CN115992327A - 一种阳极用电子铝箔及其铸轧生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阳极用电子铝箔及其铸轧生产方法。电子铝箔中化学成分组成为：Fe 10～50ppm、Si 10～50ppm、Cu 20～70ppm、Zn≤15ppm、Ga≤15ppm、Pb 0～2ppm，余量为Al。以偏析法精铝锭为原料依次进行熔铸、铸轧、均匀化处理、冷轧、中间退火、成品轧制、成品退火和包装；最后生产得到阳极用电子铝箔。本发明技术方案通过在铸轧机上增加了冷却控制装置，使其能够控制铸轧过程中卷取温度，从而保证产品的性能质量；因此使其生产的电子铝箔能够满足质量要求。利用本发明铸轧法生产电子铝箔，能够减少投资、降低生产成本。
Description
一、技术领域：
本发明属于电子元器件材料技术领域，具体涉及一种阳极用电子铝箔及其铸轧生产方法。
二、背景技术：
随着电子工业技术的发展，促使铝电解电容器也得到了快速发展，电子铝箔是铝电解电容器的关键原材料，是电极箔制造的基础材料。铝电解电容器广泛应用在家用电器、计算机、通信设备、工业控制、电动汽车、电力机车及军事和航空航天设备中。电子铝箔作为铝电解电容器的核心原材料，其性能优劣直接影响到铝电解电容器的诸多使用特性。
根据已公开的技术和专利文献中相关制备工艺，目前各生产厂家大都是采用热轧法生产电子铝箔，即生产工序大致如下：铸锭—铣面—均匀化—热轧—冷轧—中间退火—箔轧—退火—包装。目前该工艺程序得到了广泛应用，并且也已经取得基本成功。
但由于铸造和热轧配套设备投资过大、能耗大、效率不高，造成生产成本相对较高，远远高于同规格的其他铝箔生产成本。
为了改进电子铝箔生产方法，也先后有研发机构进行了铸轧法生产高压电子铝箔和探索，但由于工艺上没有解决电子铝箔关键工序的质量控制，导致最终成品质量性能均很难达到用户需求。例如：发明专利CN 200910311658.3公开了一种高压电解电容器阳极用铝箔及生产方法。由于现有铸轧机不能控制卷取温度，对电子铝箔的性能有一定的影响，只能使用三层法精铝生产一般的阳极电子铝箔，而不能实现偏析法精铝生产。
三、发明内容：
本发明要解决的技术问题是：针对目前热轧法生产成本较高的问题和上述现有铸轧法工艺中所存在的不足之处，本发明提供一种阳极用电子铝箔及其铸轧生产方法。本发明技术方案使用铸轧方法生产的铝电解电容器用电子铝箔，完全能够满足下游客户需要。
为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：
本发明提供一种阳极用电子铝箔，所述阳极用电子铝箔中化学成分组成为：Fe 10～50ppm、Si 10～50ppm、Cu 20～70ppm、Zn≤15ppm、Ga≤15ppm、Pb 0～2ppm，余量为Al。
另外，提供一种阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，所述生产方法包括以下步骤：
a、熔铸：将铝锭进行加热熔化，按照电子铝箔化学成分要求调整合金元素含量，熔化后进行除渣除气，检测和控制熔化后所得铝合金熔融液的组成满足上述电子铝箔化学成分要求，并控制铝合金熔融液中含气量≤0.12毫升/100克铝水；
b、铸轧：将步骤a所得铝合金熔融液进行过滤静置，然后输入到铸轧机中进行铸轧，铸轧成6～8mm厚度的板卷，并控制卷取温度<250℃；
c、均匀化处理：将步骤b所得铸轧板卷冷轧一个道次至4.5～5.5mm，然后在520～610℃下均匀化退火、保温时间为6～15h，出炉后冷却到80℃以下；
d、冷轧：将均匀化处理后的料卷冷轧至退火前0.13～0.17mm；
e、中间退火：将冷轧所得料卷在210～260℃下进行中间退火、保温时间为6～12h，控制出炉后抗拉强度为70～90MPa；
f、成品轧制：将中间退火后所得料卷进行成品轧制，控制压下量为15～25％；
g、成品退火：将轧制所得成品厚度料卷进行清洗和分切，在退火炉中进行成品退火；
h、包装：将成品退火所得电子铝箔进行复卷，检测合格后包装入库。
根据上述的阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，步骤a中所述加热熔化时控制温度为720～750℃，熔化静止时间为2～5h。
根据上述的阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，步骤a中采用的铝锭为偏析法精铝锭，其纯度≥99.98％。
根据上述的阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，步骤b所述进行铸轧过程中，控制铝液温度为700～760℃。
根据上述的阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，步骤b中所述卷取温度为230～250℃。
根据上述的阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，步骤g所述在退火炉中进行成品退火时，低压电子铝箔采用氮气作为保护气体，氧气含量≤200ppm；高压电子铝箔采用氩气作为保护气体，氧气含量≤20ppm。
根据上述的阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，步骤g所述在退火炉中进行成品退火时，具体退火过程为：5～10h升温到炉气温度300～400℃、保温5～10h，接着5～10h升温到520～620℃、保温10～20h；最后冷却至料温≤250℃出炉。
本发明技术方案，结合热轧过程中的关键指标控制原理，在铸轧机增加一套冷却控温装置，从而能够控制卷取温度、控制铝板的性能，使其能够满足电子铝箔的质量要求。同时，铸轧后增加均匀化处理工序，也能够保证电子铝箔的质量。
本发明的积极有益效果：
1、与现有热轧法生产电子铝箔相比，本发明技术方案能够减少投资，降低生产成本。
2、本发明技术方案通过在铸轧机上增加了冷却控制装置，使其能够控制铸轧过程中卷取温度，从而保证产品的性能质量。
3、通过本发明铸轧法能够生产出合格的电子铝箔。例如：本发明铸轧法生产工艺中，成品道次压下量控制为16～21％，质量性能明显优于现有技术生产工艺中25％的压下量。
4、本发明通过对铸轧工艺的优化，能够实现偏析法精铝生产阳极电子铝箔。偏析法精铝相对三层法精铝，能够大大降低生产成本，每吨原料成本能够降低约4000元。由于三层法精铝成本较高，目前国内生产线全部停运。
5、经检测，本发明生产的电子铝箔比容能够达到0.80μF(520V)，1.5μF(350V)，2.2μF(250V)，性能远远超过现有技术中铸造法生产的电子铝箔。
四、具体实施方式：
以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明技术方案保护的范围。
实施例1：
本发明阳极用电子铝箔，其化学成分组成为：Fe 11ppm、Si 12ppm、Cu56ppm、Zn6ppm、Ga 6ppm、Pb 1ppm，余量为Al。
本发明实施例1所述阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，其详细步骤如下：
a、熔铸：将12吨铝锭进行加热熔化(采用的铝锭为偏析法精铝锭，其纯度≥99.98％)，熔化温度为730℃，熔化静止时间为4h；按照电子铝箔化学成分要求调整合金元素含量，熔化后进行除渣除气，检测和控制熔化后所得铝合金熔融液的组成满足实施例1中所述电子铝箔化学成分要求，并控制铝合金熔融液中含气量≤0.12毫升/100克铝水；
b、铸轧：将步骤a所得铝合金熔融液进行过滤静置6h，然后输入到铸轧机中进行铸轧，铸轧过程中控制铝液温度为730℃，铸轧成6.5mm厚度的板卷，并控制卷取温度为230～240℃；
c、均匀化处理：将步骤b所得铸轧板卷冷轧一个道次至4.8mm，然后在540℃下均匀化退火、保温时间为8h，出炉后冷却到80℃以下；
d、冷轧：将均匀化处理后的料卷进行冷轧，冷轧过程为4.8mm-2.5mm-1.3mm-0.65mm-0.35mm-0.15mm；
e、中间退火：将冷轧所得料卷在240℃下进行中间退火、保温时间为8h，控制出炉后抗拉强度为86MPa；
f、成品轧制：将中间退火后所得料卷进行成品轧制，轧制至厚度为0.125mm；
g、成品退火：将轧制所得成品厚度料卷进行清洗和分切，在退火炉中进行成品退火，退火过程中，高压电子铝箔采用氩气作为保护气体，氧气含量≤20ppm；
具体退火过程为：6h升温到炉气温度320℃、保温6h，接着5h升温到600℃、保温13h；最后冷却至料温≤250℃出炉；
h、包装：将成品退火所得电子铝箔进行复卷，检测合格后包装入库。
本实施例制备所得高压电子铝箔，经检测立方织构达98％以上，比容2.21μF(250V)；高压箔立方织构合格标准大于95％。
实施例2：
本发明阳极用电子铝箔，其化学成分组成为：Fe 40ppm、Si 40ppm、Cu30ppm、Zn10ppm、Ga 10ppm，余量为Al。
本发明实施例2所述阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，其详细步骤如下：
a、熔铸：将15吨铝锭进行加热熔化(采用的铝锭为偏析法精铝锭，其纯度≥99.98％)，熔化温度为740℃，熔化静止时间为3h；按照电子铝箔化学成分要求调整合金元素含量，熔化后进行除渣除气，检测和控制熔化后所得铝合金熔融液的组成满足实施例3中所述电子铝箔化学成分要求，并控制铝合金熔融液中含气量≤0.12毫升/100克铝水；
b、铸轧：将步骤a所得铝合金熔融液进行过滤静置6h，然后输入到铸轧机中进行铸轧，铸轧过程中控制铝液温度为750℃，铸轧成7mm厚度的板卷，并控制卷取温度为240～250℃；
c、均匀化处理：将步骤b所得铸轧板卷冷轧一个道次到5.5mm，然后在600℃下均匀化退火、保温时间为8h，出炉后冷却到80℃以下；
d、冷轧：将均匀化处理后的料卷进行冷轧，冷轧过程为5.5mm-2.8mm-1.4mm-0.7mm；
e、箔轧：将冷轧所得料卷直接在箔轧机轧制成成品厚度；其箔轧过程为0.36mm-0.19mm-0.11mm；
f、成品退火：将轧制所得成品厚度料卷进行清洗和分切，在退火炉中进行成品退火，退火过程中，低压电子铝箔采用氮气作为保护气体，氧气含量≤200ppm；
具体退火过程为：6h升温到炉气温度350℃、保温6h，接着降温到330℃、保温20h；最后冷却至料温≤250℃出炉；
g、包装：将成品退火所得电子铝箔进行复卷，检测合格后包装入库。
本实施例制备所得产品低压电子铝箔，经检测抗拉强度为63MPa,合格。
实施例3：
本发明阳极用电子铝箔，其化学成分组成为：Fe 20ppm、Si 22ppm、Cu45ppm、Zn15ppm、Ga 15ppm、Pb 1ppm，余量为Al。
本发明实施例3所述阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，其详细步骤如下：
a、熔铸：将13吨铝锭进行加热熔化(采用的铝锭为偏析法精铝锭，其纯度≥99.98％)，熔化温度为720℃，熔化静止时间为6h；按照电子铝箔化学成分要求调整合金元素含量，熔化后进行除渣除气，检测和控制熔化后所得铝合金熔融液的组成满足实施例3中所述电子铝箔化学成分要求，并控制铝合金熔融液中含气量≤0.12毫升/100克铝水；
b、铸轧：将步骤a所得铝合金熔融液进行过滤静置6h，然后输入到铸轧机中进行铸轧，铸轧过程中控制铝液温度为720℃，铸轧成6.5mm厚度的板卷，并控制卷取温度为235～245℃；
c、均匀化处理：将步骤b所得铸轧板卷冷轧一个道次至4.8mm，然后在540℃下均匀化退火、保温时间为8h，出炉后冷却到80℃以下；
d、冷轧：将均匀化处理后的料卷进行冷轧，冷轧过程为4.8mm-2.5mm-1.3mm-0.65mm-0.35mm-0.17mm；
e、中间退火：将冷轧所得料卷在250℃下进行中间退火、保温时间为8h，控制出炉后抗拉强度为90MPa；
f、成品轧制：将中间退火后所得料卷进行成品轧制，轧制至厚度为0.135mm；
g、成品退火：将轧制所得成品厚度料卷进行清洗和分切，在退火炉中进行成品退火，退火过程中，高压电子铝箔采用氩气作为保护气体，氧气含量≤20ppm；
具体退火过程为：6h升温到炉气温度320℃、保温6h，接着5h升温到610℃、保温13h；最后冷却至料温≤250℃出炉；
h、包装：将成品退火所得电子铝箔进行复卷，检测合格后包装入库。
本实施例制备所得高压电子铝箔，经检测立方织构达97％以上，比容2.20μF(250V)；高压箔立方织构合格标准大于95％。
实施例4：
本发明阳极用电子铝箔，其化学成分组成为：Fe 15ppm、Si 16ppm、Cu50ppm、Zn10ppm、Ga 10ppm、Pb 1ppm，余量为Al。
本发明实施例4所述阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，其详细步骤如下：
a、熔铸：将15吨铝锭进行加热熔化(采用的铝锭为偏析法精铝锭，其纯度≥99.98％)，熔化温度为730℃，熔化静止时间为5h；按照电子铝箔化学成分要求调整合金元素含量，熔化后进行除渣除气，检测和控制熔化后所得铝合金熔融液的组成满足实施例4中所述电子铝箔化学成分要求，并控制铝合金熔融液中含气量≤0.12毫升/100克铝水；
b、铸轧：将步骤a所得铝合金熔融液进行过滤静置6h，然后输入到铸轧机中进行铸轧，铸轧过程中控制铝液温度为730℃，铸轧成7.0mm厚度的板卷，并控制卷取温度为240～250℃；
c、均匀化处理：将步骤b所得铸轧板卷冷轧一个道次到4.6mm，然后在530℃下均匀化退火、保温时间为8h，出炉后冷却到80℃以下；
d、冷轧：将均匀化处理后的料卷进行冷轧，冷轧过程为4.6mm-2.5mm-1.3mm-0.65mm-0.35mm-0.16mm；
e、中间退火：将冷轧所得料卷在245℃下进行中间退火、保温时间为8h，控制出炉后抗拉强度为85MPa；
f、成品轧制：将中间退火后所得料卷进行成品轧制，轧制至厚度为0.129mm；
g、成品退火：将轧制所得成品厚度料卷进行清洗和分切，在退火炉中进行成品退火，退火过程中，高压电子铝箔采用氩气作为保护气体，氧气含量≤20ppm；
具体退火过程为：6h升温到炉气温度320℃、保温6h，接着5h升温到600℃、保温13h；最后冷却至料温≤250℃出炉；
h、包装：将成品退火所得电子铝箔进行复卷，检测合格后包装入库。
本实施例制备所得高压电子铝箔，经检测立方织构达98％以上，比容2.23μF(250V)；高压箔立方织构合格标准大于95％。
Claims (8)
1.一种阳极用电子铝箔，其特征在于，所述阳极用电子铝箔中化学成分组成为：Fe 10～50ppm、Si 10～50ppm、Cu 20～70ppm、Zn≤15ppm、Ga≤15ppm、Pb 0～2ppm，余量为Al。
2.一种阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：
a、熔铸：将铝锭进行加热熔化，按照电子铝箔化学成分要求调整合金元素含量，熔化后进行除渣除气，检测和控制熔化后所得铝合金熔融液的组成满足权利要求1中所述电子铝箔化学成分要求，并控制铝合金熔融液中含气量≤0.12毫升/100克铝水；
b、铸轧：将步骤a所得铝合金熔融液进行过滤静置，然后输入到铸轧机中进行铸轧，铸轧成6～8mm厚度的板卷，并控制卷取温度<250℃；
c、均匀化处理：将步骤b所得铸轧板卷冷轧一个道次至4.5～5.5mm，然后在520～610℃下均匀化退火、保温时间为6～15h，出炉后冷却到80℃以下；
d、冷轧：将均匀化处理后的料卷冷轧至退火前0.13～0.17mm；
e、中间退火：将冷轧所得料卷在210～260℃下进行中间退火、保温时间为6～12h，控制出炉后抗拉强度为70～90MPa；
f、成品轧制：将中间退火后所得料卷进行成品轧制，控制压下量为15～25％；
g、成品退火：将轧制所得成品厚度料卷进行清洗和分切，在退火炉中进行成品退火；
h、包装：将成品退火所得电子铝箔进行复卷，检测合格后包装入库。
3.根据权利要求2所述的阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，其特征在于：步骤a中所述加热熔化时控制温度为720～750℃，熔化静止时间为2～5h。
4.根据权利要求2所述的阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，其特征在于：步骤a中采用的铝锭为偏析法精铝锭，其纯度≥99.98％。
5.根据权利要求2所述的阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，其特征在于：步骤b所述进行铸轧过程中，控制铝液温度为700～760℃。
6.根据权利要求2所述的阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，其特征在于：步骤b中所述卷取温度为230～250℃。
7.根据权利要求2所述的阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，其特征在于：步骤g所述在退火炉中进行成品退火时，低压电子铝箔采用氮气作为保护气体，氧气含量≤200ppm；高压电子铝箔采用氩气作为保护气体，氧气含量≤20ppm。
8.根据权利要求2所述的阳极用电子铝箔的铸轧生产方法，其特征在于，步骤g所述在退火炉中进行成品退火时，具体退火过程为：5～10h升温到炉气温度300～400℃、保温5～10h，接着5～10h升温到520～620℃、保温10～20h；最后冷却至料温≤250℃出炉。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101719423A (zh) * | 2009-12-17 | 2010-06-02 | 内蒙古中拓铝业有限责任公司 | 高压电解电容器阳极用铝箔及生产方法 |
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| CN101859648A (zh) * | 2009-12-17 | 2010-10-13 | 北京中拓机械有限责任公司 | 高压电解电容器阳极用铝箔及生产方法 |
| CN101877278A (zh) * | 2009-12-17 | 2010-11-03 | 北京中拓机械有限责任公司 | 中压电解电容器阳极用铝箔及生产方法 |
-
2022
- 2022-11-19 CN CN202211451136.5A patent/CN115992327A/zh active Pending
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