專利名稱：一種透氣性鋁箔及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透氣性鋁箔及其制備方法，該種鋁箔主要適用于農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)、日常生活及其需要進(jìn)行透氣性包裝。屬于鋁箔加工技術(shù)領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
以往鋁板帶箔的生產(chǎn)，追求密閉和包覆性好等系列特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在 散熱器、包裝、電氣和建筑等領(lǐng)域,成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉?的產(chǎn)品，但是，把鋁箔用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的研究，基本處于空白階段。眾所周 知，農(nóng)作物生長(zhǎng)主要依靠施撒化肥來促使農(nóng)作物生長(zhǎng)，但是長(zhǎng)期使用化肥 的土壤，容易出現(xiàn)板結(jié)、硬化現(xiàn)象，嚴(yán)重影響土壤結(jié)構(gòu)。目前，施肥主要 有人工施撒和噴霧器噴灑方式，存在損耗大，浪費(fèi)多，容易被雨水沖刷掉 影響農(nóng)作物吸收等問題，如何創(chuàng)新一種新的施肥方式，既能節(jié)約化肥用量， 又能有效的減緩?fù)寥赖陌褰Y(jié)與硬化，同時(shí)對(duì)土壤破壞性小的方法呢？在農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，絕大多數(shù)的透氣性包裝材料都是采用塑料(聚氯乙 烯、聚丙烯等)作為基材，但廢棄塑料的處理，是世界性難題。若將其焚 燒，則會(huì)產(chǎn)生大量的有毒煙霧，污染大氣，并且促使酸雨的形成，而至于 填埋，即便將其埋葬100年，還是原狀，無法被自然所吸收，難以降解，
且對(duì)土地有極大的危害，改變其酸堿度，若溫度達(dá)到65'C時(shí)，則分解出毒害物質(zhì)滲入土壤，影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。
而自然界中鋁的儲(chǔ)藏量極為豐富，其含量約占地殼重量的8.31%，幾 乎是地殼中全部金屬含量的1/3，鋁的化學(xué)性質(zhì)十分活潑，故在自然界中 從未發(fā)現(xiàn)過元素狀態(tài)的金屬鋁，而全部是以鋁的化合物狀態(tài)存在。采用鋁 箔作為包裝材料，包裝化肥埋進(jìn)土壤，即使遭到腐蝕破壞，生成鋁的化合 物狀態(tài)存在于土壤當(dāng)中，對(duì)土質(zhì)和環(huán)境也不會(huì)構(gòu)成有害影響。但常規(guī)的鋁 箔產(chǎn)品針孔數(shù)量最多為1500個(gè)/m2，透氣性差，不能滿足新型農(nóng)業(yè)施肥需 求，且如耐腐蝕性、抗氧化性不好，不易于回收利用，浪費(fèi)較大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于克服上述不足，提供一種具有透氣性好、耐腐蝕性強(qiáng)、抗 氧化性強(qiáng)的透氣性鋁箔及其制備方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種透氣性鋁箔，其特征在于所述鋁 箔由3003合金制成，所述鋁箔厚度為0.03 0.05mm，所述鋁箔表面密布 有針孔，所述針孔數(shù)量可達(dá)10000個(gè)/r^以上，所述針孔最大直徑不超過 0.05腿。
一種透氣性鋁箔的制備方法，其特征在于所述制備方法的工藝步驟
為
配料一熔煉一鑄軋一冷軋一中間退火一冷軋一箔軋軋制到成品厚度 —分切到成品規(guī)格一成品退火；
步驟一配料、熔煉、鑄軋
按常規(guī)生產(chǎn)工藝，進(jìn)行3003合金配料、熔煉，利用雙輥連續(xù)鑄軋技術(shù)將液態(tài)金屬直接生產(chǎn)可適于冷軋的6.0 10.0mm厚度薄板坯； 步驟二冷軋
鑄軋后的6.0 10.0mm厚度鑄軋坯料，各道次采用25 35%道次加工 率，經(jīng)過5 6道次冷軋壓延，軋制至0.6 1.2mm厚度，轉(zhuǎn)退火爐進(jìn)行 H24狀態(tài)中間退火；
步驟三中間退火
用箱式電阻退火爐，采用鋁巻根部端面打眼掩埋熱電偶進(jìn)行金屬測(cè)溫 控溫方式，進(jìn)行H24狀態(tài)中間退火，《IO(TC裝爐，爐氣溫度升溫2小時(shí) 到450 55(TC進(jìn)行鋁巻金屬加熱，待金屬料溫達(dá)到340 38(TC時(shí)，改爐 溫定溫340 38(TC，保溫6h，降溫至20(TC，出爐空冷；
步驟四冷箔軋
中間退火后的0.6 1.2mm厚度冷軋坯料，各道次采用30 40%道次 加工率，經(jīng)過2 3道次冷軋壓延，軋制至0.28 0.5111111厚度，轉(zhuǎn)箔軋軋 制，箔軋各道次再采用30 40%道次加工率，進(jìn)行5 6道次壓延后，軋 制至成品0.03 0.05mm厚度，轉(zhuǎn)分切進(jìn)行分巻；
所述箔軋工作輥粗糙度Ra0.40 0.50u m，
所述箔軋軋輥表面刻印成有規(guī)則的密排點(diǎn)陣凹坑，所述凹坑直徑和深 度均小于0.05mm，所述凹坑個(gè)數(shù)達(dá)到10000個(gè)/ m2以上；
所述箔軋軋機(jī)入口張力為6.8 7.5kg/mm2、使用的軋制油粘度為40 。C時(shí)Cst L80 1.90;
所述中間退火后的冷軋坯料軋制至成品厚度的總加工率大于95%;步驟五成品退火
經(jīng)分切機(jī)分切分條，巻取收巻后的鋁箔成品巻，采用鋁巻根部端面打
眼掩埋熱電偶進(jìn)行金屬測(cè)溫控溫方式，進(jìn)行H22狀態(tài)成品退火，《100°C 裝爐，爐氣溫度升溫2小時(shí)到500 55(TC進(jìn)行鋁巻金屬加熱，待金屬料溫 達(dá)到380 43(TC時(shí)，改爐溫定溫380 430。C，保溫1.5h，降溫至200。C， 出爐空冷，使鋁箔表面形成一層致密的氧化膜。 本發(fā)明的特點(diǎn)是
1、 將傳統(tǒng)用純鋁生產(chǎn)鋁箔改為用3003合金進(jìn)行鋁箔加工制造，可通 過Mn元素加入AL合金提高鋁箔的耐蝕性，其作用機(jī)理為Mn元素加入Al 中，除部分固溶外，主要形成MnAh化合物，而MnAle的電極電位與固溶體 的電極電位相等。鋁中加入錳，僅是純鋁的抗蝕性略有下降，但另一方面， 錳可調(diào)節(jié)純鋁中鐵的有害影響，形成(Fe Mn) A1H，減小FeAl:,對(duì)抗蝕性 能的有害影響。另外，3003合金還有很好的耐大氣(包括工業(yè)性大氣和 海洋性大氣)腐蝕的能力，對(duì)淡水、海水、食品、有機(jī)酸、酒精、汽油、 中性無機(jī)鹽水溶液等均具有好的抗蝕性，尤其在1: 5的稀鹽酸中的抗蝕 性還優(yōu)于純鋁。
2、 通過用3003合金進(jìn)行0. 03 0. 05mm鋁箔加工，可利用其間斷分 布于晶界周圍的堅(jiān)硬的MnAl,i化合物質(zhì)點(diǎn)，在后續(xù)冷變形過程中形成的顯 微缺陷有剝落傾向，形成大量針孔，以此提高鋁箔的透氣性。
、 通過提高成品道次乳機(jī)工作輥粗糙度(由正常生產(chǎn)RaO. 15 0.20 um提高到Ra0.40 0.50um)并采用激光刻印軋輥磨削方式，將軋輥表面刻印成有規(guī)則的密排點(diǎn)陣凹坑，通過激光強(qiáng)度和頻次的調(diào)整，確保坑點(diǎn)
直徑和深度均小于0. 05mm，坑點(diǎn)個(gè)數(shù)達(dá)到10000個(gè)/m'以上；其次通過增 大軋機(jī)入口張力(由正常生產(chǎn)單位張力3.2 3.4kg/mn^提高到6.8 8.0kg/mm2)、降低軋制油粘度(由正常生產(chǎn)工藝油粘度粘度(40°C) Cst 2.0 2.2降低到1.80 1.90)等物理方式，改變軋制變形區(qū)內(nèi)工藝潤(rùn)滑 條件，使該種鋁箔成品道次軋制處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，以確保鋁箔本身在總 加工率大于95%的冷加工變形過程中具有足夠的加工硬化條件下，促使堅(jiān) 硬的MnAh化合物質(zhì)點(diǎn)和Al必,粉末脫落，形成大量有規(guī)則的針孔，而且針 孔最大直徑不會(huì)超過0. 05,，針孔數(shù)量可達(dá)10000個(gè)/ m2以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 目前一般鋁箔產(chǎn)品針孔數(shù)量最多為1500個(gè)/W水平。針孔直徑《0. 05mm可 減緩化肥中化合物分子的滲透速度，針孔數(shù)量達(dá)到10000個(gè)/1112以上，可 增加化肥中化合物分子的滲透面積。
4、通過H22狀態(tài)成品退火，在鋁箔表面形成一層致密的氧化膜，可 進(jìn)一步提高鋁箔在潮濕、高溫情況下的抗氧化性和鋁箔制品深加工的成形 性，以便于鋁箔的回收再生利用。
綜上所述，選擇3003合金，通過提高成品道次軋機(jī)工作輥粗糙度并 采用激光刻印軋輥磨削方式和增大軋機(jī)入口張力、降低軋制油粘度等物理 方式和H22狀態(tài)成品退火方式，生產(chǎn)一種具有透氣性好、耐腐蝕性強(qiáng)、抗 氧化性強(qiáng)的鋁箔產(chǎn)品，適用于作為新型農(nóng)業(yè)施肥方法的材料，既可以節(jié)約 化肥使用量又經(jīng)濟(jì)環(huán)保是可行的，其具有高耐腐蝕性、抗氧化性和緩慢滲 透性及進(jìn)一步加工成形性。
具體實(shí)施方式
一種透氣性鋁箔的制備方法，所述制備方法的工藝步驟為
配料一熔煉一鑄軋(6.0 10.0mm厚度鑄軋巻)一冷軋(0.6 1.2mm 厚度)一中間退火(H24狀態(tài))一冷軋(0.28 0.5mm厚度)一箔軋軋制 到成品厚度(0.03 0.05mm)—分切到成品規(guī)格一成品退火(H22狀態(tài))。
步驟一配料、熔煉、鑄軋
按常規(guī)生產(chǎn)工藝，進(jìn)行3003合金配料、熔煉，利用雙輥連續(xù)鑄軋技 術(shù)將液態(tài)金屬直接生產(chǎn)可適于冷軋的6.0 10.0mm厚度薄板坯。 步驟二冷軋
鑄軋后的6.0 10.0mm厚度鑄軋坯料，各道次采用25 35%道次加工 率，經(jīng)過5 6道次冷軋壓延，軋制至0.6 1.2mm厚度，轉(zhuǎn)退火爐進(jìn)行 H24狀態(tài)中間退火。
步驟三中間退火
用箱式電阻退火爐，采用鋁巻根部端面打眼掩埋熱電偶進(jìn)行金屬測(cè)溫 控溫方式，進(jìn)行H24狀態(tài)中間退火，《IO(TC裝爐，爐氣溫度升溫2小時(shí) 到450 55(TC進(jìn)行鋁巻金屬加熱，待金屬料溫達(dá)到340 38(TC時(shí)，改爐 溫定溫340 380。C，保溫6h，降溫至20(TC，出爐空冷。目的是消除冷變 形加工硬化同時(shí)保持加工變形組織不變，使堅(jiān)硬的MnAl6化合物質(zhì)點(diǎn)間斷 分布于晶界周圍，滿足其在后續(xù)冷變形過程中能形成顯微缺陷，且有剝落 傾向而形成大量針孔，來提高鋁箔本身的滲透性。
步驟四冷箔軋中間退火后的0.6 1.2mm厚度冷軋坯料，各道次采用30 40%道次 加工率，經(jīng)過2 3道次冷軋壓延，軋制至0.28 0.5mm厚度，轉(zhuǎn)箔軋軋 制,箔軋各道次再采用30 40%道次加工率，進(jìn)行5 6道次壓延后，軋 制至成品0.03 0.05mm厚度，轉(zhuǎn)分切進(jìn)行分巻。
該步驟中箔軋成品道次軋制是關(guān)鍵技術(shù)，該道次是通過提高成品道次 軋機(jī)工作輥粗糙度(由正常生產(chǎn)Ra0.15 0.20y m提高到Ra0.40 0.50y m)并采用激光刻印軋輥磨削方式，將軋輥表面刻印成有規(guī)則的密排點(diǎn)陣 凹坑，通過激光強(qiáng)度和頻次的調(diào)整，確?？狱c(diǎn)直徑和深度均小于0.05mm， 坑點(diǎn)個(gè)數(shù)達(dá)到10000個(gè)/1112以上；其次通過增大軋機(jī)入口張力(由正常生 產(chǎn)單位張力3.2 3.4kg/mn^提高到6.8 7.5kg/mm2)、降低軋制油粘度(由 正常生產(chǎn)工藝油粘度粘度(40°C) Cst 2.0 2.2降低至U 1.80 1.90)等物 理方式，改變軋制變形區(qū)內(nèi)工藝潤(rùn)滑條件，使該種鋁箔成品道次軋制處于 邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，以確保鋁箔本身在總加工率大于95%的冷加工變形過程中 具有足夠的加工硬化條件下，促使堅(jiān)硬的MnAl6化合物質(zhì)點(diǎn)和八1203粉末 脫落，形成大量有規(guī)則的針孔，而且針孔最大直徑不會(huì)超過0.05mm，針 孔數(shù)量可達(dá)10000個(gè)/m2以上。
步驟五成品退火
經(jīng)分切機(jī)分切分條，巻取收巻后的鋁箔成品巻，采用鋁巻根部端面打 眼掩埋熱電偶進(jìn)行金屬測(cè)溫控溫方式，進(jìn)行H22狀態(tài)成品退火，《IO(TC 裝爐，爐氣溫度升溫2小時(shí)到500 55(TC進(jìn)行鋁巻金屬加熱，待金屬料溫 達(dá)到380 43(TC時(shí)，改爐溫定溫380 43(TC，保溫1.5h，降溫至20(TC，出爐空冷，使鋁箔表面形成一層致密的氧化膜，進(jìn)一步提高鋁箔的抗氧化 性和鋁箔制品深加工的成形性。
權(quán)利要求
1、一種透氣性鋁箔，其特征在于所述鋁箔由3003合金制成，所述鋁箔厚度為0.03～0.05mm，所述鋁箔表面密布有針孔，所述針孔數(shù)量可達(dá)10000個(gè)/m2以上，所述針孔最大直徑不超過0.05mm。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透氣性鋁箔的制備方法，其特征在于所述制備方法的工藝步驟為配料一熔煉一鑄軋一冷軋一中間退火一冷軋一箔軋軋制到成品厚度—分切到成品規(guī)格一成品退火； 步驟一配料、熔煉、鑄軋按常規(guī)生產(chǎn)工藝，進(jìn)行3003合金配料、熔煉，利用雙輥連續(xù)鑄軋技 術(shù)將液態(tài)金屬直接生產(chǎn)可適于冷軋的6.0 10.0mm厚度薄板坯； 步驟二冷軋鑄軋后的6.0 10.0mm厚度鑄軋坯料，各道次采用25 35%道次加工 率，經(jīng)過5 6道次冷軋壓延，軋制至0.6 1.2mm厚度，轉(zhuǎn)退火爐進(jìn)行 H24狀態(tài)中間退火；步驟三中間退火用箱式電阻退火爐，采用鋁巻根部端面打眼掩埋熱電偶進(jìn)行金屬測(cè)溫 控溫方式，進(jìn)行H24狀態(tài)中間退火，《IOO'C裝爐，爐氣溫度升溫2小時(shí) 到450 55(TC進(jìn)行鋁巻金屬加熱，待金屬料溫達(dá)到340 38(TC時(shí)，改爐 溫定溫340 38(TC，保溫6h，降溫至20(TC，出爐空冷；步驟四冷箔軋中間退火后的0.6 1.2mm厚度冷軋坯料，各道次采用30 40%道次 加工率，經(jīng)過2 3道次冷軋壓延，軋制至0.28 0.5mm厚度，轉(zhuǎn)箔軋軋 制，箔軋各道次再采用30 40%道次加工率，進(jìn)行5 6道次壓延后，軋 制至成品0.03 0.05mm厚度，轉(zhuǎn)分切進(jìn)行分巻；所述箔軋工作輥粗糙度Ra0.40 0.50ix m，所述箔軋軋輥表面刻印成有規(guī)則的密排點(diǎn)陣凹坑，所述凹坑直徑和深 度均小于0.05mm，所述凹坑個(gè)數(shù)達(dá)到10000個(gè)/m2以上；所述箔軋軋機(jī)入口張力為6.8 7.5kg/mm2、使用的軋制油粘度為40 。C時(shí)Cst 1.80 1.90;所述中間退火后的冷軋坯料軋制至成品厚度的總加工率大于95%; 步驟五成品退火經(jīng)分切機(jī)分切分條，巻取收巻后的鋁箔成品巻，采用鋁巻根部端面打眼掩埋熱電偶進(jìn)行金屬測(cè)溫控溫方式，進(jìn)行H22狀態(tài)成品退火，《100°C 裝爐，爐氣溫度升溫2小時(shí)到500 55(TC進(jìn)行鋁巻金屬加熱，待金屬料溫 達(dá)到380 430。C時(shí)，改爐溫定溫380 43(TC，保溫1.5h，降溫至200。C， 出爐空冷，使鋁箔表面形成一層致密的氧化膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種透氣性鋁箔及其制備方法，該種鋁箔主要適用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活及其需要進(jìn)行透氣性包裝。其特征在于所述鋁箔由3003合金制成，所述鋁箔厚度為0.03～0.05mm，所述鋁箔表面密布有針孔，所述針孔數(shù)量可達(dá)10000個(gè)/m²以上，所述針孔最大直徑不超過0.05mm。所述制備方法的工藝步驟為配料→熔煉→鑄軋→冷軋→中間退火→冷軋→箔軋軋制到成品厚度→分切到成品規(guī)格→成品退火。其具有透氣性好、耐腐蝕性強(qiáng)、抗氧化性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B65D65/38GK101628644SQ20091018366
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者丹 吳, 朱東年, 王民生, 軍 譚, 黃善球 申請(qǐng)人:江陰新仁科技有限公司