СОWITH
оо f Изобретение относитс к цветной металлургии, в частности к разработ ке способа производства фольги из алюмини высокой чистоты, предназна ченной дл изготовлени анодов низковольтнык алюминиевых оксидных конденсаторов. Низковольтные (Уф ЗОВ) алюьгание вые оксидн 1е конденсаторы нашли широкое применение в радио- и электтронной аппаратуре. Посто нна тенденци к миниатюризации этих приборов к необходимости создани малога баритных и высокоемкимх конденсаторов , обладакщих высоким эксплуатационными характеристиками. Известен способ производства фол ги из алюмини марки А99 дл анодов оксидных конденсаторов, включающий гор чую прокатку слитков до толщины 7,510,2 мм, колодную прокатку до 0,08-0,10 мм (суммарна выт жка 73-94 ) и рекристаплизационйьш отжиг при 400-420°С в течение 12 ч С1 3. Этот способ дает хорошие результ ты при изготовлении анодной фольги дл высоковольтных конденсаторов и используетс при производстве серий ной фольги с удельной емкостью 22 МКФ/дм при Уф 450 В. Применение этого режима обработки при производстве фольги дл низковольтньггс конденсаторов позвол ет получать очень низкие значени удел ной емкости 700-900 МКФ/дм- при UA зов). Известен также способ производства фольги из алюмини высокой чис тоты дл анодов низковольтных конденсаторов , включающий гор чую npfeкатку , холодную прокатку с суммар1 ой выт жкой 100-150 травление в нейтральном электролите и отжиг при 450-500°С в течение 12-24 ч Г2. Этот способ вл етс наиболее близким по техническому сух еству к предлагаемому и выбран в качестве прототипа. Указанный способ находит применение при производстве фольги дл анодов низковольтных конденсаторов с удельной емкостью 1700110% мкФ/дм при (ТУ 48-21-668-80/. Как показал статистический анали значе1Шй удельной емкости на выборке 500 т (500 партий фольги , максимально возможные величины удельной емкости (1900-2200 мкФ/дм)Достигаютс всего в 10% случаев. 182 Таким образом, примен этот способ , невозможно достичь теоретически возмохшых значений удельной емкости (2300-3300 , что и вл етс недостатком прототипа. Целью изобретени вл етс увеличение уровн значений удельной емкости алюминиевой фольги дл анодов оксидных конденсаторов. Поставленна цель достигаетс тем что согласно способу производства алюминиевой фольги, включающему гор чую прокатку, холодную прокатку, травление в нейтральном электролите и отжиг при 450-500 0 в течение 1224 ч, в котором гор чую прокатку заканчивают при температуре на 6080 С ниже температуры начала рекристаллизации алюмини , а холодную прокатку осуществл ют в две стадии: первую холодную прокатку провод т с суммарной выт жкой 15-20 при скорост х деформации в последних трех проходах (0,7-1 ,5 )- 10 последующим вьшел ванием рулона на воздухе в течение 20-24 ч, вторую холодную прокатку провод т с суммарной выт жкой 6-10 при скорост х деформации в последних двух проходах (2,5-5, . Исследование анодного растворени алюминиевой фольги в нейтральном электролите показало, что процесс зарождени и количество очагов травлени ( питтингобразование ) зависит от структуры исходной фольги и, в свою очередь, от размера зерен и субзерен, состо ни нх границ , плотности дислокаций и вакансий . Кроме того, скорость растворени во многом определ етс выходом кристаллографических плоскостей на поверхность фольги. Таким образом, чем вьше плотность и равномернее распределены эти несовершенства в структуре исходной фольги, тем больше образовываетс питтингов при травлении , а следовательно, рельеф травлени более развитый по поверхности. Известно, что наиболее эффективным способом повьшени плотности структурных несовершенств в металле (дислокационна структура ) вл етс пластнческа деформаци . В свою очередь структура деформированной алюминие- , вой фольги определ етс такими факторами , как схема и услови деформации , температура, скорость и степень деформации, а также количество примесей в металле. Как показали исследовани , повышение плотности дислокаций достигаетс в алюминиевой фольге с увеличением степени холодной деформации, т.е. деформации при температурах ни же температуры начала рекристаллизации алюмини , причем суммарна плотность дислокаций и однородность их распределени по объему металла существенно увеличиваетс , если чередовать деформацию с отдыхом метал ла при температурах возврата. Экспериментально установлено, что температура начала рекристаллизации алюмини чистотой 99,99-99,98% лежит в диапазоне 180-220 С. Гор ча деформаци алюмини высо кой степени чистоты при температуре на бО-ВО С ниже температуры начала рекристаплизации приводит к образова-20 нию чеистой структуры с более совер шенными и узкими сетками ( чейками ) но менее правильными, чем при холодной деформации и последующей полигрнизации . Образовавшиес фрагменты зерен выт нуты в направлении прокатки , т.е. наблюдаетс отчетлива текстура деформации. Вместе с тем в таком гор чекатаном металле обща плот ность дефектов несколько уменьшаетсй за счет аннигил ции части дислокаций при поперечном скольжении и стока точечных дефектов. Уменьшаетс из быток дислокаций одного знака, а их распределение становитс более равно мерным. Электронномикроскопический анализ гор чекатаной заготовки показывает , что такие услови гор чей деформации, позвол ют получить в металле плотность дислокаций на уровне см, что значительно выше, чем в гор чекатаной рекристаллизованной заготовке ( -40 на 1 см /. Кроме того, при указанных температурах окончани гор чей прокатки и последующего охлаждени металла происходит релаксаци внутренних напр жений вследствие протекани процессов возврата, что способствует улучшению пластических свойств металла при дальнейшей холодной прокатке. Снижение температуры окончани гор чей прокатки более, чем на 80°С .температуры начала рекристаллизации, повышает плотность дефектов и увеличивает избыток дислокаций одного знака. Распределение дислокаций ста18 4 новитс неоднородным, уменьшаетс число действующих систем скольжени , повьппаетс степень упрочнени металла . При дальнейшей холодной прокатке такого металла по вл ютс трещины и обрывы, что затрудн ет процесс обработки и делает его нестабильным . Окончание гор чей деформации при температуре на 60 С менее температуры начала рекристаллизации приводит к снижению плотности дислокаций и более интенсивному разупрочнению металла, при этом мен етс типа текстуры . Така дислокационна структура гор чекатаного металла не обеспечивает достижени после холодной деформации высокой плотности дислокаций , необходимой дл получени высокоразвитои поверхности после травлеИзвестно , что с увеличением степени холодной деформации плотность дислокаций резко возрастает. Однако, как показали исследовани , суммарна плотность дислокаций зависит от условий холодной деформации. При холодной прокатке гор чекатаной заготовки до толщины 0,6 мм с суммарной выт жкой 15-20 при скорост х деформации в последних трех проходах (0,7-1 ,5/ 10 С продолжает формироватьс чеиста структура, дислокации св зываютс в сложные сетки, объемные сплетени которых образуют границы чеек. В этом случае плот1-1 -f ность дислокаций достигает 10-10 на 1 см. При выт жке более 20 и скорост х деформации менее 0,740 с резко возрастает коэффициент упрочнени , металл становитс хрупким, и при дальнейшей холодной прокатке фольги наблюдаютс растрескивание кромок и обрывы. Увеличение выт жки свьппе 20 и скорости деформации более 1,5-10 с приводит к интенсивному разогреву металла в процессе холодной прокатки за счет деформационных тепловыделений. Температура прокатанных рулонов достигает 140-180 С, т.е. практически температуры начала рекристаллизац11и алюмини чистотой 99,99-99,98%. Вследствие этого плотность структурных дефектов в металле значительно уменьшаетс за счет анигил ции дислокаций . Суммарна плотность дислокаций в этом случае не превьппает плотности дислокаций в гор чекатаном металле . При соблюдении указанных деформационно-скоростных режимов хо- /лодной прокатки (выт жки 15-20, скорость деформации в последних тре -проходах (0,7-1,5 ) 10 с температура прокатанных рулонов в толщине 0,6 мм находитс в пределах 90140°С , Вылеживание этих рулонов на воздухе в течение 20-24 ч приводит к повьшению пластических свойств ме талла за счет протекани процессов возврата, при этом плотность дислокаций , существенно ие снижаетс . Ка показали промьшшенные эксперименты, относительное удлинение фольговой заготовки после вылеживани составл ет 2,5-3,5%, что обеспечивает дальнейщую прокатку фольги без обрывов . Охлаждение рулонов менее 20 ч не обеспечивает завершени про цесса возврата, а увеличение времени охлаждени более 24 ч нецелесооб разно, так как температураJpyлoиoв достигает температуры цеха (20-30 С На второй стадии холодной прокат ки (прокатка фольги до требуемой толщины 0,06-0,10 мм) происходит дальнейшее повышение суммарной плот ности дислокаций до величины 10 1 см. Вследствие того, что плотность дислокаций растет в стенках (границы чеек ), а не внутри чеек, по вл етс разориеитировка м лоугловых границ чеек на небольшие углы (3-7°, одновременно наблюДаетс дальнейшее дробление кристаллитов (фрагменты чеистой структуры/ на более мелкие чейки (субзернп/ величиной 2-3 мкм, при этом образуетс вно вьфаженна текстура деформации (100) tl 12 . Така дислокационна структура после травлени в нейтральном электролите обеспечивает получение максимально развитой поверхности фольги. Удельна емкость такой фольгу лежит на уровне 25003000 МКФ/дм. При выт жке на 2-й стадии холодной прокатки менее 6 не обеспечиваетс получение требуемой дислокационной структуры, о чем свидетельствует падение значений удельной емкости до 1800-2000 мкФ/Д1 , а увеличение выт жки более 10 приводит к охрупчиванию металла, в результате чего происход т обрывы в процессе прокатки (особенно тонких размеров 0,06 мм) и последующей обработ у потребител . Повьппение скорости деформации выше 5.10 сСопровождаетс интенсивным разогревом металла в очаге деформации и повышением температуры прокатанных рулонов, что приводит к снижению плотности дислокаций. При скорост х деформации ниже 2,5-10 С наблюдаетс снижение производительности процесса прокатки. Сравнительные результаты испытани фольги, изготовленной по известному и предлагаемому способам, приведены в таблице. Из таблицы видно , что только предлагаемый способ обеспечивает получение высоких значений удельной емкости алюминиевой анодной фольги. 9 J0793 Пример. Слитки из алюмини , чистотой 99,98% прокатывают до толщины 10,5 мм при температуре окончани гор чей деформации 150 С. После охлаждени гор чекатаных рулоновs до темпер атуры цеха они подвергаютс холодной прокатке по следующей схеме. 1- стади холодной прокатки. 10,5-8,5-4,5-3,5-2,5-1,6-1,0-0,62 ммto при этом скорость деформации по ПРОходам составл ет .2.10 -0.23 .28«10 -0.3510 -0,45-10 -0,7102-0 .89-10 -1 .33 «10 с, а суммарна выт жка - 17,5.15 Прокатанные рулоны вылеживаютс на воздухе в течение 24 ч. 2- стади холодной прокатки. 0,62-0,35-0,21-0,13-0,096 мм, при этом скорость деформации по прохо-20 дам составл ет ,86 ,7 ,8 ,6 , а суммарна выт жка 6,4. I8° После травлени в нейтральном электролите и отжига при температуре ДЗО-ЗОО С в течение ч, удельна емкость фольги, полученной по указанной технологии, составл ет 2430-3080 мкф/дм -при . Предлагаемый способ- прошел ирйьйшпленное опробование. По разработанной технолоЛш изготовлено более О т фольги, котора прошпа испытани У потребител на динамических уставов ках травлени , и формовки. Результа™ ис пытаний положительные. Удельна емкость фольги лежит в пределах 2350-3140 мкФ/дм при Иф 30 В. Внедрение данного способа производства позвол ет ползгчить экономический эффект в размере 75 тыс. РУб. на выпуск 55 т фольги.за счет снижени расхода фольги и уменьшени габаритов конденсаторов.oo f The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular, to the development of a method for producing high-purity aluminum foil intended for the manufacture of anodes of low-voltage aluminum oxide capacitors. Low-voltage (UV ZOV) aluminum oxide capacitors have found wide application in radio and electronic equipment. There is a constant tendency to miniaturize these devices to the need to create a small number of barometric and high-capacity capacitors with high performance characteristics. A known method for the production of aluminum foil A99 grade for anodes of oxide capacitors, including hot rolling of ingots to a thickness of 7.510.2 mm, pit rolling up to 0.08-0.10 mm (total stretch 73-94) and recrystallization annealing at 400 -420 ° C for 12 hours C1 3. This method gives good results in the manufacture of anode foil for high-voltage capacitors and is used in the production of serial foil with a specific capacity of 22 UF / dm at UV 450 V. Application of this mode of processing in the production of foil for low voltage capacitor It allows to obtain a very low capacity values inheritance hydrochloric 700-900 IFF / dM while the call UA). There is also known a method for producing high-grade aluminum foil for anodes of low-voltage capacitors, including hot npfe rolling, cold rolling with a total of 100-150 stretching, etching in a neutral electrolyte and annealing at 450-500 ° С for 12-24 h G2. This method is the closest to the technical dryness of the proposed and selected as a prototype. This method is used in the production of foil for anodes of low-voltage capacitors with a specific capacity of 1700110% μF / dm at (TU 48-21-668-80 /. As shown by statistical analysis of the value of specific capacity on a sample of 500 tons (500 batches of foil, the maximum possible values Specific capacitance (1900-2200 µF / dm) is achieved in only 10% of cases. 182 Thus, using this method, it is impossible to reach the theoretically quite sensitive values of specific capacitance (2300-3300, which is the disadvantage of the prototype. The purpose of the invention is to increase mean The specific capacity of aluminum foil for anodes of oxide capacitors. The goal is achieved by the method of producing aluminum foil, which includes hot rolling, cold rolling, etching in neutral electrolyte and annealing at 450-500 0 for 1224 hours, in which hot rolling finished at a temperature of 6080 ° C below the temperature of the onset of aluminum recrystallization, and cold rolling is carried out in two stages: the first cold rolling is carried out with a total stretch of 15-20 at deformation rates in the subsequent in three passes (0.7-1, 5) - 10, followed by inserting the coil in air for 20-24 hours, the second cold rolling was carried out with a total stretch of 6-10 at the deformation rates in the last two passes (2, 5-5. The study of anodic dissolution of aluminum foil in a neutral electrolyte showed that the process of nucleation and the number of etching centers (pitting formation) depends on the structure of the original foil and, in turn, on the grain size and subgrains, the state of their boundaries, the density of dislocations and vacancies. In addition, the dissolution rate is largely determined by the emergence of crystallographic planes on the surface of the foil. Thus, the higher the density and the more evenly distributed these imperfections in the structure of the original foil, the more pitting is formed during etching, and therefore, the etching pattern is more developed over the surface. It is known that the most effective way to increase the density of structural imperfections in a metal (dislocation structure) is plastic deformation. In turn, the structure of the deformed aluminum foil is determined by such factors as the pattern and conditions of deformation, temperature, rate and degree of deformation, as well as the amount of impurities in the metal. As studies have shown, an increase in the dislocation density is achieved in aluminum foil with an increase in the degree of cold deformation, i.e. deformations at temperatures below the onset of aluminum recrystallization, the total dislocation density and the uniformity of their distribution over the metal volume increase significantly if the deformation alternates with the rest of the metal at return temperatures. It was established experimentally that the temperature of the onset of aluminum recrystallization with a purity of 99.99–99.98% lies in the range of 180–220 ° C. Hot deformation of aluminum of a high degree of purity at a temperature of BOC in below the temperature of the onset of recrystallization leads to the formation of the cellular structure with more perfect and narrow grids (cells) but less correct than during cold deformation and subsequent polygrinization. The resulting grain fragments are drawn in the rolling direction, i.e. a clear deformation texture is observed. At the same time, the total density of defects in such a hot rolled metal decreases somewhat as a result of the annihilation of a part of the dislocations during cross slip and the drain of point defects. The decrease in the excess of dislocations of one sign decreases, and their distribution becomes more uniform. Electron microscopic analysis of a hot-rolled billet shows that such conditions of hot deformation allow to obtain a dislocation density in the metal at a level of cm, which is significantly higher than in a hot-rolled recrystallized billet (-40 per 1 cm /. In addition, at the indicated end temperatures hot rolling and subsequent cooling of the metal, relaxation of internal stresses occurs due to the occurrence of return processes, which improves the plastic properties of the metal with further cold The temperature of the start of recrystallization increases the density of defects and increases the excess of dislocations of the same sign. The dislocation distribution of the old 18 4 is nonuniform, the number of operating slip systems decreases, the degree of metal hardening increases. cold rolling of such a metal gives rise to cracks and breaks, which makes the process difficult and unstable. The termination of hot deformation at a temperature of 60 ° C less than the temperature of the onset of recrystallization leads to a decrease in the density of dislocations and to a more intensive softening of the metal, and the texture type changes. Such a dislocation structure of the hot-rolled metal does not ensure the achievement of high dislocation density after cold deformation, which is necessary to obtain a highly developed surface after etching. It is known that the dislocation density increases sharply with increasing degree of cold deformation. However, studies have shown that the total dislocation density depends on cold deformation conditions. When cold rolling a hot-rolled billet to a thickness of 0.6 mm with a total stretch of 15-20 at strain rates in the last three passes (0.7-1.5 / 10 / C, the structure continues to form, the dislocations are tied into complex meshes, the volumetric plexuses of which form cell boundaries. In this case, the density of dislocations reaches 10-10 per cm. When stretched over 20 and strain rates less than 0.740 s, the hardening coefficient increases sharply, the metal becomes brittle, and with further cold foil rolling cracks are observed Edges and breaks. An increase in stretching of strain 20 and a deformation rate of more than 1.5-10 s leads to intense heating of the metal during cold rolling due to deformation heat dissipation. recrystallization of aluminum and a purity of 99.99-99.98%. As a result, the density of structural defects in the metal is significantly reduced by the angylation of dislocations. The total dislocation density in this case does not exceed the dislocation density in hot rolled metal. Subject to the specified deformation-speed modes of hot / low rolling (stretching 15-20, the deformation rate in the last three passes (0.7-1.5) 10 s, the temperature of the rolled coils in a thickness of 0.6 mm is within 90140 ° C, Tracking these coils in air for 20-24 hours leads to an increase in the plastic properties of the metal due to the occurrence of return processes, while the density of dislocations decreases significantly. Ka showed industrial experiments, the relative elongation of the foil billet after tracking is 2 , 5-3, 5%, which ensures further rolling of the foil without breaks. Coil cooling for less than 20 hours does not ensure the completion of the return process, and an increase in cooling time of more than 24 hours is not feasible, since the temperature of the batteries reaches the temperature of the workshop (20-30 C) (rolling the foil to the required thickness of 0.06-0.10 mm) there is a further increase in the total density of dislocations to a value of 10 1 cm. Due to the fact that the density of dislocations increases in the walls (cell boundaries) and not inside the cells, ruiniters and m louglovyh cell borders by small angles (3-7 °, simultaneously observed crystallites further fragmentation (fragments cellular structure / smaller cell (subzernp / size of 2-3 microns, thereby forming a deformation texture clearly vfazhenna (100) tl 12. Such a dislocation structure after etching in a neutral electrolyte provides the most developed surface of the foil. The specific capacity of such a foil lies at 25003000 UF / dm. When stretching at the 2nd stage of cold rolling less than 6, the required dislocation structure is not obtained, as evidenced by a decrease in the values of specific capacity to 1800-2000 µF / D1, and an increase in stretching more than 10 leads to metal embrittlement, as a result breaks in the rolling process (especially thin sizes of 0.06 mm) and subsequent processing by the consumer. The deformation rate is higher than 5.10 s. Accompanied by intense heating of the metal in the deformation zone and an increase in the temperature of the rolled coils, which leads to a decrease in the density of dislocations. At strain rates below 2.5-10 ° C, a decrease in the productivity of the rolling process is observed. Comparative results of testing foils made by the known and proposed methods are shown in the table. The table shows that only the proposed method provides high values of the specific capacity of the aluminum anode foil. 9 J0793 Example. Aluminum ingots of 99.98% purity are rolled to a thickness of 10.5 mm at a hot deformation end temperature of 150 ° C. After cooling hot rolled coils to the temperature of the workshop, they are cold rolled according to the following scheme. 1 stage cold rolling. 10.5-8.5-4.5-3.5-2.5-1.6-1.0-0.62 mm. In this case, the strain rate on the gangs is .2.10-0.23.2328 "10 -0.3510 -0.45-10 -0.7102-0 .89-10 -1 .33 "10 s, and the total stretch - 17.5.15 Laminated rolls are cured in air for 24 hours. 2 - cold rolling stage. 0.62-0.35-0.21-0.13-0.096 mm, with the strain rate of 20 dams being 86, 7, 8, 6, and the total stretch is 6.4. I8 ° After etching in a neutral electrolyte and annealing at a temperature of DZO-ZOO C for an hour, the specific capacity of the foil obtained by this technology is 2430-3080 µf / dm-dpi. The proposed method was passed the test. According to the developed technology, more than O t of foil was produced, which was tested by the consumer on dynamic patterns of etching and molding. The result of testing is positive. The specific capacity of the foil lies within 2350-3140 microfarad / dm at If 30 V. The introduction of this method of production makes it possible to creep up the economic effect in the amount of 75 thousand rubles. for the release of 55 tons of foil. due to the reduction of foil consumption and reduction of the dimensions of the capacitors.