專利名稱：制取電解電容器用鋁箔的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造電解電容器用鋁箔(鋁的純度為99.87～99.97％)的生產(chǎn)方法。
國(guó)內(nèi)外研究表明提高電解電容器用鋁箔立方織構(gòu)的含量是提高電容器比電容的有效辦法。而鋁箔立方織構(gòu)的含量受其成形工藝的影響。目前通行的工藝流程是熔煉-鑄造-熱軋-冷軋-退火，各工序的工藝方法與參數(shù)都會(huì)影響成品鋁箔中立方織構(gòu)的含量。已有的研究證實(shí)了鋁的成份、熱軋工藝、冷軋工藝及成品退火工藝對(duì)成品中立方織構(gòu)的含量都有影響。該流程所用的鑄錠都為半連續(xù)鑄造或鐵模鑄造。這兩種鑄造方法獲得的鑄錠可能有相似的組織特點(diǎn)在一塊鑄錠中不同的部位的晶粒形狀是不一樣的，在邊部為細(xì)的等軸晶，接著會(huì)出現(xiàn)與鑄錠凝固方向垂直的柱狀晶，中心是晶粒度不等的等軸晶。該流程忽略了影響成品立方織構(gòu)的兩個(gè)因素鑄錠的晶粒形狀不均勻性與取向不均勻性與后續(xù)工藝耦合后造成的成品中晶粒取向的不均勻性。該流程所用鋁純度須達(dá)到99.99％。
為了解決上述不足，提高純度較低的鋁箔中立方織構(gòu)的含量，特提出本發(fā)明。
本發(fā)明包括熔煉-鑄造-均勻化退火-熱軋-冷軋-成品退火等工藝過(guò)程，其中鑄造采用晶粒定向的鑄造方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鐵模鑄造和半連續(xù)鑄造，獲得具有晶向與軋制方向平行的柱狀晶特征的鑄錠。其中，鑄造溫度為700-800℃；均勻化退火溫度為500-630℃，時(shí)間8-30小時(shí)；熱軋溫度450-560℃；冷軋變形程度≥80％；成品退火溫度300-550℃，時(shí)間4-8小時(shí)。
本發(fā)明適合于純度在99.87％以上的鋁。
與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明的主要內(nèi)容為制取鋁電解電容器用鋁箔生產(chǎn)工藝流程中的鑄造方法的改變，并不對(duì)現(xiàn)有的鋁箔生產(chǎn)工藝流程帶來(lái)全局性影響，有利于現(xiàn)有鋁板帶生產(chǎn)線，特別是中小型生產(chǎn)線的改造與品種升級(jí)。使用99.87％純鋁代替99.99％的純鋁，降低生產(chǎn)原料成本30％。并解決了鋁錠的廣泛來(lái)源問(wèn)題。
在現(xiàn)有高純鋁箔生產(chǎn)流程中，未對(duì)鑄造組織的形狀與取向均勻性加以控制，從而無(wú)法控制鑄錠中晶粒形狀與取向?qū)Τ善蜂X箔織構(gòu)的影響。本發(fā)明采用晶粒定向技術(shù)來(lái)進(jìn)行鑄造，鑄錠的組織特征為單一的柱狀晶體，這些柱狀晶體的<100>晶向都沿凝固方向排列。多晶板中的各晶粒，在隨后的軋制變形中，其取向會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但各個(gè)晶體的晶面轉(zhuǎn)動(dòng)的程度會(huì)不一樣。根據(jù)能量最低原理，在一定的變形條件下，各晶體的取向轉(zhuǎn)到某一個(gè)取向時(shí)會(huì)處于穩(wěn)定位置。晶粒定向的鑄錠，經(jīng)軋制變形后，其微觀組織結(jié)構(gòu)和織構(gòu)為成品退火時(shí)形成穩(wěn)定、均勻的立方織構(gòu)提供了前提。
由于鋁箔中晶粒的{001}晶面在腐蝕后形成的表面積最大，立方織構(gòu)取向是指晶體的{001}面平行于鋁箔的軋制面，<100>晶向平行于鋁箔的軋制方向，所以用于制造鋁電解電容器的高純鋁箔要求強(qiáng)立方織構(gòu)的實(shí)質(zhì)是鋁箔中各晶粒的{001}面盡可能地平行于鋁箔的軋制面，<100>方向盡量平行于軋制方向，用于檢驗(yàn)鋁箔中立方織構(gòu)強(qiáng)弱的方法通常有ODF法，極圖或反極圖法，X-射線晶面衍射強(qiáng)度法。本發(fā)明使用的檢驗(yàn)方法為X-射線晶面衍射強(qiáng)度法和ODF法，使用的儀器為SLEMENS D-500 X-射線衍射儀和Aachen LüI全自動(dòng)織構(gòu)檢測(cè)儀，測(cè)定的是{001}晶面的相對(duì)強(qiáng)度和立方織構(gòu)的體積分?jǐn)?shù)。


圖1本發(fā)明工藝流程示意圖；圖2傳統(tǒng)鐵模鑄造鑄錠的金相；圖3本發(fā)明使用的鑄錠的金相；圖4用鐵模鑄造鑄錠生產(chǎn)的鋁箔的{001}晶面衍射強(qiáng)度；圖5用本發(fā)明的鑄錠生產(chǎn)的鋁箔的{001}晶面衍射強(qiáng)度。
圖6用鐵模鑄造鑄錠生產(chǎn)的成品鋁箔的ODF圖；圖7用本發(fā)明的鑄錠生產(chǎn)的成品鋁箔的ODF圖。
實(shí)施例1.按附圖1中說(shuō)明的工藝路線，用同一成份(鋁純度99.87％)的鋁液分別用本發(fā)明中的特殊凝固裝置和傳統(tǒng)鐵模鑄造生產(chǎn)20×150×300mm的鑄錠，然后用相同的工藝流程加工成鋁箔。用SLEMENS D-500 X-射線衍射儀測(cè)定0.11mm厚的鋁箔成品退火后{001}晶面的衍射強(qiáng)度，按Muller公式計(jì)算的{001}晶面的衍射強(qiáng)度結(jié)果證實(shí)用本發(fā)明制得的鋁箔{001}晶面的衍射強(qiáng)度(82.9％)要比用傳統(tǒng)鐵模鑄錠方法的衍射強(qiáng)度(70.8％)高出12.1％。
2.按附圖1中說(shuō)明的工藝路線，分別用純度為99.97％的鋁液使用本發(fā)明中的特殊凝固裝置鑄造20×150×300mm的鑄錠，用99.99％的鋁液使用鐵模鑄造得到相同規(guī)格的鑄錠。然后用相同的工藝流程與工藝參數(shù)制得0.11mm厚的退火鋁箔。用SLEMENS D-500 X-射線衍射儀測(cè)定{001}晶面的衍射強(qiáng)度，用本發(fā)明制得的鋁箔{001}晶面的衍射強(qiáng)度為98.3％，鐵模鑄造方法的衍射強(qiáng)度為80.1％。測(cè)定的0DF圖見(jiàn)圖6、圖7。
權(quán)利要求
1.一種制取電解電容器用鋁箔的方法，包括熔煉-鑄造-均勻化退火-熱軋-冷軋-成品退火等工藝過(guò)程，其特征在于本發(fā)明的鑄造過(guò)程采用晶粒定向的鑄造方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鐵模鑄造和半連續(xù)鑄造，鑄造溫度為700-800℃，獲得具有晶向與軋制方向平行的柱狀晶特征的鑄錠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于本發(fā)明適合于制取純度為99.87％～99.97％的電解電容器用鋁箔。
全文摘要
一種制取電解電容器用鋁箔的方法。本發(fā)明采用晶粒定向技術(shù)的鑄造方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鐵模鑄造和半連續(xù)鑄造完成鑄造工序。與現(xiàn)有方法相比,利用本發(fā)明具有以下特征:有利于現(xiàn)有鋁板帶生產(chǎn)線,特別是中小型生產(chǎn)線的改造與品種升級(jí);使用99.87%的純鋁代替99.99%的純鋁,降低生產(chǎn)原料成本30%;鑄錠的組織特征為單一的柱狀晶體;這些柱狀晶體的<100>;晶向都沿鑄造后的軋制方向排列;制得的鋁箔{001}晶面的衍射強(qiáng)度要比用傳統(tǒng)鐵模鑄錠方法的高出12.1～18.2%,對(duì)比測(cè)定的ODF圖也證實(shí)本發(fā)明制得的成品鋁箔的立方織構(gòu)高于鐵模鑄造的立方織構(gòu)。
文檔編號(hào)C22F1/04GK1377743SQ01106980
公開(kāi)日2002年11月6日 申請(qǐng)日期2001年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月2日
發(fā)明者張新明, 鄧運(yùn)來(lái), 劉楚明, 周卓平, 陳志永 申請(qǐng)人:中南大學(xué)