專利名稱：鋁箔及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)，屬于鋁板、帶、箔的生產(chǎn)技術(shù)范疇，特別涉及鋁箔的制造，更具體的將是用鑄軋方法制造低壓電解電容器陽極用鋁箔。
背景技術(shù)：
隨著電子工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，特別是整機(jī)的小型化，對(duì)其中的低壓電容器的靜電容量和制造成本提出了新的要求，例如要求其靜電容量大，且成本低廉。在滿足這方面的需求方面，電容器陽極用鋁箔材料起到主導(dǎo)作用。如今，通常采用的半連續(xù)
鑄錠，經(jīng)過均勻化退火、熱車L、冷車L、箔軋的工藝制造高比電容的鋁箔已漸成熟，但由于工序
多、能耗大、效率低及成品率低，且不能完全滿足電解電容器小型化的要求。例如2008年4月16日公開的專利申請(qǐng)200710142166. 7《電解電容器電極用鋁箔》中所描述的，先進(jìn)行鋁合金溶制制成鑄錠，然后用加熱爐進(jìn)行均質(zhì)化處理和均熱化處理，然后進(jìn)行熱軋，另外在冷軋時(shí)進(jìn)行中間退火，最后箔軋成型。在采用類似的熱軋工藝時(shí)，由于鑄錠在鑄型中冷卻凝固時(shí)間長，鑄錠中存在較多的粗大枝晶，以及成分偏析，這不但使在熱軋之前對(duì)鑄錠進(jìn)行均質(zhì)化處理成為一個(gè)必然工序，增加了能耗，而且使組分調(diào)制更加困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種組分的低壓電解電容器陽極用鋁箔，并采用鑄軋方法來生產(chǎn)這種鋁箔，實(shí)現(xiàn)了工序少，能耗低，鋁損耗少，成材率高的效果，所得鋁箔比熱軋法具有更高的比電容。 本發(fā)明產(chǎn)品在化學(xué)組成中，Al純度:> 99. 99%， Cu :7-57卯m、 Fe :5-55卯m、 Si :5-55ppm、 Zn :l-40ppm、 Mg :0. 5-40ppm、 Ga :0. 5-40ppm、 Cr :0. 5-10ppm、 P :0. 5-8ppm、 B :《1. 5卯m、 Ti :《1. 5卯m、 Zr :《1. 5卯m、 V :《1. 5卯m，以及不可避免的雜質(zhì)；進(jìn)一步優(yōu)化是，在化學(xué)組成中，Al純度99. 99%、 Cu :7-15ppm、 Fe :28-38ppm、 Si :30-45ppm、 Zn :1-15ppm、 Mg :0. 5-7ppm、 Ga :5-30ppm、 Cr :l-7ppm、 P :l-6ppm、 B :《1. 5ppm、 Ti :《1. 5ppm、Zr :《1. 5ppm、V :《1. 5卯m，以及不可避免的雜質(zhì)組成。
具有上述組分的鋁箔，包括下列步驟制成
1) 鋁合金熔融液準(zhǔn)備將高純鋁錠熔化，添加和調(diào)整合金元素含量，除渣、除 氣，檢測和控制鋁水的各元素成分上述范圍內(nèi)，并控制鋁水中含氣量在0. 12毫升/100克鋁水以下；
2) 將準(zhǔn)備的鋁合金熔融液進(jìn)行過濾；
3) 將經(jīng)過過濾的鋁合金熔融液直接輸入到鑄軋機(jī)中，并鑄軋成在8-9. 5毫米 之間的一個(gè)厚度的板巻，并冷卻到常溫；
34) 將鑄軋板巻冷軋至4. 0-5. 0毫米之間一個(gè)厚度；
5) 在450-57(TC之間均勻化退火，保溫時(shí)間18-26小時(shí)，然后冷卻到常溫；
6) 將鑄軋板冷軋至一個(gè)預(yù)定厚度，該厚度為進(jìn)一步箔軋預(yù)留18-30%的壓下率；通過 控制軋制速度，將鋁板溫度控制在75t:以下；
7) 繼續(xù)箔軋至預(yù)定的鋁箔厚度；通過控制箔軋速度，將鋁板溫度控制在75°C以下。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，通過在鋁中加入各種相關(guān)元素并采用鑄軋方法，可直接提供成 分均勻和組織結(jié)構(gòu)均勻的冷軋板材，節(jié)約了常規(guī)熱軋方法之前必須的成分均勻化和均熱化 處理，從而使生產(chǎn)工序縮短，能耗降低，而且提高了成材率，所制得的鋁箔不僅能夠滿足低 壓電解電容器陽極的性能要求，還能為后續(xù)腐蝕加工節(jié)約能源。 說明書附圖


圖1為本發(fā)明的鑄軋方法的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明特征及其相關(guān)特征作進(jìn)一步說明
以制造厚度為0. 12，寬度為10mm的鋁箔，該鋁箔用于低壓電解電容器陽極用。
Al純度為99. 991%， Cu :8ppm、Fe :34卯m、Si :42ppm、Mg :l卯m、Zn :7ppm、Ga :12ppm、 Cr :2ppm、 P :2. 5ppm、 B :0. 8ppm、 Ti :0. 6ppm、 Zr :0. 5ppm、 V :0. 9ppm.
如圖1所示，將高純鋁錠加熱融化，添加合金元素，調(diào)整元素成分，然后精練、凈置、除 渣、除氣，使鋁合金成分在設(shè)定的目標(biāo)成分范圍內(nèi)，鋁水中的含氣量在0. 12毫升/100克鋁 水之下，即精練成合格的鋁合金熔融液；
然后將所制得的合格鋁合金熔融液經(jīng)過過濾裝置過濾后，直接送到鑄軋機(jī)中軋成厚度 在8-9. 5毫米之間的一個(gè)厚度的板巻，例如8. 5毫米厚；
冷卻到常溫后進(jìn)一步冷軋到4-5毫米之間一個(gè)厚度，例如4. 5毫米，然后進(jìn)爐進(jìn)行均勻 化退火，退火溫度在450-57(TC之間，保溫時(shí)間在18-26小時(shí)；例如退火溫度設(shè)定在540°C， 保溫時(shí)間設(shè)定為20小時(shí)；然后冷卻到常溫；
然后將鑄軋板冷軋至一個(gè)預(yù)定厚度，該厚度為進(jìn)一步箔軋預(yù)留18-30%的壓下率；通過 控制軋制速度，將鋁板溫度控制在75t:以下，例如70°C ;
繼續(xù)箔軋至預(yù)定的鋁箔厚度，使箔的厚度在設(shè)計(jì)的偏差范圍之內(nèi)；通過控制箔軋速度， 將鋁板溫度控制在75°C以下，例如70°C 。 將所得的成品箔，隨機(jī)取樣，經(jīng)腐蝕和賦能處理后，用測量其比電容的方法來檢測 所得鋁箔的特性。將這種組分的鋁箔腐蝕賦能后，實(shí)測25V時(shí)的比電容為78 i！ F/cm2。
下面說明本發(fā)明的電解電容器電極用鋁箔中成分限定的理由 Cu :7ppm-57ppm
Cu在鋁中以固溶狀態(tài)存在，提高鋁箔材料的點(diǎn)腐蝕性，使得主體的蝕刻均勻性提高，另 外有提高材料強(qiáng)度的作用。但是，如果含量低于7ppm時(shí)，則上述效果不充分；而含量超過 100卯m時(shí)，產(chǎn)生過溶解、不均勻分布，而且會(huì)帶來電容器短路等安全性隱患以及腐蝕液的后 處理等問題；基于同樣的理由，優(yōu)選Cu含量范圍在7-57卯m.
Fe :5ppm—55ppm
Fe為在鋁中不可缺少地含有元素，具有形成蝕刻起點(diǎn)的析出物的作用。若含量少于5ppm，則不能充分發(fā)揮作用；另外由于高純度化，成本增加。另一方面，如果含量超過 55ppm，在最終退火時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過量的Al-Fe系析出物，在腐蝕時(shí)將產(chǎn)生過溶解，導(dǎo)致產(chǎn)生的 蝕坑分布不均勻，從而使靜電容量降低。基于同樣的理由，優(yōu)選Fe含量范圍在5-55ppm. Si :5ppm-55ppm
Si能與Fe、Ni、Al形成Al-Fe-Ni-Si系析出物，凈化高純鋁基體，增加(100) 〈001〉織 構(gòu)的比例，又具有防止重結(jié)晶時(shí)的結(jié)晶粗大化的效果。若含量不到5ppm，則Si的絕對(duì)量少， 不能發(fā)揮上述效果；若超過55ppm時(shí)，則產(chǎn)生過量析出，產(chǎn)生的蝕坑分布不均勻，腐蝕時(shí)導(dǎo) 致過溶解，使靜電容量降低?；谕瑯拥睦碛?，優(yōu)選Si含量范圍在5-55ppm ;
Zn :lppm-40ppm
Zn在Al中以固溶狀態(tài)存在，具有使主體電位降低，增大與Al-Fe系析出物和Al- (Fe、 Ni)系析出物的電位差的作用，使腐蝕更容易和表面的蝕刻更均勻。若含量不到lppm則缺 乏該效果，超過40ppm時(shí)表面溶解增大。基于同樣的理由，優(yōu)選Zn含量范圍在l-40ppm之 間；
Ga:0. 5ppm—40ppm
與Zn元素的作用相同，在A1中以固溶狀態(tài)存在，具有使主體電位降低，增大與A1-Fe 系析出物和Al- (Fe、Ni)系析出物的電位差的作用，使腐蝕更容易和表面的蝕刻更均勻，同 時(shí)通過使用Ga，可以減少Zn的使用量，減少雜質(zhì)總量。若含量不到0. 5ppm則缺乏該效果， 超過40卯m時(shí)表面溶解增大；基于同樣的理由，優(yōu)選Ga含量范圍在0. 5-40卯m ;
Mg :() 5ppm-40ppm
與Ga元素的作用相同，能使表面蝕刻更均勻。若含量不到0. 5ppm，則缺乏效果，超過 40卯m，會(huì)造成過溶解；基于同樣的理由，優(yōu)選Mg含量范圍在O. 5-40卯m ; Mn :O. 5ppm-12ppm
與Ga元素的作用相同，能使表面蝕刻更均勻。若含量不到0.5ppm，則缺乏效果，超過 12卯m，會(huì)造成過溶解；基于同樣的理由，優(yōu)選Mn含量范圍在0. 5-12ppm ; Ce :0. 5ppm-12ppm
與Ga元素的作用相同，能使表面蝕刻更均勻。若含量不到0. 5ppm，則缺乏效果，超過 12卯m，會(huì)造成過溶解；基于同樣的理由，優(yōu)選Mn含量范圍在0. 5-12卯m ;
而少量使用B、Ti、Zr和V在合金中均具有提高蝕坑密度的效果。如果含量超過lppm， 則存在產(chǎn)生相互化合，局部集中產(chǎn)生蝕坑的風(fēng)險(xiǎn)；因此將這些元素的含量均限制在lppm以 下。 根據(jù)本發(fā)明提供的低壓電解電容器陽極用鋁箔材料的組分和鑄軋方法，不僅工序 簡單，能耗低，而且成材率超過85%，使制造成本有較大幅度降低。
權(quán)利要求
一種鋁箔，其特征在于，在化學(xué)組成中，Al純度≥99.99%，Cu7-57ppm、Fe5-55ppm、Si5-55ppm、Zn1-40ppm、Mg0.5-40ppm、Ga0.5-40ppm、Cr0.5-10ppm、P0.5-8ppm、B≤1.5ppm、Ti≤1.5ppm、Zr≤1.5ppm、V≤1.5ppm，以及不可避免的雜質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁箔，其特征在于，在化學(xué)組成中，Al純度99. 99%、 Cu :7—15ppm、 Fe :28—38ppm、 Si :30—45ppm、 Zn :l—15ppm、 Mg :0. 5-7ppm、 Ga :5—30ppm、 Cr : 1-7ppm、P :l-6ppm、B :《1. 5ppm、Ti :《1. 5ppm、Zr :《1. 5ppm、V :《1. 5ppm，以及不可避免 的雜質(zhì)組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的鋁箔的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括下列步驟1) 鋁合金熔融液準(zhǔn)備將高純鋁錠熔化，添加和調(diào)整合金元素含量，除渣、除 氣，檢 測和控制鋁水的各元素成分，并控制鋁水中含氣量在0. 12毫升/100克鋁水以下；2) 將準(zhǔn)備的鋁合金熔融液進(jìn)行過濾；3) 將經(jīng)過過濾的鋁合金熔融液直接輸入到鑄軋機(jī)中，并鑄軋成在8-9. 5毫米之間的一 個(gè)厚度的板巻，并冷卻到常溫；4) 將鑄軋板巻冷軋至4. 0-5. 0毫米之間一個(gè)厚度；5) 在450-57(TC之間均勻化退火，保溫時(shí)間18-26小時(shí)，然后冷卻到常溫；6) 將鑄軋板冷軋至一個(gè)預(yù)定厚度，該厚度為進(jìn)一步箔軋預(yù)留18-30%的壓下率；通過控 制軋制速度，將鋁板溫度控制在75t:以下；7) 繼續(xù)箔軋至預(yù)定的鋁箔厚度；通過控制箔軋速度，將鋁板溫度控制在75°C以下。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)，屬于鋁板、帶、箔的生產(chǎn)技術(shù)范疇，特別涉及鋁箔的制造，更具體的將是用鑄軋方法制造低壓電解電容器陽極用鋁箔。本發(fā)明是通過控制Al的純度和Cu、Fe、Si、Zn、Mg、Ga、Cr、P、B、Ti、Zr、V各元素的含量，在電化學(xué)腐蝕時(shí)可以不產(chǎn)生過量溶解、高密度且均勻地產(chǎn)生蝕坑、增大擴(kuò)面率，從而使腐蝕后的靜電容量增大，并采用鑄軋方法，可直接提供成分均勻和組織結(jié)構(gòu)均勻的冷軋板材，節(jié)約了常規(guī)熱軋方法之前必須的成分均勻化和均熱化處理，從而使生產(chǎn)工序縮短，能耗降低，而且提高了成材率，所制得的鋁箔不僅能夠滿足低壓電解電容器陽極的性能要求，還能為后續(xù)腐蝕加工節(jié)約能源。
文檔編號(hào)B22D1/00GK101792875SQ20101011742
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者唐慶華, 郭金源 申請(qǐng)人:北京中拓機(jī)械有限責(zé)任公司