CN117568668A - 铝塑膜铝箔坯料和其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝塑膜铝箔坯料和其制备方法。基于所述坯料的总重量，所述坯料包含：1.0 wt%至1.6 wt%的Fe；1.2 wt%至1.5 wt%的Si；0 wt%至0.01 wt%的Mn；0 wt%至0.02 wt%的Cu；0 wt%至0.02 wt%的Zn；0 wt%至0.01 wt%的Mg；0.005 wt%至0.01 wt%的Ti；以及其余的Al；其特征在于：Fe与Si的重量比Fe/Si在0.75至1.20%的范围内。本发明还涉及坯料的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，将经配料的原料加入到熔炼炉中进行熔炼和精炼以获得第一熔融合金；步骤S2，在所述熔炼炉中，对所述第一熔融合金进行细化和除杂以获得第二熔融合金；步骤S3，将所述第二熔融合金进行铸轧以获得所述坯料。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域。具体地，本发明涉及铝箔坯料和其制备方法，特别是新能源软包装锂电池铝塑膜铝箔坯料和其制备方法。
背景技术
铝箔加工是铝加工工业中工序最多、厚度最小、难度最大的铝材产品。目前行业内有两种常用的方法：（1）铸锭热轧法和（2）双辊式铸轧法。
在铸锭热轧法中，将铝材熔铸成扁锭后，首先通过铣面去除铸锭表面的氧化层和杂质等缺陷，随后通过均匀化使得铸锭的显微组织更加均匀，之后进行热轧、冷轧和中间退火等多道工艺，继续冷轧成厚度约为0.4~1.0 mm的板材作为铝箔坯料。由于经历多次回复、再结晶，坯料内部组织均匀性及晶粒尺寸都得到了明显的改善，因此热轧坯料通常质量较好，适合于高品质的双零铝箔和深加工用铝箔产品。
目前新能源锂电池铝塑膜软包装铝箔用的8021合金坯料主要通过热轧法生产，这样生产的坯料由于内部组织较好而具有良好的加工性能，同时由于铝箔晶粒尺寸均匀，表面细腻、白条与铝粉较少，可满足铝塑膜软包装铝箔的使用要求。
但是目前大部分的8021合金热轧坯料采用的是半连续铸造生产的铸锭进行轧制，需要经过熔铸扁锭、铣面、均匀化和热轧等复杂的步骤，因此，生产新能源锂电池铝塑膜软包装铝箔的过程中普遍存在的问题是流程长且生产成本较高。
发明专利CN111118351B涉及一种锂离子电池软包装铝塑膜用高性能铝箔，该铝箔的组成成分为Si 0.03至0.11%，Fe 1.25至1.65%，Mn≤0.01%，Cu≤0.01%，Zn≤0.01%，Mg≤0.01%，稀土 0.05至0.15%，其余为Al及不可避免的杂质。通过加入稀土元素Ce或Er，提高铝箔的强度、塑性、耐蚀性，但是该专利仍采用的是热轧法得到的坯料，同时由于增加了部分稀土元素会增加生产成本。
发明专利CN110592501B涉及一种锂电池铝塑膜用铝箔，其组成成分为Si ≤0.08%，Fe 1.35至1.45%，Mn≤0.03%，Cu≤0.03%，Zn≤0.03%，Mg≤0.01%，Cr≤0.03%，Ti0.01至0.03%，其余为Al及不可避免的杂质。该锂电池铝塑膜用铝箔的制备方法包括粗轧→中轧→合卷→精轧→分切→退火。该发明产品延伸率高，具有良好的耐腐蚀性，复合强度高，可满足锂电池铝塑膜对铝箔的使用要求。由于该专利仍然采用的是热轧坯料，并且轧制工序较多，造成生产成本较高。
发明专利CN114472523A涉及一种高光亮度铝塑膜用铝箔，其组成成分为Si 0.02至0.08%，Fe 0.7至1.3%，Mn≤0.01%，Cu≤0.02%，Zn≤0.02%，Mg≤0.01%，Ti 0.01至0.03%，B≤0.003%，C≤0.003%，V 0.02至0.08%，其余为Al。通过制备铸锭、锯切和铣面、均匀化热处理、多道次热轧、冷轧、退火、双合、分切等工序，制备8079合金的铝塑膜铝箔，厚度保持在0.03-0.07 mm，抗拉强度保持在70-100 MPa，延伸率15%以上。该专利仍然采用的是热轧坯料，存在成本高的问题。
在铸轧法中，不需要经过熔铸扁锭、铣面、均匀化和热轧等复杂的步骤，而是将铝熔体直接倒入两个旋转的铸轧辊，在铸轧区2至3s的时间内同时完成凝固和热轧两个过程，获得厚度为4至7 mm的铸轧板。铸轧板经过一系列冷轧、中间退火工艺，最终轧制成0.3至0.7 mm厚的板材作为铝箔坯料。由于双辊铸轧法省去了热轧板生产过程中的铣面、均匀化、热轧等多道繁琐的工序，因此双辊铸轧法的设备简单，成本大幅度降低。
由于热轧法生产铝箔坯料存在流程长、成本高的缺点，而铸轧法生产铝箔坯料具有工序短、成本低、效率高的优点，因此，从技术与经济性两方面考虑，业内探索通过铸轧法代替热轧法生产铝塑膜铝箔坯料。但是目前采用铸轧法生产的坯料主要存在以下问题：
第一，由于熔体流场、温度场及铸轧辊换热交换的不均匀导致铸轧板表面偏析、金属组织分布不均匀，从而影响了铝箔坯料和成品铝箔的表面组织和性能；
第二，由于铸轧板在生产过程中冷却速率非常快，合金元素大部分固溶在基体中，金属间化合物过于细小，在后续的退火过程中无法形成再结晶形核质点，导致再结晶完成后晶粒组织粗大，不仅严重影响铝箔产品的外观质量，同时会导致成形性能下降，无法满足高成形性能应用场景对铝箔性能的要求。另外，晶粒尺寸较大会造成铸轧坯料出现偏析，导致轧制过程中易出现针孔，影响表面质量；
第三，在生产过程中，由于铝液供给过程中的流速、铸嘴的装配、铸轧辊粗糙度及铸轧工艺等问题，易造成铸轧板板形不良，导致产品不合格。
由于铸轧法的质量控制较困难，因此在高品质的铝箔产品中应用相对较少。截止至目前，并没有成功实现通过铸轧法生产铝塑膜铝箔坯料，特别是新能源软包装锂电池铝塑膜铝箔坯料。
发明内容
因此，本发明目的在于提供一种适合于通过铸轧法生产的铝塑膜铝箔坯料和其制备方法，其特别适合作为新能源软包装锂电池铝塑膜铝箔坯料。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种铝塑膜铝箔坯料，其特征在于，基于坯料的总重量，坯料包含：1.0 wt%至1.6 wt%的Fe；1.2 wt%至1.5 wt%的Si；0 wt%至0.01 wt%的Mn；0 wt%至0.02 wt%的Cu；0 wt%至0.02 wt%的Zn；0 wt%至0.01wt%的Mg；0.005 wt%至0.01 wt%的Ti；以及其余的Al；其特征在于：Fe与Si的重量比Fe/Si在0.75至1.20%的范围内。
进一步地，基于坯料的总重量，坯料包含：1.2 wt%至1.5 wt%的Fe；1.3 wt%至1.4wt%的Si；0 wt%至0.01 wt%的Mn；0 wt%至0.02 wt%的Cu；0 wt%至0.02 wt%的Zn；0 wt%至0.01 wt%的Mg；0.006 wt%至0.008 wt%的Ti；以及其余的Al。
进一步地，基于坯料的总重量，坯料包含：1.3 wt%至1.4 wt%的Fe；1.3 wt%至1.4wt%的Si；0 wt%至0.01 wt%的Mn；0 wt%至0.02 wt%的Cu；0 wt%至0.02 wt%的Zn；0 wt%至0.01 wt%的Mg；0.007 wt%至0.008 wt%的Ti；以及其余的Al。
进一步地，Fe与Si的重量比Fe/Si在0.77至1.07的范围内，优选在0.80至1.00的范围内，更优选在0.83至0.93的范围内，更优选为0.88。
根据本发明的第二方面，本发明提供了用于制备根据本发明的第一方面的坯料的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，将经配料的原料加入到熔炼炉中进行熔炼和精炼以获得第一熔融合金；步骤S2，在熔炼炉中，对第一熔融合金进行细化和除杂以获得第二熔融合金；步骤S3，将第二熔融合金进行铸轧以获得坯料。
进一步地，在步骤S1中：保温炉的铝液温度控制在720至750 ℃的范围内，优选为730 ℃。
进一步地，在步骤S2中：向熔炼炉中添加AlTi中间合金，优选Al10Ti中间合金，以使得熔炼炉中的Ti含量在0.001 wt%至0.004 wt%的范围内，优选在0.002 wt%至0.003 wt%的范围内；在第一熔融合金进入除气箱前向熔炼炉中添加细化剂，优选Al5TiB细化剂；细化剂的添加温度在700至730 ℃的范围内，优选在710至720 ℃的范围内，优选715 ℃；细化剂的添加量在0.5至1.0 kg/t熔融合金的范围内，优选在0.6至0.9 kg/t熔融合金的范围内，优选在0.7至0.8 kg/t熔融合金的范围内；除气箱的铝液温度控制在710至740 ℃的范围内，优选在720至730 ℃的范围内；过滤箱的铝液温度控制在710至740 ℃的范围内，优选在720至730 ℃的范围内。
进一步地，在步骤S3中：铸轧辊上辊的粗糙度Ra在0.3至0.4 μm的范围内；铸轧辊下辊的粗糙度Ra在0.5至0.6 μm的范围内；辊凸度在0.02至0.025 mm的范围内；轧制力在18至22 MPa的范围内；铸轧区的长度在50至55 mm的范围内；带材的速度在0.6至0.7 m/min的范围内；前箱的温度在700至720 ℃的范围内。
应用本发明的技术方案提供了一种用于通过铸轧法生产的铝塑膜铝箔坯料。通过提高Fe元素与Si元素的含量设计了新的合金，在减少偏析的同时促进了晶粒细化，解决铸轧板表面存在偏析、化学成分分布不均匀的问题。通过提高Fe元素与Si元素的含量，形成大量的形核质点，可降低入炉内中间合金与细化剂的添加量。应用本发明的技术方案还提供了一种通过铸轧法生产铝塑膜铝箔坯料的方法。通过调整铸轧辊上辊与下辊的粗糙度值，确保铸轧板上表面与下表面具有同样的冷却强度，实现铸轧板晶粒的均匀分布。总体而言，本发明通过将新的合金的成分与特点与对应的铸轧方法组合，得到板形良好的铸轧板并实现稳定化生产，提高了生产效率，降低了生产成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明实施例2的铸轧板的微观偏析情况组织分布图。
图2示出了根据本发明实施例6的铸轧板的微观偏析情况组织分布图。
图3 示出了根据本发明比较例1的铸轧板的微观偏析情况组织分布图。
图4 示出了根据本发明比较例3的铸轧板的微观偏析情况组织分布图。
图5 示出了根据本发明比较例4的铸轧板的微观偏析情况组织分布图。
图6示出了根据本发明实施例5的铸轧板的晶粒尺寸分布图。
图7示出了根据本发明比较例2的铸轧板的晶粒尺寸分布图。
图8示出了根据本发明第二方面的用于制备根据本发明的第一方面的坯料的方法的流程图。
具体实施方式
呈现以下描述以使本领域普通技术人员能够获得和使用各种实施方式。特定装置、技术和应用程序的描述仅作为实例提供。对本文描述的实例的各种修改对于本领域普通技术人员将是显而易见的，并且在不脱离各种实施方式的范围的情况下，本文中定义的一般原理可以应用于其他实例和应用。因此，各种实施方式不旨在限于本文描述和示出的实例，而是与符合权利要求的范围相一致。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如背景技术部分所描述的，现有技术中采用铸轧法生产的坯料主要存在以下问题：（1）由于熔体流场、温度场及铸轧辊换热交换的不均匀导致铸轧板表面偏析、金属组织分布不均匀；（2）金属间化合物过于细小，在后续的退火过程中无法形成再结晶形核质点，导致再结晶完成后晶粒组织粗大，不仅严重影响铝箔产品的外观质量，同时会导致成形性能下降，晶粒尺寸较大会造成铸轧坯料出现偏析，导致轧制过程中易出现针孔，影响表面质量；（3）由于铝液供给过程中的流速、铸嘴的装配、铸轧辊粗糙度及铸轧工艺等问题，易造成铸轧板板形不良，导致产品不合格。
由于上述问题，因此需要对传统的铸轧法进行改造，以提供板形良好的铸轧板并实现稳定化生产，提高生产效率，降低生产成本。
本发明的实施例提供了用于通过铸轧法生产的铝塑膜铝箔坯料。
在一个实施方式中，基于坯料的总重量，坯料包含：1.0 wt%至1.6 wt%的Fe；1.2wt%至1.5 wt%的Si；0 wt%至0.01 wt%的Mn；0 wt%至0.02 wt%的Cu；0 wt%至0.02 wt%的Zn；0 wt%至0.01 wt%的Mg；0.005 wt%至0.01 wt%的Ti；以及其余的Al；其特征在于：Fe与Si的重量比Fe/Si在0.75至1.20%的范围内。
根据本公开的技术方案，通过提高Fe元素与Si元素的含量设计了新的合金，在减少偏析的同时促进了晶粒细化，解决铸轧板表面存在偏析、化学成分分布不均匀的问题。并且通过提高Fe元素与Si元素的含量，形成大量的形核质点，可降低入炉内中间合金与细化剂的添加量。
例如，基于铝合金材料的总重量，铝合金材料可以包含1.0 wt%、1.1 wt%、1.2wt%、1.3 wt%、1.4 wt%、1.5 wt%或1.6 wt%的Fe；可以包含1.2 wt%、1.3 wt%、1.4 wt%或1.5wt%的Si；可以包含0 wt%、0.001 wt%、0.002 wt%、0.003 wt%、0.004 wt%、0.005 wt%、0.006wt%、0.007 wt%、0.008 wt%、0.009 wt%或0.01 wt%的Mn；可以包含0 wt%、0.001 wt%、0.002wt%、0.003 wt%、0.004 wt%、0.005 wt%、0.006 wt%、0.007 wt%、0.008 wt%、0.009 wt%、0.01 wt%或0.02 wt%的Cu；可以包含0 wt%、0.001 wt%、0.002 wt%、0.003 wt%、0.004 wt%、0.005 wt%、0.006 wt%、0.007 wt%、0.008 wt%、0.009 wt%、0.01 wt%或0.02 wt%的Zn；可以包含0 wt%、0.001 wt%、0.002 wt%、0.003 wt%、0.004 wt%、0.005 wt%、0.006 wt%、0.007wt%、0.008 wt%、0.009 wt%或0.01 wt%的Mg；可以包含0.005 wt%、0.006 wt%、0.007 wt%、0.008 wt%、0.009 wt%、0.01 wt%的Ti。
例如，Fe与Si的重量比（Fe/Si）可以为0.75、0.76、0.77、0.78、0.79、0.8、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99、1.00、1.01、1.02、1.03、1.04、1.05、1.06、1.07、1.08、1.09、1.1、1.11、1.12、1.13、1.14、1.15、1.16、1.17、1.18、1.19、1.20。
在一些实施方式中，基于坯料的总重量，坯料包含1.2 wt%至1.5 wt%的Fe；1.3wt%至1.4 wt%的Si；0 wt%至0.01 wt%的Mn；0 wt%至0.02 wt%的Cu；0 wt%至0.02 wt%的Zn；0 wt%至0.01 wt%的Mg；0.006 wt%至0.008 wt%的Ti；以及其余的Al。
在一些实施方式中，基于坯料的总重量，坯料包含1.3 wt%至1.4 wt%的Fe；1.3wt%至1.4 wt%的Si；0 wt%至0.01 wt%的Mn；0 wt%至0.02 wt%的Cu；0 wt%至0.02 wt%的Zn；0 wt%至0.01 wt%的Mg；0.007 wt%至0.008 wt%的Ti；以及其余的Al。
在一些实施方式中，Fe与Si的重量比Fe/Si在0.77至1.07的范围内。在一些实施方式中，Fe与Si的重量比Fe/Si在0.80至1.00的范围内。在一些实施方式中，Fe与Si的重量比Fe/Si在0.83至0.93的范围内。在一些实施方式中，Fe与Si的重量比Fe/Si为0.88。
现在参见图1至图7，其中给出了本发明的实施例以及比较例的偏析情况组织分布图以及晶粒尺寸分布图。Si元素的扩散速度比Fe元素快得多，因此，通过提高新合金中Si元素的含量，可降低Fe的扩散激活能，减少偏析。然而，当Si含量过高时，将导致溶质扩散时间不足的问题，在相同的条件下，容易造成中心区域Si的富集，对性能造成不利影响。因此，本发明将Si含量范围限定在在1.2 wt%至1.5 wt%，在此范围内，随着Si含量的提高，有利于形成对后续加工有利的-AlFeSi相，减少给性能带来不利影响的Al3Fe相的形成，此刻粗大的第二相明显增多，分布也比较均匀。同时，Fe元素可提高合金的液相区温度，增加晶粒生长的过冷度，使晶粒在凝固过程中更容易细化，通过提高新合金中Fe元素的含量，可起到促进晶粒细化的作用。因此，本发明将Fe含量范围限定在1.0 wt%至1.6 wt%，在此范围内，随着Fe含量的增加，Fe元素的过饱和度逐渐增加，同时亚晶组织所占的比例也逐渐提高，固溶强化的效果逐渐增强，有利于提高合金的力学性能。此外，本发明将Fe/Si限定在0.75至1.2的范围内。当Fe/Si低于0.75时，容易出现较多尺寸较大的三元AlFeSi相，并且伴有少量的Si相出现。当Fe/Si的范围超过1.2%时，因Fe元素增加而形成的Al3Fe相在晶界处富集，易导致应力集中。而当Fe/Si在0.75至1.2的范围内时，Fe元素在晶界处富集的现象减轻，晶粒尺寸较小，抗拉强度较高。结合以上条件，即，通过限定新合金中的各组分的含量，并将Fe与Si的重量比控制在上述范围内，可以解决铸轧板表面存在偏析、化学成分分布不均匀的问题。并且，由于Fe元素与Si元素的含量较高，可形成大量的形核质点，由此可以在降低入炉内中间合金（例如，Al10Ti）与细化剂（例如，Al5TiB）的添加量的同时实现晶粒尺寸的细化，降低五级晶粒度出现的概率。
本发明的实施例还提供了制备用于通过铸轧法生产的铝塑膜铝箔坯料的方法。
现在参照图8，图8示出了根据本发明第二方面的用于制备根据本发明的第一方面的坯料的方法的流程图。在图8的步骤S1中，将经配料的原料加入到熔炼炉中进行熔炼和精炼以获得第一熔融合金。保温炉的铝液温度控制在720至750 ℃的范围内。例如，保温炉的铝液温度可以为720 ℃、730 ℃、740 ℃或750 ℃。在该温度范围内进行保温可以更有利于合金的充分熔炼。
在图8的步骤S2中，向熔炼炉中添加AlTi中间合金，优选Al10Ti中间合金，以使得熔炼炉中的Ti含量在0.001 wt%至0.004 wt%的范围内，优选在0.002 wt%至0.003 wt%的范围内。例如，添加AlTi中间合金后熔炼炉中的Ti含量可以是0.001 wt%、0.002 wt%、0.003wt%或0.004 wt%。AlTi中间合金用于提高熔体中的Ti含量，促使Ti在Al中包晶反应生成TiAl3，TiAl3与液态金属接触的（001）和（011）面是铝凝固时的有效形核基面，增加了形核率，从而实现了晶粒的细化。随后，在第一熔融合金进入除气箱前向熔炼炉中添加细化剂，如Al5TiB细化剂以进一步促进晶粒的细化，细化剂的添加温度在700至730 ℃的范围内，例如，细化剂的添加温度可以是700 ℃、705 ℃、710 ℃、715 ℃、720 ℃、725 ℃、或730 ℃。在上述温度下加入细化剂将有助于细化剂的充分熔解以及各元素的充分混合，这将有利于后续的操作。随后，第一熔融合金进入除气箱进行除气。通过向熔体内吹入既不溶于熔体又不与氢气发生反应的惰性气体，获得无氢气泡。这些气泡上浮过程中会吸附非金属夹杂物和/或含氢气泡。当这些气泡上浮到液面并排除后，达到除去熔体中的非金属夹杂物和气体的目的。除气箱的铝液温度控制在710至740 ℃的范围内，例如，除气箱的温度可以是710℃、715 ℃、720 ℃、725 ℃、730 ℃、735 ℃或740 ℃。经除气后的熔体进入过滤箱，进一步滤除固体杂质以获得第二熔融合金。过滤箱的铝液温度控制在710至740 ℃的范围内，例如，过滤箱的温度可以是710 ℃、715 ℃、720 ℃、725 ℃、730 ℃、735 ℃或740 ℃。
在图8的步骤S3中，将第二熔融合金进行铸轧以获得坯料。铸轧辊的同轴度为＜0.006 mm，椭圆度为＜0.01 mm。在此基础上，铸轧辊上辊的粗糙度Ra在0.3至0.4 μm的范围内，例如，铸轧辊上辊的粗糙度Ra可以是0.3 μm、0.35 μm或0.4 μm。铸轧辊下辊的粗糙度Ra在0.5至0.6 μm的范围内，例如，铸轧辊下辊的粗糙度Ra可以是0.5 μm、0.55 μm或0.6 μm。辊凸度在0.02至0.025 mm的范围内，例如，辊凸度可以是0.02 mm、0.021 mm、0.022 mm、0.023 mm、0.024 mm或0.025 mm。通过将辊的粗糙度和辊凸度强化铸轧辊的换热，从而确保铸轧板的上表面与下表面冷却强度趋于一致，实现铸轧板的上表面与下表面晶粒的均匀分布。将轧制力控制在18至22 MPa的范围内，铸轧区的长度在50至55 mm的范围内，带材的速度在0.6至0.7 m/min的范围内，并且前箱的温度控制在700至720 ℃的范围内。例如，轧制力可以为18 MPa、19 MPa、20 MPa、21 MPa或22 MPa；铸轧区的长度可以是50 mm、51 mm、52mm、53 mm、54 mm或55 mm；带材的速度可以是0.6 m/min、0.65 m/min或0.7 m/min；前箱的温度可以是700 ℃、705 ℃、710 ℃、715 ℃、720 ℃。结合新型合金的成分与工艺特点，开发了对应的铸轧方法，得到板形良好的铸轧板并实现稳定化生产。
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。
实施例
按照铸轧板的各组分的质量百分比进行配料、熔炼和精炼，保温炉的铝液温度控制在720 ℃，除气箱的铝液温度控制在710 ℃，过滤箱的铝液温度控制在710 ℃。在熔炼炉内添加Al10Ti中间合金以将炉内的Ti含量调整至所需量，在进入除气箱前在细化剂的添加温度下加入细化剂。
随后进行铸轧，将铸轧辊的同轴度设定为0.005 mm，将椭圆度设定为0.008 mm，并按照预定值设定辊凸度、上辊的粗糙度Ra、下辊的粗糙度Ra、轧制力、铸轧区长度、带材的速度、和前箱的温度。铸轧完成后得到6.7 mm的铸轧板。
以下表1中总结了用于配料的实施例1至比较例16的化学成分参数。
表1. 用于配料的实施例1至比较例16的化学成分参数
以下表2中总结了实施例1至比较例16细化期间的方法参数。
表2. 实施例1至比较例15的细化期间的方法参数
以下表3中总结了实施例1至比较例16的铸轧期间的方法参数。
表3. 实施例1至比较例15的铸轧期间的方法参数
以下表4中总结了6.7 mm厚度板材板形实测数据。
表4. 实施例1至6以及比较例10至16的6.7 mm厚度板材板形实测数据
以上实施例证明，通过提高Fe元素与Si元素的含量控制Fe与Si的重量比控，解决了铸轧板表面存在偏析、化学成分分布不均匀的问题。在实施例1中（图1）可见分布均匀的相。在实施例6中（图2），由于Fe元素与Si元素的含量进一步提高，相分布的均匀性得到进一步改善。在比较例1至比较例3中（图3和图4），由于Fe元素与Si元素的含量较低，尽管增加了细化剂含量，但仍存在一定程度的相分布不均匀和微观偏析。而在比较例4（图5）中，由于Fe元素与Si元素的含量较低，又没有相应的增加细化剂的用量，导致相分布不均匀和微观偏析的情况较为严重。在实施例5（图6）中，晶粒尺寸较小，而在比较例2中（图7），晶粒尺寸较大。
此外，基于本发明的合金，通过调整铸轧辊上辊与下辊的粗糙度值，确保铸轧板上表面与下表面具有同样的冷却强度，实现铸轧板晶粒的均匀分布。在实施例1至实施例6中，上辊粗糙度小于下辊粗糙度，最后获得的同板厚差较小，表明铸轧板晶粒具有均匀分布。在比较例10和11中，由于上辊粗糙度与下辊粗糙度相同，同板厚差显著增大。在比较例12和比较例13中，由于上辊粗糙度大于下辊粗糙度，同板厚差显著增大。辊凸度、轧制力、铸轧区长度和带材速度对同板厚差也有一定影响，在比较例14至15中，当上述参数落在本发明的范围之外时，同板厚差显著增大。此外，前箱温度也对铸轧板的板形有一定影响，在比较例16中，当前箱温度较低时，同板厚差显著增大。
总之，在本发明的方法中：
（1）通过提高Fe元素与Si元素的含量设计了新的合金，在减少偏析的同时促进了晶粒细化，解决铸轧板表面存在偏析、化学成分分布不均匀的问题；
（2）通过提高Fe元素与Si元素的含量，形成大量的形核质点，可降低入炉内中间合金与细化剂的添加量；
（3）通过调整铸轧辊上辊与下辊的粗糙度值，确保铸轧板上表面与下表面具有同样的冷却强度，实现铸轧板晶粒的均匀分布；并且
（4）通过将新的合金的成分与特点与对应的铸轧方法组合，得到板形良好的铸轧板并实现稳定化生产，提高了生产效率，降低了生产成本。
工业实用性
从以上的描述中，可以看出本发明提供铝塑膜铝箔坯料和其制备方法。通过本发明设计了新的合金，在减少偏析的同时促进了晶粒细化，解决铸轧板表面存在偏析、化学成分分布不均匀的问题，并且可降低入炉内中间合金与细化剂的添加量。通过将新的合金的成分与特点与对应的铸轧方法组合，实现铸轧板晶粒的均匀分布，得到板形良好的铸轧板并实现稳定化生产，提高了生产效率，降低了生产成本。
Claims (8)
1.一种铝塑膜铝箔坯料，其特征在于，基于所述坯料的总重量，所述坯料包含：
1.0 wt%至1.6 wt%的Fe；
1.2 wt%至1.5 wt%的Si；
0 wt%至0.01 wt%的Mn；
0 wt%至0.02 wt%的Cu；
0 wt%至0.02 wt%的Zn；
0 wt%至0.01 wt%的Mg；
0.005 wt%至0.01 wt%的Ti；以及
其余的Al；其特征在于：
Fe与Si的重量比Fe/Si在0.75至1.20%的范围内。
2.根据权利要求1所述的坯料，其特征在于，基于所述坯料的总重量，所述坯料包含：
1.2 wt%至1.5 wt%的Fe；
1.3 wt%至1.4 wt%的Si；
0 wt%至0.01 wt%的Mn；
0 wt%至0.02 wt%的Cu；
0 wt%至0.02 wt%的Zn；
0 wt%至0.01 wt%的Mg；
0.006 wt%至0.008 wt%的Ti ；以及
其余的Al。
3.根据权利要求1所述的坯料，其特征在于，基于所述坯料的总重量，所述坯料包含：
1.3 wt%至1.4 wt%的Fe；
1.3 wt%至1.4 wt%的Si；
0 wt%至0.01 wt%的Mn；
0 wt%至0.02 wt%的Cu；
0 wt%至0.02 wt%的Zn；
0 wt%至0.01 wt%的Mg；
0.007 wt%至0.008 wt%的Ti；以及
其余的Al。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的坯料，其特征在于：
所述Fe与Si的重量比Fe/Si在0.77至1.07的范围内，优选在0.80至1.00的范围内，更优选在0.83至0.93的范围内，更优选为0.88。
5.一种用于制备根据权利要求1至4中任一项所述的坯料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，将经配料的原料加入到熔炼炉中进行熔炼和精炼以获得第一熔融合金；
步骤S2，在所述熔炼炉中，对所述第一熔融合金进行细化和除杂以获得第二熔融合金；
步骤S3，将所述第二熔融合金进行铸轧以获得所述坯料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中：
保温炉的铝液温度控制在720至750 ℃的范围内，优选为730 ℃。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中：
向所述熔炼炉中添加AlTi中间合金，优选Al10Ti中间合金，以使得所述熔炼炉中的Ti含量在0.001 wt%至0.004 wt%的范围内；优选在0.002 wt%至0.003 wt%的范围内；
在所述第一熔融合金进入除气箱前向所述熔炼炉中添加细化剂，优选Al5TiB细化剂；所述细化剂的添加温度在700至730 ℃的范围内，优选在710至720 ℃的范围内，优选715℃；所述细化剂的添加量在0.5至1.0 kg/t熔融合金的范围内，优选在0.6至0.9 kg/t熔融合金的范围内，优选在0.7至0.8 kg/t熔融合金的范围内；
除气箱的铝液温度控制在710至740 ℃的范围内，优选在720至730 ℃的范围内；
过滤箱的铝液温度控制在710至740 ℃的范围内，优选在720至730 ℃的范围内。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中：
铸轧辊上辊的粗糙度Ra在0.3至0.4 μm的范围内；
铸轧辊下辊的粗糙度Ra在0.5至0.6 μm的范围内；
辊凸度在0.02至0.025 mm的范围内；
轧制力在18至22 MPa的范围内；
铸轧区的长度在50至55 mm的范围内；
带材的速度在0.6至0.7 m/min的范围内；
前箱的温度在700至720 ℃的范围内。
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| GR01 | Patent grant | ||
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