[发明专利]一种铝箔坯料的生产方法

说明书

 

技术领域

本发明具体涉及一种采用铸轧板生产铝箔坯料的方法，属于有色金属材料技术领域。

背景技术

铝箔坯料作为箔材生产中的中间产品，坯料的第二相种类、大小、分布、晶粒大小都会影响坯料的加工性能及铝箔成品的针孔率、强度等性能，产品越薄影响越明显，因此，铝箔坯料组织分布状态决定了坯料自身的加工性能与铝箔成品的质量。目前铸轧法生产高质量铝箔坯料主要存在以下三个难点。

首先，铝箔的生产主要采用Fe、Si含量相对较低的1235等1XXX系铝合金，或采用Fe、Si含量较高的8011、8079等8XXX系铝合金，这些材料中其它合金元素含量都很少。生产中若采用1235铝合金，则容易因Fe、Si含量与合金成分少造成成品强度偏低；若采用8XXX系铝合金，Fe、Si元素可以部分固溶于基体中形成固溶强化，提高材料的强度，但合金中极易形成针叶状、棒状、杆状等Fe、Si相，造成针孔率偏高。如何对Fe、Si含量与Fe、Si相进行调控来同时满足铝箔产品的强度与针孔率是铝箔坯料生产中的第一个难点。

其次，坯料的晶粒大小对材料加工性能有很大影响，等轴晶组织致密，加工性能良好，而晶粒粗大区域加工硬化速率大，变形困难，会使箔材组织和性能不均匀性，轧制板形难以控制，甚至产生断带，板材轧制变薄后，原来晶粒粗大的区域会出现表面白条纹，且会增加针孔率，因此要求中温退火后的铝箔坯料晶粒平均尺寸小于70μm。但晶粒尺寸并不是越小越好，晶粒细化增加材料塑性的同时增大了变形抗力，轧制时硬化程度高，难以轧制出更薄的铝箔。因此，晶粒大小的控制是铝箔坯料生产的第二个难点。

最后，铸轧法生产板带材虽具有流程短、效率高、成本低的优点，但铸轧生产中由于板材表层直接与铸轧辊接触，表层比中心层冷却更快，因此表层的第二相固溶度较中心层高，表层与中心层的晶相组织分布也不一致。铸轧板表层与中心层组织本身不一致进一步增大了后续的组织均匀性调控，这是铸轧法生产高质量铝箔坯料的第三大难点。

铸轧板表层与中心层组织不均是由生产方式决定的，不可避免，因此生产中只能从化学成分与生产工艺上对材料组织进行调控。部分企业尝试减少Fe、Si含量来减少Fe、Si相的不利影响，并增加其它元素来增加合金强度，但是其它元素的加入又带来其它第二相的不利影响与调控难度。部分企业在国标基础上对Fe、Si含量范围Fe、Si总量范围进一步进行限制，该方法有时能生产出合格的产品，但稳定性很差，成分在控制的范围内也无法保证产品性能一直合格。此外，生产工艺稳定性差的问题同样明显，特别是存在成分、铸轧板原始厚度、铝箔坯料厚度等因素变化的时候。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明对Fi、Si相的存在形式与演变规律，和生产工艺与组织之间的关系进行了研究，提出了一种新的铝箔坯料生产方法，目的是要生产出一种组织分布合理的铝箔坯料，为后续高品质铝箔的生产建立材料基础。

本发明技术方案为：铝箔坯料的化学成分和重量百分含量设计为：Fe+Si≤1.65%、Cu≤0.05%、Mn≤0.05%、Mg≤0.05%、Cr≤0.05%、Zn≤0.1%、Ti≤0.06%、余量为Al；其中含量比Fe/Si=1.5~3.0，生产方法依次包括下述步骤：

（1）铸轧，控制铸轧板的厚度为5~15mm；

（2）冷轧，控制总变形量60~80%，单道次变形量不超过50%；

（3）高温退火，退火制度500~520℃/6~8h；

（4）冷轧，控制总变形量65~85%，单道次变形量不超过50%；

（5）中温退火，退火制度380~400℃/2~4h。

作为改进，其中Fe+Si=0.9~1.4%、Fe/Si=2~2.5。

作为改进，其中Cu=0.02~0.03%、Mn=0.02~0.03%、Mg=0.02~0.03%、Cr=0.02~0.03%、Zn=0.05~0.08%、Ti=0.04~0.05%。

本发明主要从化学成分与生产工艺两方面进行改进，下面进行详细说明。

（一）合金成分方面

表1给出了1235、8011、8079铝合金国家成分标准与本发明成分对比。表中单个数字表示该元素的最大含量值。

表1 化学成分重量百分含量对比（wt%）