[发明专利]一种添加Er的Al-Fe-Si铝箔材料

说明书

技术领域

本发明属于金属合金技术领域，具体涉及一种添加Er的Al-Fe-Si铝箔材料。

背景技术

根据有关部门预测，2015年需要的铝板带生产能力要达到575万吨左右，铝箔将达到144万吨，我国铝板带箔材将供大于求，市场焦点主要集中在技术含量高、技术难度大的高精度产品，稀土元素以其独特性能必将成为推动铝箔发展的重要一环。本发明研究含Er的8011铝箔材料的意义主要有两方面，一方面是结合课题组多年对稀土元素Er的研究基础上，尝试在铝箔生产中使用稀土元素Er来提高铝箔的性能，符合现今中国铝箔产业迫切需要技术含量高，技术难度大的高精铝箔新产品的实际情况，并且稀土元素Er的价格相对其他很多稀土元素较低，如果成功取得突破，必将在未来数年内铝箔产业改革中扮演重要角色。另一方面，虽然稀土元素铒对许多铝合金的性能提升都有不同程度的效果，但是现今主流的纯铝铝箔因其原料价格，退火敏感性等问题，在很多应用领域为8011铝箔因其相对低廉的原料价格和较好的性能所取代，在铝箔的市场份额越来越大。因此，本发明综合多方面因素，首先对含铒8011铝箔材料进行研究：(1)为了改善铝箔毛料的轧制性能，降低变形抗力，是要尽可能降低Fe、Si元素固溶量，使其从基体中析出，以第二相的形式存在于铝基体中。(2)为了降低针孔率，则要抑制针状Al₃Fe相和棒状β_b(FeAlSi)相的产生和长大(3)一般认为稀土在铝合金中主要以3种形式存在：固溶于基体中；偏聚在相界、晶界和枝晶界；固溶在化合物中或以化合物形式存在。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的添加Er的Al-Fe-Si(优选8011)合金铝箔材料，其硬度、抗拉强度、屈服强度、延伸率、电导率等综合性能良好，并且材料的各向异性得到明显改善，易于冷热加工的新材料。

本发明是以Al-Fe-Si(优选8011)合金为基体，适当添加稀土元素Er，可得到新型Al-Fe-Si-Er铝箔材料。稀土元素Er的添加具有重要的作用：一方面促进了杂质元素Fe、Si的析出，净化基体，细化晶粒，提升电导率，同时也保持了塑形；另一方面具有固溶强化、弥散强化等强化效果，从而提高合金力学性能。两方面因素共同决定了材料的强度、硬度以及导电率，此外还通过影响合金形变织构类型来改善铝箔的各向异性。

本发明提供的这种添加Er的Al-Fe-Si(8011)铝箔材料，其特征在于，添加Er的铝合金铝箔材料的各组份及其重量百分比为：

Si  0.5～0.6％

Fe  0.7～0.85％

Er  0.01～0.15％

Al及其他不可避免的杂质  余量。

采用熔炼、铸造、冷热加工的常规的技术制备所需规格铝箔。如上述添加Er的Al-Fe-Si铝箔材料可通过以下方法实现：采用8011合金以及Al-Er中间合金为原料，进行熔炼使其组份为：0.5～0.6％Si、0.7～0.85％Fe、0.01～0.15％Er、余量Al及其他不可避免的杂质；熔炼温度760℃，经搅拌、C₆Cl₆除气精炼，于720℃浇注成合金锭；铸锭均匀化工艺：温度565℃，保温4小时；降到490℃，保温2小时。热轧工艺：开轧温度490℃，终轧温度300-330℃。然后进行冷轧、制备成铝箔成品；铝箔成品进行退火，退火工艺：升温时间18小时，235℃保温15小时，4小时降温到200℃，保温22小时，10小时降至100℃后出炉。

本发明中添加稀土元素Er：(1)提高了Al-Fe-Si(8011)铝箔的力学性能，在保持延伸率的同时，不同程度提高了合金常温下的抗拉强度、屈服强度等；(2)降低了铝箔的电阻率，并且电阻率随Er含量的升高而缓慢上升；(3)明显改善了轧制成型铝箔的各向异性，降低轧向横向之间的抗拉强度差。

本发明的有益效果：

由于本发明在Al-Fe-Si(尤其8011)合金中添加不同含量的稀土元素Er，提高了铝箔毛料以及成品铝箔的力学性能，合金的常温抗拉强度σ_b和屈服强度σ_0.2得到不同程度提高，其他成分均保持不变或有所上升。电阻率也有明显下降，并随着Er含量的上升，呈上升趋势，逐渐接近对比实例(如图1)。稀土元素Er最大的贡献在于改善形变组织各向异性，使冷轧态、退火态铝箔的轧向和横向之间的抗拉强度差都有明显减小(如图2、图3)。

附图说明

图1：实施例1至实施例4电阻率比较图；