CN114921694A - 一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔及其制备方法和应用,所述的铝箔由以下重量百分比的各组分组成:Si 0.3~1.2%,Fe 0.3~2.0%,Cu 0.1~0.5%,Mn≤0.01%,Zn≤0.01%,Ti 0.2~0.5%,余量为Al;制备方法包括:(1)熔炼;(2)铸轧;(3)粗轧;(4)均匀化退火;(5)粗轧切边;(6)中间退火;(7)精轧;(8)成品退火;(9)拉矫清洗;(10)分切检验包装。本发明所使用的铝卷原料为废料,因而具有废料循环利用、绿色节能等优点;同时本产品板型优良,具有优越的加工性能;裂边率和破损率低,提高了产品的使用寿命;加工成的成品柔韧性好,疲劳强度高,提升了产品质量,将更好地应用于奶粉盖的加工。
Description
技术领域
本发明涉及铝箔的制备工艺技术领域,更具体的是涉及一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔及其制备方法。
背景技术
铝箔因其优良的特性,广泛用于食品、饮料、香烟、药品、照相底板、家庭日用品等,通常用作其包装材料;铝箔是柔软的金属薄膜,具有防潮、气密、遮光、耐腐蚀、保香、无毒无味等优点,被包装的物品与外界的光、湿、气等充分隔绝,从而使包装物受到了完好的保护。
奶粉因其营养价值高、预防疾病等诸多优点深受大众青睐。但奶粉的主要配料,不管是羊乳清粉还是牛乳清粉,都极易吸潮从而影响到奶粉的品质,使用铝箔封口能最大程度保持干燥,另一方面也能减少保护性气体的流失,从而保证奶粉质量。但是目前市面上流行的奶粉盖用铝箔,材料的强度高延伸率低,抗疲劳性能不足,容易在使用过程中出现破损,从而影响奶粉的质量。此外,奶粉盖用铝箔通常使用纯铝锭或者添加少量铝废料生产,但随着原铝生产成本的增加、资源的日益紧缺,再生铝的生产优势也日益突出,因而使用再生铝生产日常生产用品,是大势所趋,也符合我国可持续发展战略需求。目前的再生铝原料标准的标准化对象为直接入炉熔铸或熔炼的高品质回收原料,即:含铝肥料经过拆解、破碎、分选、加工、处理后得到的清洁高品质的可直接投入普通熔炼炉的原料。因此如何将再生铝应用于奶粉盖用铝箔上的生产,且所生产的铝箔具有低强度高延伸率的特点是目前亟待解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中奶粉盖用铝箔材料强度高延伸率低的问题,现提供一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔及其制备方法和应用。
具体技术方案如下:
一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔,其组成成分及质量百分比为:Si 0.3~0.8,Fe0.5~1.2%,Cu 0.1~0.3%,Mn≤0.05%,Zn≤0.05%,Ti≤0.5%,余量为Al。
制备方法包括以下步骤:
(1)熔炼:采用Si 0.3~0.8,Fe 0.5~1.2%,Cu 0.1~0.3%,其余为Al的配比进行熔炼,熔炼温度为735~755℃,经过熔体精炼处理后在730~750℃倒入静置炉静置保温,静置炉温度为730~740℃,所添加的铁和硅元素分别采用ω(Fe)=75%的速溶铁,ω(Si)=95%的速溶硅;所述的原料均为废料;
(2)铸轧:将步骤(1)所得样品铸轧成6.0~7.0mm铸轧铝卷,在除气箱入口添加铝钛硼丝用于细化晶粒;
(3)粗轧:将步骤(2)所得铸轧母卷经粗轧轧至2.0~5.0mm;
(4)均匀化退火:按照0.8℃/min-2.0℃/min升温到250-300℃,进行保温;然后按照0.5℃/min-1.5℃/min升温到300-600℃,进行保温;然后降温到200-400℃,进行保温;在成品前退火前设置吹洗;
(5)粗轧、切边:经粗轧轧制0.3~1mm进行切片;
(6)中间退火:中间退火后卷料经(1.5-2mm)~(0.5-1mm)~(0.2-0.5mm)道次轧制,随后冷却后进行纵剪切边,切片完成后进行第二次中间退火;
(7)精轧:轧制至成品前厚度0.03~0.1mm;
(8)成品退火:按照1.0℃/min-2.5℃/min升温到100-300℃,进行保温;随后升温到200-500℃,进行保温;随后降温到200-400℃,进行保温;最后降温至100-200℃,进行保温;
(9)拉矫清洗:矫正版型并清洗;
(10)分切检验包装:分切至成品宽度≥10mm,成品抗拉强度70-120Mpa,延伸率≥30%,刷水等级A,分切后端面错层≤0.5mm,端面串层≤0.5mm,塔形≤3mm,偏芯≤1mm,塌芯≤3mm,摆动≤5mm,分切完成后进行产品的尺寸、表面、端面检查,检查完成后进行包装。
所述步骤(6)第二次中间退火的具体步骤为:按照1.0℃/min-2.5℃/min升温到200-400℃,保温时间120-240min,随后升温到300-500℃,保温时间120-180min,随后降温到200-300℃,保温时间180-360min。通过增加中间退火修复铝卷在轧制过程中产生的擦划伤,从而减少后续轧机及客户使用过程中产生的针孔、擦划伤、断带及破损;同时第二相粒子能够更均匀的分布,产生细晶强化,更能阻碍晶界的运动,在拉伸时试样均匀受力,从而提升材料的延伸率。
所述步骤(6)通过降低退火厚度,铝卷中的原子通过不断运动,可以修复铝卷在之前道次升降速过程中的擦划伤,因而可以显著改善最终成品的针孔和板型。同时通过降低退火厚度,退火前加工率增大,大的晶粒能在更大程度上被压碎,晶粒均匀化程度高,再结晶过程中新晶粒形核的数目增多,因而晶粒细化程度提升,产品的塑性得到提升。
所述步骤(4)退火时为了保证铝材表面净化,在成品前退火前设置吹洗,吹洗时吹洗风机开启量为100%,增加了吹洗时间,后面退火时吹洗风机可以开启35%-50%,若产品带油量多,仍将吹洗风机开启100%,打开负压开关,循环风机转速为500-800r/min,出炉风机强冷至≤60℃,要求取样检测力学性能,抗拉强度110~120MPa,延伸率≥2.0%。
所述步骤(8)成品退火的具体工艺为:按照1.0℃/min-2.5℃/min升温到100-300℃,保温时间60-180min,随后升温到200-500℃,保温时间600-1000min,随后降温到200-400℃,保温时间500-800min,最后降温至100-200℃,保温时间60-240min,通过在最终成品道次退火,适当降低退火温度和退火时间,防止晶粒长大等问题产生,从而保证铝卷的性能,提高铝卷的质量。
所述步骤(9)拉矫清洗步骤中清洗使用高温脱脂剂进行高温清洗,清洗后检测铝卷达因值≥50。
一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔在奶粉盖上的应用。
有益效果:
(1)本发明提供了一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔的制备方法,所使用的原料均为废料且运用绿色短流程生产加工,因此具有废料循环利用、绿色节能的优点。
(2)本制备方法在中间退火后通过降低退火厚度,铝卷中的原子通过不断运动,可以修复铝卷在之前道次升降速过程中的擦划伤,因而可以显著改善最终成品的针孔和板型;同时通过降低退火厚度,退火前加工率增大,大的晶粒能在更大程度上被压碎,晶粒均匀化程度高,再结晶过程中新晶粒形核的数目增多,因而晶粒细化程度提升,产品的塑性得到提升。
(3)本制备方法通过两次中间退火,可以修复铝卷在轧制过程中产生的擦划伤,从而减少后续轧机及客户使用过程中产生的针孔、擦划伤、断带及破损;同时能够使第二相粒子能够更均匀的分布,产生细晶强化,更能阻碍晶界的运动,在拉伸时试样均匀受力,从而提升材料的延伸率;在最终成品道次退火,适当降低退火温度和退火时间,防止晶粒长大等问题的产生,从而保证了铝卷的性能,提高了铝卷的质量。
(4)通过对各个环节的参数优化,通过本制备方法制得的成品抗拉强度达到70-100Mpa,延伸率可达30%以上,高延伸低强度,板型优良,具有优越的加工性能;裂边率和破损率低,提高了产品的使用寿命;加工成的成品柔韧性好,疲劳强度高,提升了产品质量,能更好地应用于奶粉盖。
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
一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔的制备方法,具体步骤如下:
S1:熔炼按重量百分比Si 0.5%,Fe 1.0%,Cu 0.3%,其余为铝的配比作为基础成分,配制合金原料。
S2:将原料进行熔化,熔炼控制温度在750℃,经过熔体精炼处理后在745℃倒入静置炉静置保温,静置炉温度为735℃;后经铸轧得到6.8mm铸轧卷。
S3:将铸轧母卷经粗轧按6.8mm—5.0mm—3.8mm轧制3.8mm厚度然后进行均匀化退火,按照1.5℃/min升温到250℃,保温时间为360min,然后按照1℃/min升温到580℃,保温时间为660min,然后降温到400℃,保温时间为240min。
S4:中间退火后卷经3.8mm—2.0mm—1.4mm—0.75mm—0.4mm道次轧制0.4mm厚度,随后冷却12h后进行纵剪切边。
S5:切边后料卷经0.4mm—0.24mm—0.14mm—0.06mm道次轧制成品道次0.06±0.003mm厚度。
S6:成品道次0.06±0.003mm进行成品退火,2.0℃/min升温到150℃,保温时间120min,随后升温到300℃,保温时间800min,随后降温到250℃,保温时间600min,最后降温到100℃,保温时间120min,随后出炉。
S7:对步骤对退火后的铝卷进行板型矫正,加脱脂剂高温清洗。
S8:所述分切、检查、包装过程中,分切后端面错层≤0.5mm,端面串层≤0.5mm,塔形≤3mm,偏芯≤1mm,塌芯≤3mm,摆动≤5mm。
实施例2
S1:熔炼按重量百分比Si 0.5%,Fe 1.0%,Cu 0.3%,其余为铝的配比作为基础成分,配制合金原料。
S2:将原料进行熔化,熔炼控制温度在750℃,经过熔体精炼处理后在745℃倒入静置炉静置保温,静置炉温度为735℃;后经铸轧得到6.8mm铸轧卷。
S3:将铸轧母卷经粗轧按6.8mm—5.0mm—3.8mm—2.5mm—1.6mm轧制1.6mm厚度,然后进行均匀化退火,按照1.5℃/min升温到280℃,保温时间为240min,然后按照1℃/min升温到560℃,保温时间为800min,然后降温到420℃,保温时间为240min。
S4:中间退火后卷经1.6mm—0.75mm—0.4mm道次轧制0.4mm厚度,随后冷却12h后进行纵剪切边。
S5:切边后料卷经0.4mm—0.24mm—0.14mm—0.06mm道次轧制成品道次0.06±0.003mm厚度。
S6:成品道次0.06±0.003mm进行成品退火,2.0℃/min升温到150℃,保温时间120min,随后升温到300℃,保温时间800min,随后降温到250℃,保温时间600min,最后降温到100℃,保温时间120min,随后出炉。
S7:对步骤对退火后的铝卷进行板型矫正,加脱脂剂高温清洗。
S8:所述分切、检查、包装过程中,分切后端面错层≤0.5mm,端面串层≤0.5mm,塔形≤3mm,偏芯≤1mm,塌芯≤3mm,摆动≤5mm。
实施例3
S1:熔炼按重量百分比Si 0.5%,Fe 1.0%,Cu 0.3%,其余为铝的配比作为基础成分,配制合金原料。
S2:将原料进行熔化,熔炼控制温度在750℃,经过熔体精炼处理后在745℃倒入静置炉静置保温,静置炉温度为735℃;后经铸轧得到6.8mm铸轧卷。
S3:将铸轧母卷经粗轧按6.8mm—5.0mm—3.8mm轧制3.8mm厚度然后进行均匀化退火,按照1.5℃/min升温到250℃,保温时间为360min,然后按照1℃/min升温到580℃,保温时间为660min,然后降温到400℃,保温时间为240min。
S4:中间退火后卷经3.8mm—2.0mm—1.3mm—0.75mm—0.4mm道次轧制0.4mm厚度然后切边,随后进行第二次中间退火,按照2℃/min升温到350℃,保温时间为420min,然后按照降温到300℃,保温时间为240min,最后降温到240℃,保温时间为240min。
S5:切边后料卷经0.4mm—0.21mm—0.14mm—0.06mm道次轧制成品道次0.06±0.003mm厚度。
S6:成品道次0.06±0.003mm进行成品退火,2.0℃/min升温到100℃,保温时间120min,随后升温到230℃,保温时间600min,随后降温到200℃,保温时间900min,最后降温到60℃,保温时间180min,随后出炉。
S7:对步骤对退火后的铝卷进行板型矫正,加脱脂剂高温清洗。
S8:所述分切、检查、包装过程中,分切后端面错层≤0.5mm,端面串层≤0.5mm,塔形≤3mm,偏芯≤1mm,塌芯≤3mm,摆动≤5mm。
总结:
对上述三个实施例制得的铝箔进行性能测试,测试结果如下表所示:
抗拉强度/MPa | 延伸率 | |
实施例1 | 80-100MPa | ≥25% |
实施例2 | 80-90MPa | ≥30% |
实施例3 | 60-90MPa | ≥35% |
实施例2与实施例1相比,在实施例1的基材上降低了退火的厚度,退火效果有以下优点:
①降低退火厚度,铝卷中的原子通过不断运动,可以修复铝卷在之前道次升降速过程中的擦划伤,因而可以显著改善最终成品的针孔和板型。
②通过降低退火厚度,退火前加工率增大,大的晶粒能在更大程度上被压碎,晶粒均匀化程度高,再结晶过程中新晶粒形核的数目增多,因而晶粒细化程度提升,产品的塑性得到提升。
实施例2制得的成品板型好,加工效率高,材料的破损率降低,抗疲劳性能提升。
实施例3在案例1的基材上,增加中间退火道次,退有以下优点:
①通过增加中间退火,可以修复铝卷在轧制过程中产生的擦划伤,从而减少后续轧机及客户使用过程中产生的针孔、擦划伤、断带及破损。
②通过增加中间退火,第二相粒子能够更均匀的分布,产生细晶强化,更能阻碍晶界的运动,在拉伸时试样均匀受力,从而提升材料的延伸率。
③在最终成品道次退火,适当降低退火温度和退火时间,防止晶粒长大等问题的产生,从而保证了铝卷的性能,提高了铝卷的质量。
实施例3制得的成品板型好,加工效率高;破损率低,抗疲劳效果最佳,可适用于对铝箔加工要求、抗疲劳性能高的客户。
作为进一步改进,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)
1.一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔,其特征在于,铝箔由以下重量百分比的各组分组成:Si 0.3~1.2%,Fe 0.3~2.0%,Cu 0.1~0.5%,Mn≤0.01%,Zn≤0.01%,Ti 0.2~0.5%,余量为Al。
2.如权利要求1所述的一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、熔炼:按照配比将含铝废料进行熔炼,经过熔体精炼处理后倒入静置炉静置保温;
S2、铸轧:将S1所得样品铸轧成6.0~7.0mm铸轧铝卷,在除气箱入口添加铝钛硼丝;
S3、粗轧:将S2所得铸轧母卷经粗轧轧至2.0~5.0mm;
S4、均匀化退火:按照0.8℃/min-2.0℃/min升温到250-300℃,进行保温;然后按照0.5℃/min-1.5℃/min升温到300-600℃,进行保温;然后降温到200-400℃,进行保温;在成品前退火前设置吹洗;
S5、粗轧、切边:经粗轧轧制0.3~1mm进行切片;
S6:中间退火:中间退火后卷料经(1.5-2mm)~(0.5-1mm)~(0.2-0.5mm)道次轧制,随后冷却后进行纵剪切边,切片完成后进行第二次中间退火;
S7、精轧:轧制至成品前厚度0.03~0.1mm;
S8、成品退火:按照1.0℃/min-2.5℃/min升温到100-300℃,进行保温;随后升温到200-500℃,进行保温;随后降温到200-400℃,进行保温;最后降温至100-200℃,进行保温;
S9、拉矫清洗:矫正版型并清洗;
S10、分切检验包装:对分切后进行产品的尺寸、表面、端面进行检查,检查完成后进行包装。
3.根据权利要求2所述的一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔的制备方法,其特征在于,所述S1熔炼所使用的含铝废料的厚度<0.2mm,所述含铝废料中所使用的铁含有75%的速溶铁,所使用的硅中含有95%的速溶硅。
4.根据权利要求2所述的一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔的制备方法,其特征在于,所述S4中吹洗的具体步骤为:吹洗时吹洗风机开启量为100%,循环风机转速为500-800r/min,负压开关为打开状态;退火时吹洗风机开启量为35%-50%。
5.根据权利要求2所述的一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔的制备方法,其特征在于,所述S1中熔炼的温度为730~750℃;精炼后在740~760℃温度范围内倒炉;保温炉温度为720~750℃;精炼次数为不少于两次。
6.根据权利要求2所述的一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔的制备方法,其特征在于,所述S4均匀化退火中第一段退火的保温时间为300-500min;第二段退火的保温时间为600-800min;第三段退火的保温时间为200-500min。
7.根据权利要求2所述的一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔的制备方法,其特征在于,所述S8成品退火中第一段升温后进行保温的时间为60-180min;第二段升温后进行保温的时间为600-1000min;第三段降温后进行保温的时间为500-800min;第四段降温后进行保温的时间为60-240min。
8.根据权利要求2所述的一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔的制备方法,其特征在于,所述S6第二次中间退火的具体步骤为:按照2℃/min升温到350℃,保温时间为420min,然后按照降温到300℃,保温时间为240min,最后降温到240℃,保温时间为240min。
9.根据权利要求2所述的一种低强度高延伸奶粉盖用铝箔的制备方法,其特征在于,所述S10中分切检验包装的具体步骤为:分切至成品宽度≥10mm,成品抗拉强度70-120Mpa,延伸率≥30%,刷水等级A,分切后端面错层≤0.5mm,端面串层≤0.5mm,塔形≤3mm,偏芯≤1mm,塌芯≤3mm,摆动≤5mm,分切完成后进行产品的尺寸、表面、端面检查,检查完成后进行包装。
10.权利要求1至9任意一项所述的低强度高延伸奶粉盖用铝箔在奶粉盖上的应用。
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