CN103737251A - 一种铸轧方法生产8011a合金双零铝箔的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铸轧方法生产8011A合金双零铝箔的工艺，包括如下步骤：投料熔炼、铸轧、冷轧、第一次中间退火、第二次中间退火，得到厚度为0.36mm，合金状态为1235H14铝箔毛料，并对其进行铝箔轧制，最终获得厚度为0.006-0.007mm厚度的双零铝箔。本发明通过调整产品的合金成分配比、调整铸轧速度及铸轧辊冷却水流量、调整中间退火工艺、对于铝箔轧制压下道次分配进行了调整、对于铝箔工序的工作辊粗糙度进行了调整等几个方面着手，对现有的生产工艺进行改进，使得能够生产出符合要求的高合金双零铝箔。

Description

一种铸轧方法生产8011A合金双零铝箔的工艺
技术领域
本发明涉及双零铝箔的生产工艺的技术领域，尤其是一种铸轧方法生产8011A合金双零铝箔的工艺。 
背景技术
在公知的技术领域，经过近二十余年的飞速发展，中国的铝箔工业已经取得了世人瞩目的成就，已经成为当之无愧的世界第一大铝箔生产国。在众多铝箔产品中，双零箔是其中一个重要的部分，由于双零箔产品生产难度大，技术含量高，产品附加值高，所以双零箔的生产水平在一定程度上代表了一个国家铝箔生产的整体水平。目前在国内，双零箔的生产工艺技术也日臻成熟，越来越多的铝箔生产企业可以生产出宽幅、高表面质量、低针孔的高档双零箔产品。以往，双零箔的生产主要是采用纯铝系列合金为主，以1235、1145等1系合金为主要合金品种来生产双零箔。但近年来，随着市场的发展及生产工艺技术水平的提高，采用8系等高合金双零箔的企业越来越多。高合金双零箔因其均匀一致的表面质量及优良的机械性能，越来越多的得到国内外铝箔客户的青睐。采用热轧工艺生产高合金双零箔，因组织均匀性可能得到充分的保证，所以与铸轧法相比具有先天的优势，目前国内很多厂家的高合金双零箔也是采用热轧毛料来进行生产的。相比而言，采用铸轧法生产高合金双零箔，由于受生产工艺条件的限制，很容易出现内部组织缺陷，造成产品质量的不稳定。这一点目前也困扰着很多铝箔生产厂。如何采用铸轧工艺，生产出高质量的合金化双零箔，就成为摆在广大工艺技术人员面前的一个课题。 
8011A铝合金：指按照国家标准GB／T3190-2008中的要求，对应合金牌号为 8011A的铝合金品种，其铁、硅含量高于纯铝合金。而目前国内外生产的双零箔产品，大部分为1235、1145等合金，其纯铝含量远高于8011A合金。 
双零箔：指厚度≤0.01mm的铝箔产品，由于在铝箔生产领域，更多的双零箔产品厚度≤0.007mm，所以本专利所说的双零箔，也是指厚度≤0.007mm的铝箔产品。目前这种产品的应用领域日趋广泛，生产工艺日趋成熟。但采用铸轧方法生产8011A合金的双零箔，目前在国内还属首创。高合金双零箔因其良好的表面质量和优良的机械性能，越来越受到高端铝箔应用市场的青睐。 
双零箔的应用领域主要是包装行业、电子行业和烟草行业，如利乐无菌包、食品软包、药用包装、电力电容器、卷烟包装等。目前国内的双零箔客户主要分布在珠三角、长三角地区，环渤海及东北地区也有客户，国外客户主要为欧美地区及东南亚、日本等地。产品应用十分广泛，用户群十分庞大。随着经济的发展及人民生活水平的提高，象中国、印度等发展中国家的人均铝的消费量预计将会进一步快速增长。因此，双零箔具有十分广阔的市场前景。目前，双零箔的生产工艺已经基本成熟，大部分产品国内均可以生产。但一些高端的，技术含量较高的双零箔产品，如高表面质量、低针孔、高性能的双零箔产品，目前的生产技术还不是很成熟，尤其是采用铸轧工艺生产8011A合金双零箔，目前在国内基本属于空白。 
采用铸轧方法生产8011A合金双零铝箔，从技术的角度分析，主要有以下几个方面： 
①由于金属内铁、硅元素的增加，使内部组织均匀性的控制难度大； 
②受金属熔点上升及凝固困难的影响，生产过程中产生中心分层及中心线偏析缺陷出现几率增加； 
③由于杂质元素的增加，使得后续加工及热处理过程中晶粒度控制难度加大； 
④由于合金强度的明显升高，使得轧制工序产品减薄难度增大。 
针对以上几个现象，我们进行了认真的原因分析，认为主要有以下几项原因： 
①铸轧工艺其最大的特点，就是铝液的凝固与轧制成型是同时完成的，凝固前铝液温度近700℃。这种情况下，即使保持高的冷却强度，也很难在瞬间实现大压下率轧制。特别是8系合金，由于其合金成分中的铁含量高，其在铸轧过程中对组织均匀性的控制难度更大； 
②在铸轧生产过程中，在最终凝固的完成的产品带材中，在中心层附近出现了集中的不平衡过剩组合物的现象，称为晶内或中心线偏析，这种偏析主要是属于一种成分偏析，出现偏析的部位，其部分合金成分的含量远远高于正常的标准要求。生产高合金的产品，由于其合金成分含量高，特别是Fe元素及Si元素含量明显高于1235合金，其产品强度高，轧制难度大，因此，在生产过程中，更容易出现中心线偏析。而中心线偏析是双零箔出现针孔的重要原因之一。生产过程中，必须对这一现象引起足够的重视，只有这项因素控制好，才可能用铸轧法生产出高质量的双零箔； 
③一般8系合金在铸轧生产过程中，因其合金成分含量高，在铸轧板检测时，会发现其出现大晶粒的情况很少，其控制难度要低于纯铝合金。但这同时也给后续的退火工序的控制带来了很多的问题。生产过程中，生产8系合金往往会出现这种现象，就是在铸轧生产时，检测晶粒度为一级，但在后续退火过程中，就出现严重的晶粒长大现象。特别是一些高铁、高锰合金，这种现象更 为明显。这是因为如果在后续的退火过程中如果处理不当，即使铸轧板晶粒度控制好了，在后续过程中，仍然会因为某些合金元素的影响，发生再结晶过程。如果在后续的中间退火工序加热时间过长，还很容易发生二次再结晶，即重结晶过程，造成晶粒进一步长大的情况。这种表面质量的毛料，在后续的生产过程中，铝箔表面，尤其是双合铝箔的暗面会出现非常明显的纤维组织，表面质量会受到严重影响，同时，产品的横向机械性能也会发生恶化，产品表现为明显的各向异性； 
④由于8系合金产品强度偏高，如果铸轧及冷轧生产过程中控制不当，会使后部工序的生产难度加大。尤其是铝箔工序的轧制过程中，就会出现轧制力升高，轧制道次增多，产品难于减薄，轧制速度明显加快等情况。在这种情况下，在铝箔轧制过程中，就必须要不断的调整各种工艺参数，如轧辊粗糙度、凸度，轧制油添加剂的配比，生产过程中操作人员为了达到目标厚度，还被迫调整轧制油温、前后张力、轧制速度等轧制工艺参数。产品还会因难于减薄而频繁发生断带，影响了铝箔轧制的正常生产及生产效率，同时，这种不断的非正常调整，也不利于铝箔轧制工艺体系的稳定，会破坏整个生产过程的稳定性，对其它品种的生产也会带来不利影响。所以，采用8系合金生产双零箔，必须要解决产品强度高，难于减薄的问题。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服上述问题，提供一种铸轧方法生产8011A合金双零铝箔的工艺。 
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 
一种铸轧方法生产8011A合金双零铝箔的工艺，依次包括如下工序： 
(a)投料熔炼：废料与纯铝锭的质量比例为3∶7，使用精炼剂对铝合金熔体进行除气处理，使氢含量≤0.12ml／100g； 
(b)铸轧： 
板形质量控制要求为：同板差0～0.05mm，纵向板差0～0.15mm，中凸度0～0.05mm，板形曲线为抛物线状，无楔形板、肋厚、凹板、等缺陷； 
工艺参数为：铸轧速度750～850mm／min，铸轧区长度：55～65mm，冷却水流量≥1800L／min； 
(c)冷轧：将铸轧后的带材用冷轧机进行冷轧轧制，在每次更换工作辊后，要坚持预热轧辊10min以上，成品道次前，要先生产厚料2～3卷，以提高轧辊热凸度，稳定辊型； 
(d)第一次中间退火：退火厚度为3.8mm，采用测温退火，设定空气温度为590℃，当工件温度达到550℃后，将空气温度降到550℃，并保温2小时后，开始冷却，出炉时工件温度低于300℃； 
(e)第二次中间退火：退火厚度为0.8mm，采用测温退火，设定空气温度为380℃，当工件温度达到300℃后，将空气温度降到300℃，并保温2小时后出炉； 
(f)得到厚度为0.36mm，合金状态为1235H14铝箔毛料，并用铝箔轧机对其进行铝箔轧制，其中：成品厚度为0.007mm的双零铝箔轧制压下道次为：0.36mm-0.168mm-0.08mm-0.038mm-0.015mm-0.007mm×2，成品厚度为0.00635～0.0065mm的双零铝箔轧制压下道次为：0.36mm-0.168mm-0.08mm-0.038mm-0.015mm-(0.00635～0.0065)mm×2，成品厚度为0.006mm的双零铝箔轧制压下道次为0.36mm-0.168mm-0.08mm-0.038mm-0.0145mm-0.006mm×2； 
(h)得到的铝箔大卷经过分切机分切成设计宽度和壁厚的铝箔小卷，经退火、冷却、检查合格后包装入库。 
进一步的，作为一种具体的实施方式，本发明中所述工序(f)成品厚度为0.007mm、成品厚度为0.00635～0.0065mm和成品厚度为0.006mm的双零铝箔平均道次加工率分别为54.4％、55.08～55.26％和55.72％。 
进一步的，作为一种具体的实施方式，本发明中所述工序(f)中的铝箔轧机的工作辊由第一轧制道次至第五轧制道次，所对应的凸度和粗糙度分别为：45‰／0.25～0.3μm、45‰／0.25～0.3μm、45‰／0.25～0.3μm、20‰／0.12～0.14μm、35‰／0.07～0.08μm。 
进一步的，作为一种具体的实施方式，本发明中所述工序(f)中的双零铝箔轧制成品道次添加剂的比例为6～8％。 
本发明的有益效果是：本发明通过调整产品的合金成份的配比、调整铸轧速度及铸轧辊冷却水流量、调整中间退火工艺、对于轧制压下道次分配进行了调整、对于铝箔工序的工作辊进行了调整等几个方面着手，对现有的铸轧工艺进行改进，使得能够生产出符合要求的双零铝箔。 
具体实施方式
现在对本发明作进一步详细的说明。 
本发明一种铸轧方法生产8011A合金双零铝箔的工艺的优选实施例，依次包括如下工序： 
(a)投料熔炼：废料与纯铝锭的质量比例为3∶7，使用精炼剂对铝合金熔体进行除气处理，使氢含量≤0.12ml／100g； 
(b)铸轧： 
板形质量控制要求为：同板差0～0.05mm，纵向板差0～0.15mm，中凸度0～0.05mm，板形曲线为抛物线状，无楔形板、肋厚、凹板、等缺陷； 
工艺参数为：铸轧速度750～850mm／min，铸轧区长度：55～65mm，冷却水流量≥1800L／min； 
(c)冷轧：将铸轧后的带材用冷轧机进行冷轧轧制，在每次更换工作辊后，要坚持预热轧辊10min以上，成品道次前，要先生产厚料2～3卷，以提高轧辊热凸度，稳定辊型，根据产品的宽度及合金品种，选择合适的板形控制曲线，以确保板形质量，确保板形控制***正常，每次更换支承辊时，对喷淋阀和电磁阀的正常状态进行确认，发现异常及时处理， 
同时在表面质量控制时需要注意： 
①上料前采用干净的抹布清理掉铝卷表面灰尘，每道次均采用干净抹布对轧机导辊清擦一遍，应定期清理出入口小车、步进梁小车表面的油泥、异物以保持小车表面干净， 
②严格按照换辊程序进行换辊， 
③出成品前应取样以明确轧辊状态，是否符合产品的表面要求，通过首卷成品的检查来避免批量出现带有轧辊印痕、表面条纹等缺陷的产品， 
④确保轧制油过滤***正常，以确保轧制表面质量， 
⑤通过打磨去除套筒表面的异物，出现打底起楞时，切断来保证打底质量不形成套筒印痕或打底起楞， 
⑥上机轧制前检查端面情况，并用砂布或棉布对端面的凸起物进行处理，对表面较脏或糟蹋不好的外圈应进行切除或扒料，确保轧制过程不产生无金属或非金属压入； 
(d)第一次中间退火：退火厚度为3.8mm，采用测温退火，设定空气温度 为590℃，当工件温度达到550℃后，将空气温度降到550℃，并保温2小时后，开始冷却，出炉时工件温度低于300℃； 
(e)第二次中间退火：退火厚度为0.8mm，采用测温退火，设定空气温度为380℃，当工件温度达到300℃后，将空气温度降到300℃，并保温2小时后出炉； 
(f)得到厚度为0.36mm，合金状态为1235H14铝箔毛料，并用铝箔轧机对其进行铝箔轧制，其中：成品厚度为0.007mm的双零铝箔轧制压下道次为：0.36mm-0.168mm-0.08mm-0.038mm-0.015mm-0.007mm×2， 
成品厚度为0.00635～0.0065mm的双零铝箔轧制压下道次为：0.36mm-0.168mm-0.08mm-0.038mm-0.015mm-(0.00635～0.0065)mm×2， 
成品厚度为0.006mm的双零铝箔轧制压下道次为0.36mm-0.168mm-0.08mm-0.038mm-0.0145mm-0.006mm×2， 
其中双零铝箔轧制成品道次添加剂的比例为6～8％， 
其中成品厚度为0.007mm、成品厚度为0.00635-0.0065mm和成品厚度为0.006mm的双零铝箔平均道次加工率分别为54.4％、55.08～55.26％和55.72％。铝箔轧制由第一轧制道次至第五轧制道次，所对应的工作辊凸度和粗糙度分别为：45‰／0.25～0.3μm、45‰／0.25～0.3μm、45‰／0.25～0.3μm、20‰／0.12～0.14μm、35‰／0.07～0.08μm； 
(h)得到的铝箔大卷经过分切机分切成设计宽度和壁厚的铝箔小卷，经退火、冷却、检查合格后包装入库。 
与现有的铸轧技术相比，主要的改进点及优点如下： 
(1)调整了产品的合金成份的配比，与原来的1235合金相比，8011A合的化学成分发生了较大变化，最主要的是大幅度提高了硅元素的含量，铁含量略 有增加，同时，由于该合金本身强度较高，所以原来用于提高强度的铜元素取消。添加了适当的Cu元素。硅元素的增加，有助于提高金属表面组织的均匀性，同时，合理的改变铁硅比，可以有效的改变产品的表面质量及各向异性。改变后的化学成分符合国标GB／／T3198-2008中对8011A合金成分的要求。 
(2)调整了铸轧速度及铸轧辊冷却水流量，根据8011A合金金属熔点高，凝固速度慢的特点，为了防止金属在铸轧生产过程中出现金属中间部位凝固不完全，而造成中心分层及中心线偏析的缺陷，降低了铸轧速度，同时提高了冷却水流量，加快冷却，这样可以使金属在铸轧过程中充分的凝固，防止中心分层及中心线偏析的出现，提高了金属的内部组织均匀度，有利于后部工序的针孔及表面质量控制。 
(3)调整了中间退火工艺，将板带的中间退火工艺进行了调整，由原来的定温退火工艺改为测温退火工艺，同时适当提高保温温度。测温工艺与定温工艺相比，可以更为精确的控制炉内金属的实际温度和保温时间，从而提高产品退火的精确度。保温温度的提高，可以更加有效的通过高温退火使合金组织内部均匀，消除一些铸轧工序的局限性带来的内部组织缺陷。 
(4)对于轧制压下道次分配进行了调整，对于铝箔工序的轧制压下分配进行了调整，主要思想是降低中精轧道次的道次加工率，其主要原因是：由于合金成分的变化，特别的铁硅元素比例的增加，，使得材料的强度得到很大提高，这时适当降低成品道次的道次加工率，有助于稳定轧制速度，减少表面带油缺陷。 
(5)对于铝箔工序的工作辊进行了调整，工作辊的调整主要有以下几点：缩小粗轧辊的粗糙度范围，使控制更加精确。根据合金强度高的特点，适当降低双合前道次的辊面粗糙度，使双合道次生产更为顺畅。 
本发明通过调整产品的合金成份的配比、调整铸轧速度及铸轧辊冷却水流量、调整中间退火工艺、对于轧制压下道次分配进行了调整、对于铝箔工序的工作辊进行了调整等几个方面着手，对现有的铸轧工艺进行改进，使得能够生产出符合要求的双零铝箔。 
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。 

Claims (4)

1.一种铸轧方法生产8011A合金双零铝箔的工艺，其特征在于：依次包括如下工序：
(a)投料熔炼：废料与纯铝锭的质量比例为3：7，使用精炼剂对铝合金熔体进行除气处理，使氢含量≤0.12ml／100g；
(b)铸轧：
板形质量控制要求为：同板差0～0.05mm，纵向板差0～0.15mm，中凸度0～0.05mm，板形曲线为抛物线状，无楔形板、肋厚、凹板、等缺陷；
工艺参数为：铸轧速度750～850mm／min，铸轧区长度：55～65mm，冷却水流量≥1800L／min；
(c)冷轧：将铸轧后的带材用冷轧机进行冷轧轧制，在每次更换工作辊后，要坚持预热轧辊10min以上，成品道次前，要先生产厚料2～3卷，以提高轧辊热凸度，稳定辊型；
(d)第一次中间退火：退火厚度为3.8mm，采用测温退火，设定空气温度为590℃，当工件温度达到550℃后，将空气温度降到550℃，并保温2小时后，开始冷却，出炉时工件温度低于300℃；
(e)第二次中间退火：退火厚度为0.8mm，采用测温退火，设定空气温度为380℃，当工件温度达到300℃后，将空气温度降到300℃，并保温2小时后出炉；
(f)得到厚度为0.36mm，合金状态为1235H14铝箔毛料，并用铝箔轧机对其进行铝箔轧制，其中：成品厚度为0.007mm的双零铝箔轧制压下道次为：0.36mm-0.168mm-0.08mm-0.038mm-0.015mm-0.007mm×2，
成品厚度为0.00635～0.0065mm的双零铝箔轧制压下道次为：0.36mm-0.168mm-0.08mm-0.038mm-0.015mm-(0.00635～0.0065)mm×2，
成品厚度为0.006mm的双零铝箔轧制压下道次为0.36mm-0.168mm-0.08mm-0.038mm-0.0145mm-0.006mm×2；
(h)得到的铝箔大卷经过分切机分切成设计宽度和壁厚的铝箔小卷，经退火、冷却、检查合格后包装入库。
2.如权利要求1所述的一种铸轧方法生产8011A合金双零铝箔的工艺，其特征在于：所述工序(f)成品厚度为0.007mm、成品厚度为0.00635～0.0065mm和成品厚度为0.006mm的双零铝箔平均道次加工率分别为54.4％、55.08～55.26％和55.72％。
3.如权利要求1所述的一种铸轧方法生产8011A合金双零铝箔的工艺，其特征在于：所述工序(f)中的铝箔轧机的工作辊由第一轧制道次至第五轧制道次，所对应的凸度和粗糙度分别为：45‰／0.25～0.3μm、45‰／0.25～0.3μm、45‰／0.25～0.3μm、20‰／0.12～0.14μm、35‰／0.07～0.08μm。
4.如权利要求1所述的一种铸轧方法生产8011A合金双零铝箔的工艺，其特征在于：所述工序(f)中的双零铝箔轧制成品道次添加剂的比例为6～8％。
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