火。金属温度必须达到550-560℃，炉气温度设定在580-600℃。8006F铝合金中Mn元素含量较高，Mn元素对高温较为敏感，一旦出现退火炉炉温均匀性差、温度出现异常波动，就会导致晶粒粗大，进而影响最终产品的性能的均匀性。因此对退火炉炉温均匀性提出了较高的要求，一般要求炉温均匀性满足±5℃的范围。
均匀化退火工艺设置为590℃/555℃/4H(炉气温度设定为590℃，通过K型热电偶进行金属测温，待金属温度达到555℃后，保温4H)，冷却方式为：在每年的5月-11月期间，开1/2炉门冷却6小时后方可出炉；在每年的12月-次年4月，开1/3炉门冷却6小时后方可出炉。均匀化退火出炉24小时内自然冷却，大于24小时可采用风扇冷却。
S5、冷轧，将铸轧板进行冷轧，冷轧后成品厚度为0.21mm的冷轧板，得到空调用铝箔。来料宽度为1200-1400mm时，压下道次为7.5mm-5.0mm-3.0mm-2.0mm-1.25mm-0.75mm-0.48mm-0.33mm-0.21mm。来料宽度为1400-1700mm时，压下道次为7.5mm-5.0mm-3.0mm-2.0mm-1.2mm-0.7mm-0.45mm-0.3mm-0.21mm。冷轧的道次根据来料的宽度进行分配，使不同规格的成品前两道次的轧制力更趋合理，板形质量得到明显改善。
板形的质量控制
①冷轧时，控制支撑辊、中间辊粗糙度为0.6-0.7μm，成品辊粗糙度为0.45-0.55μm，轧辊凸度为0；
每次更换工作辊后，要坚持预热轧辊10分钟以上，成品道次前，要先生产厚料2～3卷，以提高轧辊热凸度，稳定辊型；
②根据产品的宽度及合金品种，选择合适的板形控制曲线，以确保板形质量；
③确保板形控制系统正常：每次更换支承辊时，对喷淋阀和电磁阀的正常状态进行确认，发现异常及时处理；
④必须控制好轧制油指标，避免产生板形不受控、轧辊印、印痕、松树枝等缺陷和保证轧制的顺利进行，轧制油各项指标如下：
Figure BDA0003314273830000061
表面质量控制
①上料前采用干净的抹布清理掉铝卷表面灰尘，每道次均采用干净抹布对轧机导辊清擦一遍，应定期清理出入口小车、托盘表面的油泥、异物以保持小车表面干净；
②严格按照换辊程序进行换辊；新辊推入前，使用干净的轧制油分别对轧机内部中间辊、支撑辊和即将使用的新工作辊进行冲洗，减少异物带入；
③出成品前应取样以明确轧辊状态，是否符合产品的表面要求，通过首卷成品的检查来避免批量出现带有轧辊印痕、表面条纹等缺陷的产品，后续每两卷对板面进行检查，最后一卷必须检查，以保证整批次料表面质量一致；
④确保轧制油过滤系统正常，以确保轧制表面质量，要求轧制油透过(光)率≥90％；
⑤通过打磨去除套筒表面的异物，出现打底起楞时，切断来保证打底质量不形成套筒印痕或打底起楞；
⑥上机轧制前检查端面情况，并用砂布或棉布对端面的凸起物进行处理，对表面较脏或糟蹋不好的外圈应进行切除或扒料，确保轧制过程不产生无金属或非金属压入；
⑦冷轧成品整卷的板形和厚度要求：97％的带材长度的在线板形要求在15I以内，厚度要求在±3％以内；宽度公差要求(0，﹢2)mm；
⑧铝卷表面不能有擦划伤、腐蚀痕、油斑、亮线等缺陷，端部整齐，无裂边；
⑨轧制油残余量小于等于40mg/m2。
以下将结合实施例对本发明作进一步的描述，需要说明的是，以下实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于以下实施例。
实施例1-6中铝合金的成本配比如下表所示。
Figure BDA0003314273830000081
采用本申请所述的制备方法将上述实施例的铝合金分别制成0.21mm厚的铝箔，并对其进行力学性能检测，每个实施例合金的抗拉强度和延伸率各测量三次，结果如下表所示。
力学性能 屈服强度MPa 抗拉强度MPa 延伸率％
实施例一 184、188、190 216、216、216 6.0、8.0、7.5
实施例二 195、195、197 222、221、222 3.5、4.5、4.0
实施例三 179、184、194 217、217、216 4.0、3.5、3.5
实施例四 193、193、189 217、217、218 3.0、4.0、4.0
实施例五 197、191、192 218、217、217 5.0、4.0、3.0
实施例六 191、197、190 216、217、216 4.5、5.5、4.0
因此，采用本发明所述的8006F空调用铝箔及其制备方法制备的铝箔的屈服强度≥170MPa，抗拉强度195-230MPa，延伸率≥3％，提高了空调用铝箔的抗拉强度和质量的稳定性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种8006F空调用铝箔，其特征在于：包括以下质量百分比的成分：Si：0.1％-0.18％、Fe：1.4％-1.5％、Cu：0.01％-0.04％、Mn：0.6％-0.7％、Mg：0.0001-0.05％、Zn：0.001％-0.1％、Ti：0.01％-0.03％，单个杂质元素≤0.05％，杂质元素总和≤0.15％，余量的铝。
2.根据权利要求1所述的一种8006F空调用铝箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、配料，根据成分设计要求进行铝锭及废料的配比计算，所加废料不得超过成分设计中某一元素要求；
S2、熔炼，将备好的铝锭及废料放入熔炼炉中进行熔炼，待原料熔化完全后取样分析成分，根据成分检测结果进行补料计算及操作，熔炼期间对铝合金液进行精炼；
S3、铸轧，对经过过滤后的铝合金液经流槽注入铸轧机中进行连续铸轧得到7.0-8.0mm的铸轧板；
S4、热处理，对铸轧板进行均匀化退火；
S5、冷轧，将铸轧板进行冷轧，冷轧后成品厚度为0.21mm的冷轧板，得到空调用铝箔。
3.根据权利要求2所述的一种8006F空调用铝箔的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，原料中包含不高于35％的8006F铝合金废料，其余铝为纯铝锭。
4.根据权利要求2所述的一种8006F空调用铝箔的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，熔炼时氢含量≤0.12mL/100gAl，钛丝加入的质量百分比为0.19％±0.01％。
5.根据权利要求2所述的一种8006F空调用铝箔的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，铸轧速度为640-680mm/min，铸轧区长度(53-58)+(1-3)mm，获得的铸轧板的同板差≤0.03mm，纵向板差≤0.12mm，中凸度0-0.05mm。
6.根据权利要求2所述的一种8006F空调用铝箔的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，均匀化退火工艺炉气温度为580-600℃，铝卷温度为550-560℃，保温4h。
7.根据权利要求2所述的一种8006F空调用铝箔的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，来料宽度为1200-1400mm时，压下道次为7.5mm-5.0mm-3.0mm-2.0mm-1.25mm-0.75mm-0.48mm-0.33mm-0.21mm；来料宽度为1400-1700mm时，压下道次为7.5mm-5.0mm-3.0mm-2.0mm-1.2mm-0.7mm-0.45mm-0.3mm-0.21mm。
8.根据权利要求2所述的一种8006F空调用铝箔的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，支撑辊、中间辊粗糙度为0.6-0.7μm，成品辊粗糙度为0.45-0.55μm，轧辊凸度为0。
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