陰極箔用低錳鋁合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種陰極箔用低錳鋁合金及其制備方法，其特征在于，其化學(xué)組分按重量百分比為：Mn:0.30?0.60%、Fe:0.20?0.40%、Cu：0.10?0.20%、SisS0.15%、MgsS0.08%、ZnsS0.05%、TisS0.15%、其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量sS0.05%、其它雜質(zhì)元素總含量<0.15%，余量為A1。本發(fā)明的低錳鋁合金通過(guò)降低合金元素含量，使得合金強(qiáng)度降低，減少了軋制時(shí)的軋制力，降低加工難度，節(jié)約能源，采用本發(fā)明的低錳鋁合金生產(chǎn)的陰極箔具有表面質(zhì)量好，無(wú)粉塵，組織均勻，比電容局等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】陰極箔用低錳鋁合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋁合金加工領(lǐng)域，具體涉及一種陰極箔用低錳鋁合金及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 陰極電子鋁箔是制造鋁電解電容器的重要原材料之一。目前用于制備陰極電子 鋁箔的常用材料是純鋁（1XXX系)、鋁銅（2XXX)和鋁錳（3XXX)，其中鋁錳系鋁合金具有腐蝕 過(guò)程減薄少，呈"海綿狀"均勻腐蝕，可有效擴(kuò)大陰極箔的表面積，提高比電容，強(qiáng)度較高，不 宜斷帶等特點(diǎn)使用較為廣泛。目前陰極箔用鋁錳系鋁合金主要是3003等錳含量在0. 7? 1. 5%(質(zhì)量百分比)之間的合金，而3003鋁錳合金的陰極箔具有以下缺點(diǎn)：（1)含錳量較高， 在鑄造時(shí)產(chǎn)生成分偏析，易形成粗大的第二相，導(dǎo)致在最后鋁箔進(jìn)行腐蝕時(shí)產(chǎn)生分層腐蝕；
[2] 強(qiáng)度較大，在軋制時(shí)需要使用較大的軋制力；（3)極易在鋁箔腐蝕成孔時(shí)產(chǎn)生表面粉塵 發(fā)黑等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響陰極箔的使用性能。這些問(wèn)題是陰極箔用錳鋁合金研究和生產(chǎn)中迫 切需要解決的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過(guò)降低合金元素含量，使 得合金強(qiáng)度降低，減少了軋制時(shí)的軋制力，降低加工難度，節(jié)約能源，并能獲得細(xì)小均勻的 第二相，較高的位錯(cuò)密度的陰極箔用低錳鋁合金及其制備方法。
[0004] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的： 一種陰極箔用低錳鋁合金，其特征在于，其化學(xué)組分按重量百分比為：Μη:0. 30? 0· 60%、Fe :0· 20 ?0· 40%、Cu :0· 10 ?0· 20%、Si 彡 0· 15%、Mg 彡 0· 08%、Zn 彡 0· 05%、 Ti < 0. 15%、其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量< 0. 05%、其它雜質(zhì)元素總含量< 0. 15%，余量為Al。
[0005] -種陰極箔用低錳鋁合金的制備方法，其特征在于：其方法包括熔煉、鑄造、均勻 化、熱軋、冷軋、中間退火和冷軋等步驟，過(guò)程如下： (1) 熔煉：熔煉爐中加入99. 75%以上的鋁錠在720?760°C溫度下熔化后，按重量百分 比加入中間合金元素，熔煉過(guò)程中在線加入鋁鈦硼絲，并經(jīng)過(guò)在線除氣、除渣、精煉和靜置 等處理，取樣分析合格后將合金鋁水過(guò)濾； (2) 鑄造：將經(jīng)過(guò)熔化精煉的鋁合金溶液澆鑄成鋁合金鑄錠，澆鑄溫度690?730°C，得 到錯(cuò)合金鑄錠； (3) 均勻化：澆鑄后的鑄錠裝入加熱爐中，在590?620°C下保溫8?15小時(shí)后轉(zhuǎn)移至 水、風(fēng)冷卻爐內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)力冷卻； (4) 熱軋：將鑄錠鋸切銑面后，進(jìn)行熱軋預(yù)熱，預(yù)熱溫度490?540°C，保溫3h后開(kāi)始熱 車L，熱乳卷厚度為4. 0?6. Omm ; (5) 冷軋：將熱軋后的鋁合金卷材直接冷軋到厚度為0. 3?0. 8mm的鋁合金卷材； (6) 中間退火：將鋁合金熱軋卷裝入加熱爐中進(jìn)行中間退火，退火溫度330?370°C，保 溫時(shí)間1?3h ; (7)冷軋：中間退火后的鋁合金卷直接冷軋到厚度為0. 018?0. 05_，并將冷軋好的鋁 合金卷材成品檢驗(yàn)，然后分切包裝入庫(kù)。
[0006] 以上所述的在線除氣是將氯、氬氣吹入鋁合金熔體中，形成大量的彌散氣泡，鋁合 金液與氯、氬氣充分接觸，氣泡在熔體中吸收熔體中的氫，以及吸附氧化夾渣之后上升到熔 體的表面形成浮渣。
[0007] 以上所述的在線除氣是采用氬與氯混合氣體除氣，流量為1?5m3/t鋁熔體，氬與 氯流量比為1 :〇. 02?0. 05,分壓為0. 10?0. 30MPa，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為300?500rpm/min。
[0008] 以上所述的過(guò)濾為先用泡沫陶瓷過(guò)濾板過(guò)濾，然后再導(dǎo)入管式過(guò)濾箱過(guò)濾。
[0009] 本發(fā)明的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步是： 1、本發(fā)明的低錳鋁合金通過(guò)降低合金元素含量，使得合金強(qiáng)度降低，減少了軋制時(shí)的 軋制力，降低加工難度，節(jié)約能源，并使得合金具有細(xì)小均勻的第二相，較高的位錯(cuò)密度，大 大降低了腐蝕后表面黑粉現(xiàn)象的發(fā)生，減少失重，并具有較高的比電容。
[0010] 2、采用本發(fā)明的低錳鋁合金生產(chǎn)的陰極箔具有表面質(zhì)量好，無(wú)粉塵，組織均勻，t匕 電容1?等優(yōu)點(diǎn)。
[0011] 3、本發(fā)明的低錳鋁合金制備過(guò)程中通過(guò)在線除氣工序降低鋁熔體中的氫濃度，減 少鑄錠中的氣孔或針孔，通過(guò)過(guò)濾工序去除鋁熔體中的氧化物、非金屬夾雜物和其他有害 金屬雜質(zhì)，減少鑄錠中的疏松、氣孔、夾渣等缺陷。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 實(shí)施例1 以生產(chǎn)0. 018mm厚陰極箔為例： 按重量百分比為 Μη:0· 3%、Fe:0. 2%、Cu:0. 1%、Si 彡 0· 15%、Mg 彡 0· 08%、Zn 彡 0· 05%、 Ti < 0. 15%、其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量< 0. 05%、其它雜質(zhì)元素總含量< 0. 15%，余量為A1，進(jìn) 行配料。
[0013] (1)熔煉：熔煉爐中加入99. 75%以上的鋁錠在720°C溫度下熔化后，按重量百分比 加入中間合金元素，熔煉過(guò)程中在線加入鋁鈦硼絲，并經(jīng)過(guò)在線除氣、除渣、精煉和靜置等 處理，取樣分析合格后將合金鋁水過(guò)濾； (2) 鑄造：將經(jīng)過(guò)熔化精煉的鋁合金溶液澆鑄成鋁合金鑄錠，澆鑄溫度690°C，得到鋁 合金鑄錠； (3) 均勻化：澆鑄后的鑄錠裝入加熱爐中，在590°C下保溫8小時(shí)后轉(zhuǎn)移至水、風(fēng)冷卻爐 內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)力冷卻； (4) 熱軋：將鑄錠鋸切銑面后，進(jìn)行熱軋預(yù)熱，預(yù)熱溫度490°C，保溫3h后開(kāi)始熱軋，熱 軋卷厚度為4. Omm ; (5) 冷軋：將熱軋后的鋁合金卷材直接冷軋到厚度為0. 3mm的鋁合金卷材； (6) 中間退火：將鋁合金熱軋卷裝入加熱爐中進(jìn)行中間退火，退火溫度330°C，保溫時(shí) 間Ih ; (7) 冷軋：中間退火后的鋁合金卷直接冷軋到厚度為0. 018_，并將冷軋好的鋁合金卷 材成品檢驗(yàn)，然后分切包裝入庫(kù)。
[0014] 實(shí)施例2 以生產(chǎn)0. 025mm厚陰極箔為例： 按重量百分比為 Mn:0. 4%、Fe:0. 25%、Cu:0. 15%、Si 彡 0· 15%、Mg 彡 0· 08%、Zn 彡 0· 05%、 Ti < 0. 15%、其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量< 0. 05%、其它雜質(zhì)元素總含量< 0. 15%，余量為Al,進(jìn) 行配料。
[0015] (1)熔煉：熔煉爐中加入99. 75%以上的鋁錠在730°C溫度下熔化后，按重量百分比 加入中間合金元素，熔煉過(guò)程中在線加入鋁鈦硼絲，并經(jīng)過(guò)在線除氣、除渣、精煉和靜置等 處理，取樣分析合格后將合金鋁水過(guò)濾； (2) 鑄造：將經(jīng)過(guò)熔化精煉的鋁合金溶液澆鑄成鋁合金鑄錠，澆鑄溫度700°C，得到鋁 合金鑄錠； (3) 均勻化：澆鑄后的鑄錠裝入加熱爐中，在600°C下保溫10小時(shí)后轉(zhuǎn)移至水、風(fēng)冷卻 爐內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)力冷卻； (4) 熱軋：將鑄錠鋸切銑面后，進(jìn)行熱軋預(yù)熱，預(yù)熱溫度50(TC，保溫3h后開(kāi)始熱軋，熱 乳卷厚度為4. 5mm ; (5) 冷軋：將熱軋后的鋁合金卷材直接冷軋到厚度為0. 5mm的鋁合金卷材； (6) 中間退火：將鋁合金熱軋卷裝入加熱爐中進(jìn)行中間退火，退火溫度340°C，保溫時(shí) 間2h ; (7) 冷軋：中間退火后的鋁合金卷直接冷軋到厚度為0. 025_，并將冷軋好的鋁合金卷 材成品檢驗(yàn)，然后分切包裝入庫(kù)。
[0016] 實(shí)施例3 以生產(chǎn)0. 040mm厚陰極箔為例： 按重量百分比為 Μη:0· 4%、Fe:0. 3%、Cu:0. 2%、Si 彡 0· 15%、Mg 彡 0· 08%、Zn 彡 0· 05%、 Ti < 0. 15%、其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量< 0. 05%、其它雜質(zhì)元素總含量< 0. 15%，余量為A1，進(jìn) 行配料。
[0017] (1)熔煉：熔煉爐中加入99. 75%以上的鋁錠在750°C溫度下熔化后，按重量百分比 加入中間合金元素，熔煉過(guò)程中在線加入鋁鈦硼絲，并經(jīng)過(guò)在線除氣、除渣、精煉和靜置等 處理，取樣分析合格后將合金鋁水過(guò)濾； (2) 鑄造：將經(jīng)過(guò)熔化精煉的鋁合金溶液澆鑄成鋁合金鑄錠，澆鑄溫度720°C，得到鋁 合金鑄錠； (3) 均勻化：澆鑄后的鑄錠裝入加熱爐中，在610°C下保溫12小時(shí)后轉(zhuǎn)移至水、風(fēng)冷卻 爐內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)力冷卻； (4) 熱軋：將鑄錠鋸切銑面后，進(jìn)行熱軋預(yù)熱，預(yù)熱溫度520°C，保溫3h后開(kāi)始熱軋，熱 乳卷厚度為5mm ; (5) 冷軋：將熱軋后的鋁合金卷材直接冷軋到厚度為0. 6mm的鋁合金卷材； (6) 中間退火：將鋁合金熱軋卷裝入加熱爐中進(jìn)行中間退火，退火溫度360°C，保溫時(shí) 間3h ; (7) 冷軋：中間退火后的鋁合金卷直接冷軋到厚度為0. 040_，并將冷軋好的鋁合金卷 材成品檢驗(yàn)，然后分切包裝入庫(kù)。
[0018] 實(shí)施例4 以生產(chǎn)0. 05mm厚陰極箔為例： 按重量百分比為 Μη:0· 6%、Fe:0. 4%、Cu:0. 2%、Si 彡 0· 15%、Mg 彡 0· 08%、Zn 彡 0· 05%、 Ti < 0. 15%、其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量< 0. 05%、其它雜質(zhì)元素總含量< 0. 15%，余量為Al，進(jìn) 行配料。
[0019] (1)熔煉：熔煉爐中加入99. 75%以上的鋁錠在760°C溫度下熔化后，按重量百分比 加入中間合金元素，熔煉過(guò)程中在線加入鋁鈦硼絲，并經(jīng)過(guò)在線除氣、除渣、精煉和靜置等 處理，取樣分析合格后將合金鋁水過(guò)濾； (2) 鑄造：將經(jīng)過(guò)熔化精煉的鋁合金溶液澆鑄成鋁合金鑄錠，澆鑄溫度730°C，得到鋁 合金鑄錠； (3) 均勻化：澆鑄后的鑄錠裝入加熱爐中，在620°C下保溫15小時(shí)后轉(zhuǎn)移至水、風(fēng)冷卻 爐內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)力冷卻； (4) 熱軋：將鑄錠鋸切銑面后，進(jìn)行熱軋預(yù)熱，預(yù)熱溫度540°C，保溫3h后開(kāi)始熱軋，熱 乳卷厚度為6. Omm ; (5) 冷軋：將熱軋后的鋁合金卷材直接冷軋到厚度為0. 8mm的鋁合金卷材； (6) 中間退火：將鋁合金熱軋卷裝入加熱爐中進(jìn)行中間退火，退火溫度370°C，保溫時(shí) 間3h ; (7) 冷軋：中間退火后的鋁合金卷直接冷軋到厚度為0. 05_，并將冷軋好的鋁合金卷 材成品檢驗(yàn)，然后分切包裝入庫(kù)。
[0020] 本發(fā)明主要技術(shù)指標(biāo)：
【權(quán)利要求】
1. 一種陰極箔用低錳鋁合金，其特征在于，其化學(xué)組分按重量百分比為：Μη:0. 30? 0· 60%、Fe :0· 20 ?0· 40%、Cu :0· 10 ?0· 20%、Si 彡 0· 15%、Mg 彡 0· 08%、Zn 彡 0· 05%、 Ti < 0. 15%、其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量< 0. 05%、其它雜質(zhì)元素總含量< 0. 15%，余量為Al。
2. -種陰極箔用低錳鋁合金的制備方法，其特征在于：包括熔煉、鑄造、均勻化、熱軋、 冷軋、中間退火和冷軋等步驟，過(guò)程如下： (1) 熔煉：熔煉爐中加入99. 75%以上的鋁錠在720?760°C溫度下熔化后，按重量百分 比加入中間合金元素，熔煉過(guò)程中在線加入鋁鈦硼絲，并經(jīng)過(guò)在線除氣、除渣、精煉和靜置 等處理，取樣分析合格后將合金鋁水過(guò)濾； (2) 鑄造：將經(jīng)過(guò)熔化精煉的鋁合金溶液澆鑄成鋁合金鑄錠，澆鑄溫度690?730°C，得 到錯(cuò)合金鑄錠； (3) 均勻化：澆鑄后的鑄錠裝入加熱爐中，在590?620°C下保溫8?15小時(shí)后轉(zhuǎn)移至 水、風(fēng)冷卻爐內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)力冷卻； (4) 熱軋：將鑄錠鋸切銑面后，進(jìn)行熱軋預(yù)熱，預(yù)熱溫度490?540°C，保溫3h后開(kāi)始熱 車L，熱乳卷厚度為4. 0?6. Omm ; (5) 冷軋：將熱軋后的鋁合金卷材直接冷軋到厚度為0. 3?0. 8mm的鋁合金卷材； (6) 中間退火：將鋁合金熱軋卷裝入加熱爐中進(jìn)行中間退火，退火溫度330?370°C，保 溫時(shí)間1?3h ; (7) 冷軋：中間退火后的鋁合金卷直接冷軋到厚度為0. 018?0. 05_，并將冷軋好的鋁 合金卷材成品檢驗(yàn)，然后分切包裝入庫(kù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的陰極箔用低錳鋁合金的制備方法，其特征在于：所述的在線 除氣是將氯、氬氣吹入鋁合金熔體中，形成大量的彌散氣泡，鋁合金液與氯、氬氣充分接觸， 氣泡在熔體中吸收熔體中的氫，以及吸附氧化夾渣之后上升到熔體的表面形成浮渣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的陰極箔用低錳鋁合金的制備方法，其特征在于：所述的在線 除氣是采用氬與氯混合氣體除氣，流量為1?5m 3/t鋁熔體，氬與氯流量比為1 :0. 02? 〇· 05,分壓為 0· 10 ?0· 30MPa，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為 300 ?500rpm/min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的陰極箔用低錳鋁合金的制備方法，其特征在于：所述的過(guò)濾 為先用泡沫陶瓷過(guò)濾板過(guò)濾，然后再導(dǎo)入管式過(guò)濾箱過(guò)濾。
【文檔編號(hào)】C22C21/00GK104213001SQ201410451479
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月8日
【發(fā)明者】朱玉濤, 黃相博, 龍旭初, 劉瑩, 徐艷萍, 曾光, 黃程毅 申請(qǐng)人:廣西南南鋁加工有限公司