一種鑄軋方法生產8011a合金雙零鋁箔的工藝的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種鑄軋方法生產8011A合金雙零鋁箔的工藝，包括如下步驟：投料熔煉、鑄軋、冷軋、第一次中間退火、第二次中間退火，得到厚度為0.36mm，合金狀態為1235H14鋁箔毛料，并對其進行鋁箔軋制，最終獲得厚度為0.006-0.007mm厚度的雙零鋁箔。本發明通過調整產品的合金成分配比、調整鑄軋速度及鑄軋輥冷卻水流量、調整中間退火工藝、對于鋁箔軋制壓下道次分配進行了調整、對于鋁箔工序的工作輥粗糙度進行了調整等幾個方面著手，對現有的生產工藝進行改進，使得能夠生產出符合要求的高合金雙零鋁箔。
【專利說明】—種鑄軋方法生產8011A合金雙零鋁箔的工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及雙零鋁箔的生產工藝的【技術領域】，尤其是一種鑄軋方法生產8011A合金雙零鋁箔的工藝。
【背景技術】
[0002]在公知的【技術領域】，經過近二十余年的飛速發展，中國的鋁箔工業已經取得了世人矚目的成就，已經成為當之無愧的世界第一大鋁箔生產國。在眾多鋁箔產品中，雙零箔是其中一個重要的部分，由于雙零箔產品生產難度大，技術含量高，產品附加值高，所以雙零箔的生產水平在一定程度上代表了一個國家鋁箔生產的整體水平。目前在國內，雙零箔的生產工藝技術也日臻成熟,越來越多的鋁箔生產企業可以生產出寬幅、高表面質量、低針孔的高檔雙零箔產品。以往，雙零箔的生產主要是采用純鋁系列合金為主，以1235、1145等I系合金為主要合金品種來生產雙零箔。但近年來，隨著市場的發展及生產工藝技術水平的提高，采用8 系等高合金雙零箔的企業越來越多。高合金雙零箔因其均勻一致的表面質量及優良的機械性能，越來越多的得到國內外鋁箔客戶的青睞。采用熱軋工藝生產高合金雙零箔，因組織均勻性可能得到充分的保證，所以與鑄軋法相比具有先天的優勢，目前國內很多廠家的高合金雙零箔也是采用熱軋毛料來進行生產的。相比而言，采用鑄軋法生產高合金雙零箔，由于受生產工藝條件的限制，很容易出現內部組織缺陷，造成產品質量的不穩定。這一點目前也困擾著很多鋁箔生產廠。如何采用鑄軋工藝，生產出高質量的合金化雙零箔，就成為擺在廣大工藝技術人員面前的一個課題。
[0003]8011A鋁合金:指按照國家標準GB / T3190-2008中的要求，對應合金牌號為8011A的鋁合金品種，其鐵、硅含量高于純鋁合金。而目前國內外生產的雙零箔產品，大部分為1235、1145等合金，其純鋁含量遠高于801IA合金。
[0004]雙零箔:指厚度≤0.01mm的鋁箔產品，由于在鋁箔生產領域，更多的雙零箔產品厚度< 0.007_，所以本專利所說的雙零箔，也是指厚度< 0.007mm的鋁箔產品。目前這種產品的應用領域日趨廣泛，生產工藝日趨成熟。但采用鑄軋方法生產8011A合金的雙零箔，目前在國內還屬首創。高合金雙零箔因其良好的表面質量和優良的機械性能，越來越受到高端鋁箔應用市場的青睞。
[0005]雙零箔的應用領域主要是包裝行業、電子行業和煙草行業，如利樂無菌包、食品軟包、藥用包裝、電力電容器、卷煙包裝等。目前國內的雙零箔客戶主要分布在珠三角、長三角地區，環渤海及東北地區也有客戶，國外客戶主要為歐美地區及東南亞、日本等地。產品應用十分廣泛，用戶群十分龐大。隨著經濟的發展及人民生活水平的提高，象中國、印度等發展中國家的人均鋁的消費量預計將會進一步快速增長。因此，雙零箔具有十分廣闊的市場前景。目前，雙零箔的生產工藝已經基本成熟，大部分產品國內均可以生產。但一些高端的，技術含量較高的雙零箔產品，如高表面質量、低針孔、高性能的雙零箔產品，目前的生產技術還不是很成熟，尤其是采用鑄軋工藝生產8011A合金雙零箔，目前在國內基本屬于空白。
[0006]采用鑄軋方法生產8011A合金雙零鋁箔，從技術的角度分析，主要有以下幾個方面:
[0007]①由于金屬內鐵、硅元素的增加，使內部組織均勻性的控制難度大；
[0008]②受金屬熔點上升及凝固困難的影響，生產過程中產生中心分層及中心線偏析缺陷出現幾率增加；
[0009]③由于雜質元素的增加，使得后續加工及熱處理過程中晶粒度控制難度加大；
[0010]④由于合金強度的明顯升高，使得軋制工序產品減薄難度增大。
[0011]針對以上幾個現象，我們進行了認真的原因分析，認為主要有以下幾項原因:
[0012]①鑄軋工藝其最大的特點，就是鋁液的凝固與軋制成型是同時完成的，凝固前鋁液溫度近700°C。這種情況下，即使保持高的冷卻強度，也很難在瞬間實現大壓下率軋制。特別是8系合金，由于其合金成分中的鐵含量高，其在鑄軋過程中對組織均勻性的控制難度更大；
[0013]②在鑄軋生產過程中，在最終凝固的完成的產品帶材中，在中心層附近出現了集中的不平衡過剩組合物的現象，稱為晶內或中心線偏析，這種偏析主要是屬于一種成分偏析，出現偏析的部位，其部分合金成分的含量遠遠高于正常的標準要求。生產高合金的產品，由于其合金成分含量高，特別是Fe元素及Si元素含量明顯高于1235合金，其產品強度高，軋制難度大，因此，在生產過程中，更容易出現中心線偏析。而中心線偏析是雙零箔出現針孔的重要原因之一。生產過程中，必須對這一現象引起足夠的重視，只有這項因素控制好，才可能用鑄軋法生產出高質量的雙零箔；
[0014]③一般8系合金在鑄軋生產過程中，因其合金成分含量高，在鑄軋板檢測時，會發現其出現大晶粒的情況很少，其控制難度要低于純鋁合金。但這同時也給后續的退火工序的控制帶來了很多的問題。生產過程中，生產8系合金往往會出現這種現象，就是在鑄軋生產時，檢測晶粒度為一級，但在后續退火過程中，就出現嚴重的晶粒長大現象。特別是一些高鐵、高錳合金，這種現象更為明顯。這是因為如果在后續的退火過程中如果處理不當，即使鑄軋板晶粒度控制好了，在后續過程中，仍然會因為某些合金元素的影響，發生再結晶過程。如果在后續的中間退火工序加熱時間過長，還很容易發生二次再結晶，即重結晶過程，造成晶粒進一步長大的情況。這種表面質量的毛料，在后續的生產過程中，鋁箔表面，尤其是雙合鋁箔的暗面會出現非常明顯的纖維組織，表面質量會受到嚴重影響，同時，產品的橫向機械性能也會發生惡化，產品表現為明顯的各向異性；
[0015]④由于8系合金產品強度偏高，如果鑄軋及冷軋生產過程中控制不當，會使后部工序的生產難度加大。尤其是鋁箔工序的軋制過程中，就會出現軋制力升高，軋制道次增多，產品難于減薄，軋制速度明顯加快等情況。在這種情況下，在鋁箔軋制過程中，就必須要不斷的調整各種工藝參數，如軋輥粗糙度、凸度，軋制油添加劑的配比，生產過程中操作人員為了達到目標厚度，還被迫調整軋制油溫、前后張力、軋制速度等軋制工藝參數。產品還會因難于減薄而頻繁發生斷帶，影響了鋁箔軋制的正常生產及生產效率，同時，這種不斷的非正常調整，也不利于鋁箔軋制工藝體系的穩定，會破壞整個生產過程的穩定性，對其它品種的生產也會帶來不利影響。所以，采用8系合金生產雙零箔，必須要解決產品強度高，難于減薄的問題。

【發明內容】
[0016]本發明要解決的技術問題是:克服上述問題，提供一種鑄軋方法生產8011A合金雙零鋁箔的工藝。
[0017]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0018]一種鑄軋方法生產801IA合金雙零鋁箔的工藝，依次包括如下工序:
[0019](a)投料熔煉:廢料與純鋁錠的質量比例為3: 7，使用精煉劑對鋁合金熔體進行除氣處理，使氫含量≤0.12ml / 100g ；
[0020](b)鑄軋:
[0021]板形質量控制要求為:同板差O~0.05mm,縱向板差O~0.15mm,中凸度O~0.05mm,板形曲線為拋物線狀，無楔形板、肋厚、凹板、等缺陷；
[0022]工藝參數為:鑄軋速度750~850mm / min,鑄軋區長度:55~65mm，冷卻水流量≥ 1800L / min ；
[0023](C)冷軋:將鑄軋后的帶材用冷軋機進行冷軋軋制，在每次更換工作輥后，要堅持預熱軋輥IOmin以上，成品道次前，要先生產厚料2~3卷，以提高軋輥熱凸度，穩定輥型；
[0024](d)第一次中間退火:退火厚度為3.8mm，采用測溫退火，設定空氣溫度為590°C，當工件溫度達到550°C后，將空氣溫度降到550°C，并保溫2小時后，開始冷卻，出爐時工件溫度低于300°C ；
[0025](e)第二次中間退火:退火厚度為0.8mm，采用測溫退火，設定空氣溫度為380°C，當工件溫度達到300°C后，將空氣溫度降到300°C，并保溫2小時后出爐；
[0026](f)得到厚度為0.36mm,合金狀態為1235H14鋁箔毛料，并用鋁箔軋機對其進行鋁箔軋制，其中:成品厚度為0.007mm的雙零鋁箔軋制壓下道次為:0.36mm-0.168mm-0.08mm-0.038mm-0.015mm-0.007mmX 2，成品厚度為0.00635~0.0065mm的雙零鋁箔軋制壓下道次為:0.36mm-0.168mm-Q.08mm-0.038mm-0.015mm-(0.00635 ~0.0065)mmX 2,成品厚度為0.006mm 的雙零鋁箔軋制壓下道次為 0.36mm-0.168mm-0.08mm-0.038mm-0.0145mm-0.006mmX2 ；
[0027](h)得到的鋁箔大卷經過分切機分切成設計寬度和壁厚的鋁箔小卷，經退火、冷卻、檢查合格后包裝入庫。
[0028]進一步的，作為一種具體的實施方式，本發明中所述工序(f)成品厚度為0.007mm、成品厚度為0.00635~0.0065mm和成品厚度為0.006mm的雙零鋁箔平均道次加工率分別為 54.4 %、55.08 ~55.26 % 和 55.72 %。
[0029]進一步的，作為一種具體的實施方式，本發明中所述工序(f)中的鋁箔軋機的工作輥由第一軋制道次至第五軋制道次，所對應的凸度和粗糙度分別為:45%。/ 0.25~0.3μπι、45%。/ 0.25 ~0.3μπι、45%。/ 0.25 ~0.3 μ m、20%。/ 0.12 ~0.14 μ m,35% /0.07 ~0.08 μ m。
[0030]進一步的，作為一種具體的實施方式，本發明中所述工序(f)中的雙零鋁箔軋制成品道次添加劑的比例為6~8%。
[0031]本發明的有益效果是:本發明通過調整產品的合金成份的配比、調整鑄軋速度及鑄軋輥冷卻水流量、調整中間退火工藝、對于軋制壓下道次分配進行了調整、對于鋁箔工序的工作輥進行了調整等幾個方面著手，對現有的鑄軋工藝進行改進，使得能夠生產出符合要求的雙零鋁箔。【具體實施方式】
[0032]現在對本發明作進一步詳細的說明。
[0033]本發明一種鑄軋方法生產801IA合金雙零鋁箔的工藝的優選實施例，依次包括如下工序:
[0034](a)投料熔煉:廢料與純鋁錠的質量比例為3: 7，使用精煉劑對鋁合金熔體進行除氣處理，使氫含量≤0.12ml / 100g ；
[0035](b)鑄軋:
[0036]板形質量控制要求為:同板差O~0.05mm,縱向板差O~0.15mm,中凸度O~
0.05mm,板形曲線為拋物線狀，無楔形板、肋厚、凹板、等缺陷；
[0037]工 藝參數為:鑄軋速度750~850mm / min,鑄軋區長度:55~65mm，冷卻水流量1800L / min ；
[0038](C)冷軋:將鑄軋后的帶材用冷軋機進行冷軋軋制，在每次更換工作輥后，要堅持預熱軋輥IOmin以上，成品道次前，要先生產厚料2~3卷，以提高軋輥熱凸度，穩定輥型，根據產品的寬度及合金品種，選擇合適的板形控制曲線，以確保板形質量，確保板形控制系統正常，每次更換支承輥時，對噴淋閥和電磁閥的正常狀態進行確認，發現異常及時處理，
[0039]同時在表面質量控制時需要注意:
[0040]①上料前采用干凈的抹布清理掉鋁卷表面灰塵，每道次均采用干凈抹布對軋機導輥清擦一遍，應定期清理出入口小車、步進梁小車表面的油泥、異物以保持小車表面干凈，
[0041]②嚴格按照換輥程序進行換輥，
[0042]③出成品前應取樣以明確軋輥狀態，是否符合產品的表面要求，通過首卷成品的檢查來避免批量出現帶有軋輥印痕、表面條紋等缺陷的產品，
[0043]④確保軋制油過濾系統正常，以確保軋制表面質量，
[0044]⑤通過打磨去除套筒表面的異物，出現打底起楞時，切斷來保證打底質量不形成套筒印痕或打底起楞，
[0045]⑥上機軋制前檢查端面情況，并用砂布或棉布對端面的凸起物進行處理，對表面較臟或糟蹋不好的外圈應進行切除或扒料，確保軋制過程不產生無金屬或非金屬壓入；
[0046](d)第一次中間退火:退火厚度為3.8mm,采用測溫退火,設定空氣溫度為590°C,當工件溫度達到550°C后，將空氣溫度降到550°C，并保溫2小時后，開始冷卻，出爐時工件溫度低于300°C ；
[0047](e)第二次中間退火:退火厚度為0.8mm，采用測溫退火，設定空氣溫度為380°C，當工件溫度達到300°C后，將空氣溫度降到300°C，并保溫2小時后出爐；
[0048](f)得到厚度為0.36mm,合金狀態為1235H14鋁箔毛料，并用鋁箔軋機對其進行鋁箔軋制，其中:成品厚度為0.007mm的雙零鋁箔軋制壓下道次為:0.36mm-0.168mm-0.08mm-
0.038mm-0.015mm-0.007mmX2，
[0049]成品厚度為0.00635~0.0065mm的雙零鋁箔軋制壓下道次為:0.36mm-0.168mm-
0.08mm-0.038mm-0.01 5mm-(0.00635 ~0.0065)mmX 2，
[0050]成品厚度為0.006mm的雙零鋁箔軋制壓下道次為0.36mm_0.168mm-0.08mm-0.038mm-0.0145mm_0.006mmX2，[0051]其中雙零鋁箔軋制成品道次添加劑的比例為6?8%，
[0052]其中成品厚度為0.007mm、成品厚度為0.00635-0.0065mm和成品厚度為0.006mm的雙零鋁箔平均道次加工率分別為54.4%,55.08?55.26%和55.72%。鋁箔軋制由第一軋制道次至第五軋制道次，所對應的工作輥凸度和粗糙度分別為:45%。/ 0.25?0.3 μ m、45%。/ 0.25 ?0.3μ m、45%。/ 0.25 ?0.3μπι、20%。/ 0.12 ?0.14 μ m,35% / 0.07 ?0.08 μ m ；
[0053](h)得到的鋁箔大卷經過分切機分切成設計寬度和壁厚的鋁箔小卷，經退火、冷卻、檢查合格后包裝入庫。
[0054]與現有的鑄軋技術相比，主要的改進點及優點如下:
[0055](I)調整了產品的合金成份的配比，與原來的1235合金相比，8011A合的化學成分發生了較大變化，最主要的是大幅度提高了硅元素的含量，鐵含量略有增加，同時，由于該合金本身強度較高，所以原來用于提高強度的銅元素取消。添加了適當的Cu元素。硅元素的增加，有助于提高金屬表面組織的均勻性，同時，合理的改變鐵硅比，可以有效的改變產品的表面質量及各向異性。改變后的化學成分符合國標GB / / T3198-2008中對8011A合金成分的要求。
[0056](2)調整了鑄軋速度及鑄軋輥冷卻水流量，根據8011A合金金屬熔點高，凝固速度慢的特點，為了防止金屬在鑄軋生產過程中出現金屬中間部位凝固不完全，而造成中心分層及中心線偏析的缺陷，降低了鑄軋速度，同時提高了冷卻水流量，加快冷卻，這樣可以使金屬在鑄軋過程中充分的凝固，防止中心分層及中心線偏析的出現，提高了金屬的內部組織均勻度，有利于后部工序的針孔及表面質量控制。
[0057](3)調整了中間退火工藝，將板帶的中間退火工藝進行了調整，由原來的定溫退火工藝改為測溫退火工藝，同時適當提高保溫溫度。測溫工藝與定溫工藝相比，可以更為精確的控制爐內金屬的實際溫度和保溫時間，從而提高產品退火的精確度。保溫溫度的提高，可以更加有效的通過高溫退火使合金組織內部均勻，消除一些鑄軋工序的局限性帶來的內部組織缺陷。
[0058](4)對于軋制壓下道次分配進行了調整，對于鋁箔工序的軋制壓下分配進行了調整，主要思想是降低中精軋道次的道次加工率，其主要原因是:由于合金成分的變化，特別的鐵硅元素比例的增加，，使得材料的強度得到很大提高，這時適當降低成品道次的道次加工率，有助于穩定軋制速度，減少表面帶油缺陷。
[0059](5)對于鋁箔工序的工作輥進行了調整，工作輥的調整主要有以下幾點:縮小粗軋輥的粗糙度范圍，使控制更加精確。根據合金強度高的特點，適當降低雙合前道次的輥面粗糙度，使雙合道次生產更為順暢。
[0060]本發明通過調整產品的合金成份的配比、調整鑄軋速度及鑄軋輥冷卻水流量、調整中間退火工藝、對于軋制壓下道次分配進行了調整、對于鋁箔工序的工作輥進行了調整等幾個方面著手，對現有的鑄軋工藝進行改進，使得能夠生產出符合要求的雙零鋁箔。
[0061]以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【權利要求】
1.一種鑄軋方法生產8011A合金雙零鋁箔的工藝，其特征在于:依次包括如下工序: (a)投料熔煉:廢料與純鋁錠的質量比例為3:7，使用精煉劑對鋁合金熔體進行除氣處理，使氫含量≤0.12ml / 100g ； (b)鑄軋: 板形質量控制要求為:同板差O~0.05mm,縱向板差O~0.15mm,中凸度O~0.05mm,板形曲線為拋物線狀，無楔形板、肋厚、凹板、等缺陷； 工藝參數為:鑄軋速度750~850mm / min，鑄軋區長度:55~65mm，冷卻水流量≥1800L / min ； (c)冷軋:將鑄軋后的帶材用冷軋機進行冷軋軋制，在每次更換工作輥后，要堅持預熱軋輥IOmin以上，成品道次前，要先生產厚料2~3卷，以提高軋輥熱凸度，穩定輥型； (d)第一次中間退火:退火厚度為3.8mm，采用測溫退火，設定空氣溫度為590°C，當工件溫度達到550°C后，將空氣溫度降到550°C，并保溫2小時后，開始冷卻，出爐時工件溫度低于300°C ； (e)第二次中間退火:退火厚度為0.8mm，采用測溫退火，設定空氣溫度為380°C，當工件溫度達到300°C后，將空氣溫度降到300°C，并保溫2小時后出爐； (f)得到厚度為0.36mm，合金狀態為1235H14鋁箔毛料，并用鋁箔軋機對其進行鋁箔軋制，其中:成品厚度為0.007mm的雙 零鋁箔軋制壓下道次為:0.36mm-0.168mm-0.08mm-0.038mm-Q.015mm-0.007mmX2, 成品厚度為0.00635~0.0065mm的雙零鋁箔軋制壓下道次為:0.36mm-0.168mm-0.08mm-Q.038mm-0.01 5mm-(0.00635 ~0.0065)mmX 2, 成品厚度為0.006mm的雙零鋁箔軋制壓下道次為0.36mm-0.168mm-0.08mm-0.038mm-0.0145mm-Q.006mmX 2 ； (h)得到的鋁箔大卷經過分切機分切成設計寬度和壁厚的鋁箔小卷，經退火、冷卻、檢查合格后包裝入庫。
2.如權利要求1所述的一種鑄軋方法生產8011A合金雙零鋁箔的工藝，其特征在于:所述工序(f)成品厚度為0.007mm、成品厚度為0.00635~0.0065mm和成品厚度為0.006mm的雙零鋁箔平均道次加工率分別為54.4%、55.08~55.26%和55.72%。
3.如權利要求1所述的一種鑄軋方法生產8011A合金雙零鋁箔的工藝，其特征在于:所述工序(f)中的鋁箔軋機的工作輥由第一軋制道次至第五軋制道次，所對應的凸度和粗糙度分別為:45%0 / 0.25 ~0.3 μ m、45%。/ 0.25 ~0.3 μ m、45%。/ 0.25 ~0.3 μ m、20%0 /0.12 ~0.14 μ m、35%o / 0.07 ~0.08 μ m。
4.如權利要求1所述的一種鑄軋方法生產8011A合金雙零鋁箔的工藝，其特征在于:所述工序(f)中的雙零鋁箔軋制成品道次添加劑的比例為6~8%。
【文檔編號】C22C21/00GK103737251SQ201310460863
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】肖剛, 關世彤, 王淑芬, 王科, 夏衛華, 韓鵬飛, 馬文巖, 劉坤英, 佟穎, 曹建峰, 王慶華, 劉建星, 裴立東 申請人:華北鋁業有限公司