本發(fā)明涉及鋁箔制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體來說是一種8011合金無皺涂層容器箔用鋁箔坯料及鋁箔的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：鋁是地殼內(nèi)含量最豐富的金屬元素，其含量約占地殼總質(zhì)量的8.8％，自然界中的鋁都是化合物形式存在，地殼中的鋁的70％左右是以AL2O3的形式存在于自然界中。鋁及鋁合金制品廣泛應(yīng)用于包裝業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、建筑業(yè)，其中包裝業(yè)的用量占18.5％。鋁是食品、飲料、藥物、化妝品等各類物品的良好包裝材料，其用途越來越廣，用量在逐年增加。鋁合金容器箔具有良好的熱傳導(dǎo)性、良好的抗熱變形性、好的耐腐蝕性、可微波性以及輕便、衛(wèi)生、耐用、可回收等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空配餐鋁箔餐盒、微波爐加熱器皿、食品燒烤盤、鋁箔碗、蛋糕托、爐頭墊、食品打包盒的制作、冷藏、冰凍和新鮮食品的保鮮包裝。全國(guó)需求量很大，而且需求還在不斷增長(zhǎng)。同一般容器箔相比，無皺涂層容器箔克服了沖壓過程中的起皺，更加美觀，食品級(jí)涂料避免了鋁和食品的直接接觸，更加衛(wèi)生。但是目前，一般8011合金容器箔抗拉強(qiáng)度要求為115～135MPa，延伸率≥15％。與無皺容器箔料相比，其抗拉強(qiáng)度高而延伸率偏低，如表1所示：表1在做無皺沖壓時(shí)，鋁箔易產(chǎn)生裂紋或卷邊質(zhì)量不好影響沖壓成品率。同時(shí)其對(duì)表面刷水未做要求。若對(duì)其進(jìn)行涂層，刷水不合格的地方易產(chǎn)生漏涂，特別是寬幅料，卷芯部位中間更易產(chǎn)生漏涂，刷水不合格的地方用餐巾紙擦拭會(huì)發(fā)現(xiàn)表面鋁粉重，擦拭發(fā)黑，擦拭發(fā)黑部位和刷水等級(jí)為一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，性能和表面質(zhì)量是需要解決的主要問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中用于制作無皺涂層容器箔的坯料性能差及在無皺涂層容器箔制作完成后質(zhì)量差的缺陷，提供一種8011合金無皺涂層容器箔用鋁箔坯料及鋁箔的生產(chǎn)方法來解決上述問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種8011合金無皺涂層容器箔用鋁箔坯料，所述鋁箔坯料的化學(xué)成份質(zhì)量比如下：優(yōu)選的，所述Si含量為0.538，F(xiàn)e的含量為0.72，Cu的含量為0.033，Mn的含量為0.036，Ti的含量為0.018，Al的含量為98.58。本發(fā)明還提供一種8011合金無皺涂層容器箔用鋁箔的生產(chǎn)方法，所述無皺涂層容器箔用鋁箔采用上述權(quán)利要求1或2中所述的鋁箔坯料；生產(chǎn)方法包括以下步驟：1)退火在工業(yè)爐內(nèi)，對(duì)鋁箔坯料進(jìn)行1小時(shí)升溫到260℃，然后260℃保溫60h；2)軋制及潤(rùn)滑在軋制過程中，軋制油的殘留物≤3％，粘度在1.85～1.98mm2/s；3)分切鋁卷分切時(shí)，卷取張力為45kg～55kg；4)成品退火通過正負(fù)壓交替退火，以達(dá)到除油目的。優(yōu)選的，所述步驟3)中，卷取張力為50kg。優(yōu)選的，所述步驟4)中，通過吹洗風(fēng)機(jī)和負(fù)壓風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正負(fù)壓交替退火，其中，正負(fù)壓每間隔15分鐘交替一次，吹洗風(fēng)機(jī)和負(fù)壓風(fēng)機(jī)頻率設(shè)置為40Hz。優(yōu)選的，所述步驟4)中，當(dāng)正壓退火時(shí)，工業(yè)爐內(nèi)正壓維持0.5kpa，當(dāng)負(fù)壓退火時(shí)，工業(yè)爐內(nèi)負(fù)壓維持3.0kpa。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：1.在坯料中加入微量的Cu和Mn，可以提高鋁箔的抗拉強(qiáng)度。2.鋁箔在工業(yè)爐內(nèi)1小時(shí)升溫到260℃，然后260℃保溫60h?？估瓘?qiáng)度為93.5～94.2MPa，延伸率為24.5～26％之間，用戶使用后反映良好。3.在卷取張力設(shè)定為50Kg情況下能夠保證不串層，且退火后刷水A級(jí)。4.正負(fù)風(fēng)機(jī)交替使用，不僅能夠保護(hù)設(shè)備和保證爐溫均勻，又能很好的除油，保證整卷刷水A級(jí)。附圖說明圖1為本發(fā)明實(shí)施例3中退火工藝中抗拉強(qiáng)度與溫度的關(guān)系曲線圖；圖2本發(fā)明實(shí)施例3中退火工藝中延伸率與溫度關(guān)系曲線圖。具體實(shí)施方式為使對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說明，說明如下：實(shí)施例1一種8011合金無皺涂層容器箔用鋁箔坯料，鋁箔坯料的化學(xué)成份質(zhì)量比如下：其中，當(dāng)Si含量為0.538，F(xiàn)e的含量為0.72，Cu的含量為0.033，Mn的含量為0.036，Ti的含量為0.018，Al的含量為98.58時(shí)，坯料性能最好。實(shí)施例2一種8011合金無皺涂層容器箔用鋁箔的生產(chǎn)方法，無皺涂層容器箔用鋁箔采用上述實(shí)施例中的鋁箔坯料；生產(chǎn)方法包括以下步驟：步驟1.退火在工業(yè)爐內(nèi)，對(duì)鋁箔坯料進(jìn)行1小時(shí)升溫到260℃，然后260℃保溫60h；步驟2.軋制及潤(rùn)滑在軋制過程中，軋制油的殘留物≤3％，粘度在1.85～1.98mm2/s；步驟3.分切鋁卷分切時(shí)，卷取張力為50kg；步驟4.成品退火通過正負(fù)壓交替退火，以達(dá)到除油目的，具體為，通過吹洗風(fēng)機(jī)和負(fù)壓風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正負(fù)壓交替退火，其中，正負(fù)壓每間隔15分鐘交替一次，吹洗風(fēng)機(jī)和負(fù)壓風(fēng)機(jī)頻率設(shè)置為40Hz；當(dāng)正壓退火時(shí)，工業(yè)爐內(nèi)正壓維持0.5kpa，當(dāng)負(fù)壓退火時(shí)，工業(yè)爐內(nèi)負(fù)壓維持3.0kpa。實(shí)施例3下面通過具體實(shí)驗(yàn)對(duì)上述實(shí)施例1和實(shí)施例2進(jìn)行詳細(xì)描述。一、實(shí)驗(yàn)材料及方法1.1在同一鑄軋機(jī)上生產(chǎn)3批，鑄軋板規(guī)格為7.0×1510mm，單卷重10噸，原始晶粒度均為1級(jí)。3批的合金成分如表2所示。表2合金成分SiFeCuMnMgZnTiAl工藝10.5460.7160.0130.015≤0.01≤0.020.01598.63工藝20.5420.7440.0320.04≤0.01≤0.020.01998.58工藝30.5380.720.0330.036≤0.01≤0.020.01898.58鑄軋卷在冷軋機(jī)上進(jìn)行軋制，退火在箱式退火爐中進(jìn)行退火。對(duì)3批鑄軋卷分別采取的工藝流程如下：工藝1：7.0mm-2.5mm-中間退火(退火工藝550℃22h)-0.098-退火；工藝2：7.0mm-1.5mm-中間退火(退火工藝530℃13h+460℃2h)-0.145-退火；工藝3：7.0mm-1.5mm-中間退火(退火工藝為550℃22h)-0.092-退火。注：以下分別用①②③對(duì)應(yīng)工藝1、工藝2、工藝3。3批料卷軋制到成品厚度分別取樣在馬弗爐進(jìn)行退火實(shí)驗(yàn)，退火工藝按照10小時(shí)分別升溫到220℃、240℃、260℃、280℃、300℃、320℃、350℃、380℃，到溫后保溫10小時(shí)，每種溫度和試樣分別取3個(gè)樣片做性能試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)拉伸機(jī)為珠海三思泰捷CMT5504雙空間拉伸機(jī)，實(shí)驗(yàn)精度為±0.01N；馬弗爐型號(hào)為上海尚群SMF1100，精度為±1℃。1.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示表3退火工藝與性能的關(guān)系注：試樣1厚度為0.098mm，試樣2厚度為0.145mm，試樣3厚度為0.092mm根據(jù)表3，可以得到抗拉強(qiáng)度與溫度的關(guān)系以及延伸率與溫度的關(guān)系。1.2.1②為0.145mm厚度，明顯厚于①(0.098mm)③(0.092mm)，但其延伸率僅與①的相當(dāng)，低于③。若三則為相同厚度，其延伸率必為最低，綜合性能差。③抗拉強(qiáng)度最低，但其延伸率最高。1.2.2三者抗拉強(qiáng)度和延伸率都符合用戶要求(抗拉強(qiáng)度≥90MPa，延伸率≥18％)，但③延伸率明顯更高，綜合性能更好。1.2.3①③在260℃延伸率最高；②在280℃延伸率最高。1.2.4在240℃時(shí)三種工藝都有一個(gè)強(qiáng)度低點(diǎn)，隨后隨著溫度的升高趨于穩(wěn)定，再升高溫度，強(qiáng)度升高，但延伸率降低。1.3討論與分析鑄軋法生產(chǎn)的坯料，鋁液冷卻速度快，導(dǎo)致鑄軋卷內(nèi)部存在嚴(yán)重的晶內(nèi)偏析和大量的過飽和固溶體。在鋁卷中間厚度進(jìn)行均勻化退火，可以消除晶內(nèi)偏析，促使金屬中過飽和元素的溶解及平衡相析出，從而使鋁卷組織均勻，性能得到提高。如果中間退火時(shí)溫度過低或時(shí)間過短，未達(dá)到均勻化效果，而僅僅只能滿足金屬的塑形恢復(fù)，則此時(shí)金屬的過飽和固溶體也就未能充分析出。①在2.5mm退火，加工率為64.3％；②和③在1.5mm厚度退火，加工率為78.6％。②和③加工率大，料卷內(nèi)部?jī)?chǔ)能高，①和③在相同均勻化工藝550℃22h退火時(shí)，③均勻化程度更為徹底，晶內(nèi)偏析及固溶體能夠充分析出，材料內(nèi)部形核數(shù)目增多，材料的晶粒組織更為細(xì)小，所以成品的延伸率更高。②生產(chǎn)的鋁箔，中間退火溫度和時(shí)間不夠，材料內(nèi)部的晶內(nèi)偏析和過飽和固溶體未能充分析出，因而成品強(qiáng)度高而延伸率低，成品退火即使再增加退火溫度，可能導(dǎo)致晶粒長(zhǎng)大，延伸率急劇下降。①在2.5mm退火，退火前加工率小，內(nèi)部?jī)?chǔ)能低，550℃22h的退火工藝未能使其內(nèi)部的晶內(nèi)偏析及固溶體充分析出，致使成品延伸率稍低。若提高均退溫度或延長(zhǎng)保溫時(shí)間，成品延伸率應(yīng)會(huì)提高。②和③添加微量的Cu和Mn，主要為提高抗拉強(qiáng)度。在工藝3的基礎(chǔ)上，模仿工業(yè)爐的退火工藝進(jìn)行馬弗爐實(shí)驗(yàn)，20小時(shí)升溫到260℃，然后保溫40小時(shí)，其抗拉強(qiáng)度為94MPa，延伸率為25％。以此為根據(jù)，針對(duì)用戶規(guī)格，制定了成品退火工藝，1h260℃60h，即1小時(shí)升溫到260℃，然后260℃保溫60h?？估瓘?qiáng)度為93.5～94.2MPa，延伸率為24.5～26％之間，用戶使用后反映良好。二、軋制及潤(rùn)滑因?yàn)殇X箔軋制的速度效應(yīng)，速度越高，油膜越厚；同時(shí)速度越高，板面也容易濺油、滴油，造成板面帶油大，成品退火時(shí)油氣不容易揮發(fā)除掉。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)成品軋制速度為300～400m/min時(shí)，板面潔凈、無滴油。為保證刷水A級(jí)，必須保證軋制油易于揮發(fā)。粘度和殘留物是影響軋制油揮發(fā)的重要參數(shù)。軋制油的粘度是由基礎(chǔ)油和添加劑共同決定的。鋁箔基礎(chǔ)油一般由D80～D90組成，粘度為1.6～1.8之間?；A(chǔ)油形成的油膜與金屬表面只產(chǎn)生物理吸附，吸附力小，潤(rùn)滑性差，所以單一基礎(chǔ)油在鋁箔軋制中不能作為潤(rùn)滑劑使用。為提高油膜的潤(rùn)滑能力，基礎(chǔ)油中必須添加一定量的添加劑。一般以油性添加劑最為重要，鋁箔常用的添加劑均為C12～C18的醇、酯、酸類帶有極性基團(tuán)的表面活性物質(zhì)。加入不同添加劑形成的油膜特性也各不相同。如表4所示：表4各類添加劑油膜特性添加劑油膜厚度油膜強(qiáng)度潤(rùn)濕性熱穩(wěn)定性箔面光亮性醇薄弱優(yōu)差優(yōu)脂厚強(qiáng)差一般差脂肪酸薄強(qiáng)差差優(yōu)實(shí)際調(diào)配時(shí)，常常加入兩種或兩種以上的添加劑配合使用，效果比單一添加劑更佳。低粘度和低殘留的軋制油更有利于軋制油的揮發(fā)。但粘度過低油膜厚度偏薄，不利于加工率的提升。殘留物主要為生產(chǎn)過程中泄露的液壓油、齒輪油，其粘度高，退火時(shí)不易揮發(fā)易形成黃斑。所以在生產(chǎn)中，嚴(yán)格監(jiān)控液壓、齒輪油箱的液位變化，發(fā)現(xiàn)液位異常，立即查找漏油點(diǎn)，嚴(yán)格禁止液壓油泄露到軋制油中間，保證軋制油的殘留物≤3％，粘度在1.85～1.98mm2/s(40℃)三、分切工藝在退火過程中，孔隙率大的鋁卷更易于油氣的排出。為保證退火時(shí)油氣排出，達(dá)到刷水A級(jí)，分切時(shí)鋁卷的卷取張力不能過大，在保證不塔形、串層的基礎(chǔ)上盡量減小卷取張力，保證鋁卷有盡量大的孔隙率。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，成品規(guī)格為0.098*666mm，在卷取張力設(shè)定為50Kg情況下能夠保證不串層，且退火后刷水A級(jí)，如表5所示。表5卷取張力與刷水等級(jí)的關(guān)系設(shè)備精度對(duì)小張力卷取保證不串層起到很大的作用。若卷取軸和面壓輥不同軸，或卷取軸本身有問題，當(dāng)速度高時(shí)，卷取軸搖擺幅度大，容易產(chǎn)生串層。相反，如果卷取軸質(zhì)量很好，高速時(shí)也能保證平穩(wěn)運(yùn)行，即使張力很小也能保證不串層。四、成品退火工藝成品退火有保證成品性能和表面除油雙重作用，在實(shí)際生產(chǎn)中，二則是同時(shí)進(jìn)行的。長(zhǎng)期實(shí)踐表明，產(chǎn)品機(jī)械性能一般需10～15h退火即可達(dá)到國(guó)標(biāo)要求，而除油時(shí)間則長(zhǎng)達(dá)25～120h，甚至更長(zhǎng)。退火所需時(shí)間與溫度成反比，退火溫度越高所需保溫時(shí)間越短。但根據(jù)馬弗爐所做試驗(yàn)表明，工藝3在退火溫度為240～260℃時(shí)，延伸率最好，同時(shí)260℃也在軋制油的終餾點(diǎn)溫度(255℃)以上，能夠保證除油干凈。退火所需時(shí)間由油氣在料卷中的擴(kuò)散和揮發(fā)所需時(shí)間而定。油氣在料卷中的擴(kuò)散受溫度、軋制油物理特性、化學(xué)性能、層間緊密度和料卷寬度影響。料卷越寬，油氣從中間擴(kuò)散到邊部的時(shí)間越長(zhǎng)，退火時(shí)間也就越長(zhǎng)。因此，料卷的寬度和卷徑是影響退火時(shí)間的一大因素。油氣的揮發(fā)速度由一定溫度下軋制油在爐氣中的分壓P1和軋制油在該溫度下的蒸氣壓P2的大下決定。在初始狀態(tài)，P2＞P1，軋制油會(huì)大量揮發(fā)。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，軋制油會(huì)大量揮發(fā)，P1逐漸加大，當(dāng)P1＝P2，即平衡飽和狀態(tài)時(shí)，軋制油會(huì)停止揮發(fā)，不隨時(shí)間的延長(zhǎng)而揮發(fā)。因此，退火過程中要及時(shí)地減小軋制油在爐氣中的分壓P1，一般常用的方法有兩種，一是正壓退火，即通過吹洗風(fēng)機(jī)不停向爐內(nèi)吹入新鮮空氣，保持爐內(nèi)正壓，使揮發(fā)的油氣通過壓力隨空氣排到爐外，從而維持P2＞P1。另一個(gè)采取負(fù)壓退火，即通過負(fù)壓風(fēng)機(jī)將爐內(nèi)油氣不停的抽到爐外，使P1始終維持一個(gè)很小值，使P2始終大于P1，油氣會(huì)不停的揮發(fā)，從而達(dá)到除油的目的。在實(shí)際生產(chǎn)中，正壓和負(fù)壓除油同時(shí)交替間隔15分鐘使用，風(fēng)機(jī)頻率設(shè)定為40Hz，當(dāng)吹洗風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，能夠維持爐內(nèi)正壓0.5KPa；當(dāng)負(fù)壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，能夠維持爐內(nèi)負(fù)壓3.0KPa。正負(fù)風(fēng)機(jī)交替使用，不僅能夠保護(hù)設(shè)備和保證爐溫均勻，又能很好的除油，保證整卷刷水A級(jí)。五、結(jié)論及效果通過調(diào)整合金成分增加適量的Mn、Cu，采取中間合適的退火工藝，控制軋制時(shí)的板面帶油量和油品質(zhì)量，采取小張力分切，低溫長(zhǎng)時(shí)間成品退火和正負(fù)壓交替除油工藝，能夠批量生產(chǎn)出合格的無皺涂層容器箔料，用戶反饋良好。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。當(dāng)前第1頁1 2 3