本發(fā)明屬于鋁箔加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高強度餐具鋁箔的制備方法。

背景技術(shù)：

餐具鋁箔也俗稱為容器箔，是一種廣泛用于航空食品、快餐包裝等領(lǐng)域的鋁箔，具有美觀、大方，潔凈、衛(wèi)生等特點。目前市場上常見用于生產(chǎn)容器箔的合金有8011、3003等。但此類合金雖然具有較好的塑性變形能力，但是強度一般在120～150mpa之間，較低的強度造成鋁箔在沖壓成餐盒之后，存在容易變形、損壞等缺陷。而如果要保持餐盒良好的抗變形能力，則必然需要增加鋁箔厚度，造成材料浪費。

3004合金以其優(yōu)異的性能成為生產(chǎn)餐具鋁箔的首選，3004合金制備餐具鋁萡的常規(guī)工藝流程是：熔煉鑄造→熱軋→冷軋→中間退火→縱剪切邊→箔軋→成品分切→成品退火→檢查包裝，3004合金制備餐具鋁萡的常規(guī)工藝中各工序簡述如下：

一、熔煉鑄造：

常規(guī)3004合金熔鑄采用直冷鑄錠工藝，熔煉時采用含量99.7％以上的鋁錠、固體廢料放入熔煉爐內(nèi)進行熔煉，通過合金成分配置、鋁熔體處理等工序以保證熔體質(zhì)量，熔體的化學(xué)成分應(yīng)符合國標(biāo)gb/t3190-2012中對3004合金化學(xué)成分之要求并參見下表。熔煉爐溫控制在750±5℃范圍內(nèi)，氫含量控制在0.14ml/100g·al以下，鑄造時采用旋轉(zhuǎn)吹氣法進行在線除氣，過濾采用30ppi+50ppi雙級過濾，變質(zhì)劑采用al-5ti-b，鋁熔體通過鑄模形成400～600mm厚的鑄錠。

二、熱軋：

先將上述熔鑄加工的鑄錠鋸頭銑面再重新加熱，在480～520℃條件下保溫20～25小時，再將加熱后的鑄錠通過大加工量的粗軋機開坯多道次軋制至6～8mm厚并以卷材形式轉(zhuǎn)入冷軋工序。

三、冷軋：

經(jīng)多道次冷軋將6～8mm厚熱軋卷冷軋到1.0～2.0mm厚度之間，然后高溫中間退火，冷卻后繼續(xù)冷軋到切邊厚度再轉(zhuǎn)入縱剪切邊工序。

四、高溫中間退火：

高溫中間退火工藝是：在530～560℃條件下保溫20～25小時。

五、縱剪切邊：

縱剪切邊時必須清擦導(dǎo)路中的各個導(dǎo)輥，用酒精或丙酮清擦各個導(dǎo)輥，確保鋁卷表面不能有印痕、粘鋁、擦傷、劃傷，端面不允許有毛刺、塔形、荷葉邊、邊部小碎浪等，中間切邊錯層必須小于2mm，塔形小于5mm。

六、箔軋：

經(jīng)過數(shù)個道次軋制到精軋道次，鋁箔表面不允許有殘留油污；表面不允許有通長或間斷性擦傷、劃傷、周期行印痕、亮條及亮帶、隱條、白條等任何影響使用的表面缺陷。

七、成品分切：

分切時必須清擦導(dǎo)路中的各個導(dǎo)輥，用酒精或丙酮清擦各個導(dǎo)輥；確保鋁卷表面不能有印痕、粘鋁、擦傷、劃傷。分切的鋁卷放在地板必須墊上一塊大紙板，不允許直接落地。分切時不允許有毛刺、塔形、荷葉邊、邊部小碎浪等，分切錯層必須小于0.5mm。分切后的小卷端面必須干凈、整潔；分切好的小卷批號和規(guī)格必須用記號筆寫在鋁卷的表面。

八、成品退火；

成品退火時用耐高溫鋁箔膠帶封口確保不能松層后方可上料架裝爐退火。0.05～0.095mm厚度，在220～260℃條件下保溫20～30小時。退火出爐后料不能下料架。退火后的料必須完全冷透轉(zhuǎn)下工序。

九、檢查和包裝；

成品檢查時主要檢查鋁箔厚度、寬度不得超過公差范圍，端面不得有毛刺、翻邊，撞傷，錯層不得超過0.5mm。套筒規(guī)格、材質(zhì)必須符合客戶要求，套筒兩邊伸出鋁箔端面各為5mm。要求做到抗拉強度達到220mpa左右，合格后按照餐具鋁箔的包裝要求包裝。

該工藝制備的鋁箔其抗拉強度可以達到220mpa，但由于生產(chǎn)工序多，生產(chǎn)周期長，成本高等因素，目前對采用3004合金生產(chǎn)餐具用鋁箔鮮有報道。因此采用短流程工序、降低生產(chǎn)成本成為目前生產(chǎn)3004合金餐具用鋁箔的重要研究課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種高強度餐具鋁箔的制備方法，先將電解鋁液和鋁錠熔煉成鋁熔體并采用連鑄連軋工藝生產(chǎn)出3～5mm厚鋁卷，再通過冷軋和中間退火、箔軋以及成品退火等工序技術(shù)參數(shù)的合理設(shè)置，大大縮短了工藝流程，降低生產(chǎn)成本，制備出高強度餐具鋁箔其抗拉強度≥220mpa，延伸率≥6％，杯突≥4mm。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種高強度餐具鋁箔的制備方法，該制備方法先將電解鋁液和鋁錠熔煉成鋁熔體，再通過連鑄連軋工藝制備出3～5mm厚鋁卷，然后經(jīng)過冷軋→縱剪切邊→箔軋→成品分切→成品退火→檢查包裝制備出高強度餐具鋁箔，其中縱剪切邊、成品分切和檢查包裝按常規(guī)工藝進行，其特征是：

1)電解鋁液和鋁錠熔煉成鋁熔體：

將80～90％重量份的電解鋁液和10～20％重量份且鋁含量≥99.7％的鋁錠一同放入熔煉爐中進行熔煉制備出鋁熔體，熔煉爐溫控制在750±5℃范圍內(nèi)，熔煉時鋁熔體的化學(xué)成分經(jīng)檢測應(yīng)符合下表要求，并要求除氣、除渣干凈且充分?jǐn)嚢杈鶆蛞员ＷC鋁熔體的質(zhì)量。

2)通過連鑄連軋工藝制備出3～5mm厚鋁卷：

連鑄時通過由耐高溫的無機非金屬材料加工而成的鑄嘴將鋁熔體等量、勻速的注入兩根相向旋轉(zhuǎn)的鋼帶內(nèi)，而兩根鋼帶外側(cè)與循環(huán)冷卻水相連接，鋁熔體中的熱量通過鋼帶及冷卻水被帶走，連鑄時鋁熔體的溫度保持在685±10℃范圍，鑄造速度控制在8～11m/min，鑄造的板坯厚度控制在19±1mm，要求通過調(diào)整冷卻水的壓力和流量以確保鑄坯溫度控制在520～580℃范圍；

連鑄的板坯直接進入三連軋機并采用乳化液進行潤滑和冷卻，第一道次軋制加工率控制在50～60％且軋制入口溫度控制在420～500℃而出口溫度控制在360～420℃，第二道次軋制加工率控制在25～35％且軋制入口溫度控制在330～390℃而出口溫度控制在290～360℃，第三道次加工率控制在20～33％且入口溫度控制在250～320℃而出口溫度控制在220～250℃，經(jīng)第三道次加工制備出3～5mm厚鋁卷；

3)冷軋：

連鑄連軋制備出3～5mm厚鋁卷后直接上冷軋機組進行各道次冷軋并軋制出0.16～0.28mm冷軋卷，各道次冷軋的分配方案是：3.0～5.0mm→2.0～3.5mm→中間退火→1.3～2.3mm→0.9～1.6mm→0.64～1.15mm→0.45～0.81mm→0.32～0.57mm→0.23～0.40mm→0.16～0.28mm→切邊，其中3.0～5.0mm→2.0～3.5mm的冷軋道次加工率控制在25～35％之間，其余各冷軋道次加工率控制在22.5～35.5％，中間退火時將2.0～3.5mm厚的冷軋卷先放入退火爐內(nèi)，之后用2h將爐溫升到220℃時保溫4h，然后用3h將爐溫升到530℃時保溫10～20h，再用2h將爐溫降到460℃時保溫4h，最后將爐溫降到170℃時出爐，中間退火后的冷軋卷需風(fēng)冷至60℃以下再轉(zhuǎn)入后續(xù)各道次軋制，中間退火時應(yīng)檢查2.0～3.5mm厚冷軋卷的端面狀況，檢查封頭是否采用高溫膠帶、是否牢固、各冷軋卷之間是否有碰卷現(xiàn)象，檢查爐子的循環(huán)風(fēng)機罩上是否粘有鋁末并是否清除干凈才可進爐退火；

各冷軋道次過程均要求采用軋制油進行潤滑和冷卻，注意清擦導(dǎo)路中的各根導(dǎo)輥，防止鋁板表面有印痕、粘傷等缺陷；

4)箔軋：

將0.16～0.28mm厚的冷軋卷進行箔軋并制備出0.05～0.095mm鋁箔，各道次箔軋的分配方案是：0.16～0.28mm→0.12～0.20mm→0.09～0.15mm→0.05～0.095mm，各道次箔軋時必須更換工作輥，清擦導(dǎo)路中的每一個輥子，支撐棍表面不行必須更換支撐輥；軋制由必須干凈，至0.05～0.095厚鋁箔卷時其表面必須吹掃干凈且不允許有殘留油污，表面不允許有通長或間斷性擦傷、劃傷、周期行印痕、亮條及亮帶、隱條、白條等任何影響使用的表面缺陷；

5)成品退火：

將0.05～0.095mm厚鋁箔卷放入退火爐內(nèi)進行成品退火，先用4h將爐溫升到210℃時保溫20h，然后將爐溫降到170℃時出爐并自然冷卻至室溫；

成品退火時應(yīng)檢查0.05～0.095mm厚鋁箔卷的端面狀況，檢查封頭是否采用高溫膠帶、是否牢固、各鋁箔卷之間是否有碰卷現(xiàn)象，檢查爐子的循環(huán)風(fēng)機罩上是否粘有鋁箔并是否清除干凈才可進爐退火；

經(jīng)成品退火后的0.05～0.095mm厚鋁箔卷才成為餐具鋁箔，經(jīng)檢測該餐具鋁箔的抗拉強度≥220mpa、延伸率≥6％、杯突≥4mm。

由于采用如上所述技術(shù)方案，本發(fā)明產(chǎn)生如下積極效果：

1、本發(fā)明熔煉時采用80～90％重量份的電解鋁液和10～20％重量份且鋁含量≥99.7％的鋁錠一同放入熔煉爐中進行熔煉，同時通過高溫電解鋁液的胎包精煉技術(shù)以及改進熔煉爐內(nèi)的精煉工藝，如增加靜置時間、短時間多次精煉等工藝，保證了鋁熔體質(zhì)量，從而實現(xiàn)采用電解鋁液直接生產(chǎn)連鑄連軋卷短流程工藝。與常規(guī)工藝相比，省去了鋁錠的鑄造和二次重熔過程，經(jīng)測算：可以減少鋁液鑄成鋁錠過程中0.4～0.5％的鋁損和鋁錠二次重熔過程中2～4％的鋁的燒損，節(jié)約了能源，提高了生產(chǎn)效率和成品率。

2、采用連鑄連軋生產(chǎn)工藝直接用鋁熔體生產(chǎn)3～5mm厚鋁卷，與傳統(tǒng)的直冷鑄錠熱軋工藝相比，哈茲列特連鑄連軋鋁板帶生產(chǎn)工藝省去了傳統(tǒng)熱軋合金大板錠鑄造、錠坯鋸頭銑面再重新加熱、大加工量的粗軋機開坯軋制等多道環(huán)節(jié)，節(jié)能降耗，減少二氧化碳排放，節(jié)約成本，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

3、常規(guī)餐具用3004合金鋁箔是將6～8mm厚的熱軋料軋制到1.0～2.0mm厚之間，然后中間退火，然后軋制到基材厚度時切邊轉(zhuǎn)箔軋軋制。而本發(fā)明是將連鑄連軋3～5mm厚鋁卷冷軋一道次至2～3.5mm厚冷軋卷時進行中間退火，中間退火后的冷軋卷再進行其余各道次軋制，該方法比傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝省去1～2道次加工，降低了生產(chǎn)成本。

具體實施方式

本發(fā)明是一種高強度餐具鋁箔的制備方法，本發(fā)明先將電解鋁液和鋁錠熔煉成鋁熔體并采用連鑄連軋工藝制備出3-5mm厚鋁卷，再通過冷軋、箔軋以及成品退火等工序技術(shù)參數(shù)的合理設(shè)置，從而實現(xiàn)鋁熔體直接制備出高強度餐具鋁箔，大大縮短了工藝流程，降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明總的制備方法是：將電解鋁液和鋁錠熔煉成鋁熔體→通過連鑄連軋工藝制備出3～5mm厚鋁卷→冷軋→縱剪切邊→箔軋→成品分切→成品退火→檢查包裝工藝制備出高強度餐具鋁箔，其中縱剪切邊、成品分切和檢查包裝按常規(guī)工藝進行，未述部分參考背景技術(shù)相關(guān)內(nèi)容。

通過下面的實施例可以更詳細的解釋本發(fā)明，本發(fā)明并不局限于下面的實施例，公開本發(fā)明的目的旨在保護本發(fā)明范圍內(nèi)的一切變化和改進。

一、電解鋁液和鋁錠熔煉成鋁熔體：

將80～90％重量份的電解鋁液和10～20％重量份且鋁含量≥99.7％的鋁錠一同放入熔煉爐中進行熔煉制備出鋁熔體，熔煉爐溫控制在750±5℃范圍內(nèi)，熔煉時鋁熔體的化學(xué)成分經(jīng)檢測應(yīng)符合下表要求，并要求進行除氣、除渣干凈且充分?jǐn)嚢杈鶆蛞员ＷC鋁熔體的質(zhì)量；

本發(fā)明是在3004合金基礎(chǔ)上的一種改進配方，通過上表可以明顯看出本發(fā)明鋁熔體的化學(xué)成分構(gòu)成與3004合金化學(xué)成分的微量改變之處。

二、通過連鑄連軋工藝制備出4.5mm厚鋁卷：

連鑄時通過由耐高溫的無機非金屬材料加工而成的鑄嘴將鋁熔體等量、勻速的注入兩根相向旋轉(zhuǎn)的鋼帶內(nèi)，而兩根鋼帶外側(cè)與循環(huán)冷卻水相連接，鋁熔體中的熱量通過鋼帶及冷卻水被帶走，連鑄時鋁熔體的溫度保持在685℃，連鑄速度控制在8.5m/min，鑄造的板坯厚度控制在19mm，要求通過調(diào)整冷卻水的壓力和流量以確保鑄坯溫度控制在520～580℃范圍。

連鑄的板坯直接進入三連軋機并采用乳化液進行潤滑和冷卻，第一道次軋制加工率控制在50％且軋制入口溫度控制在490℃而出口溫度控制在420℃，第二道次軋制加工率控制在32％且軋制入口溫度控制在390℃而出口溫度控制在330℃，第三道次加工率控制在33％且入口溫度控制在300℃而出口溫度控制在225℃，經(jīng)第三道次加工制備出4.5mm厚鋁卷。

三、冷軋：

連鑄連軋制備出4.5mm厚鋁卷后直接上冷軋機組進行各道次冷軋并軋制出0.25mm厚冷軋卷，各道次冷軋的分配方案是：0.25mm厚冷軋卷的各冷軋道次軋制過程是：4.5mm→3.0mm→中間退火→2.0mm→1.55mm→1.15mm→0.86mm→0.63mm→0.45mm→0.33mm→0.25mm→切邊。

中間退火時將3.0mm厚的冷軋卷先放入退火爐內(nèi)，之后用2h將爐溫升到220℃時保溫4h，然后用3h將爐溫升到530℃時保溫10～20h，再用2h將爐溫降到460℃時保溫4h，最后將爐溫降到170℃時出爐，中間退火后的冷軋卷需風(fēng)冷至60℃以下再轉(zhuǎn)入后續(xù)各道次軋制，中間退火時應(yīng)檢查3.0mm厚冷軋卷的端面狀況，檢查封頭是否采用高溫膠帶、是否牢固、各冷軋卷之間是否有碰卷現(xiàn)象，檢查爐子的循環(huán)風(fēng)機罩上是否粘有鋁末并是否清除干凈才可進爐退火。

各冷軋道次過程均要求采用軋制油進行潤滑和冷卻，注意清擦導(dǎo)路中的各根導(dǎo)輥，防止鋁板表面有印痕、粘傷等缺陷，各道次冷軋時鋁卷表面不允許有亮條、亮帶及色差，表面吹掃一定要干凈，不允許有殘留油污，冷軋速度按常規(guī)技術(shù)要求執(zhí)行。

四、縱剪切邊的參考常規(guī)工藝過程：

縱剪切邊時必須清擦導(dǎo)路中的各個導(dǎo)輥，用酒精或丙酮清擦各個導(dǎo)輥，確保鋁卷表面不能有印痕、粘鋁、擦傷、劃傷，端面不允許有毛刺、塔形、荷葉邊、邊部小碎浪等，中間切邊錯層必須小于2mm，塔形小于5mm。

五、箔軋：

將0.25mm厚的冷軋卷進行箔軋并制備出0.073mm厚鋁鋁箔，各道次箔軋的分配方案是：0.25mm→0.17mm→0.125mm→0.073mm，各道次箔軋時必須更換工作輥，清擦導(dǎo)路中的每一個輥子，支撐棍表面不行必須更換支撐輥。軋制油必須干凈，至0.073mm厚鋁箔卷時其表面必須吹掃干凈且不允許有殘留油污。表面不允許有通長或間斷性擦傷、劃傷、周期行印痕、亮條及亮帶、隱條、白條等任何影響使用的表面缺陷。箔軋速度按常規(guī)技術(shù)要求執(zhí)行。

六、成品分切的參考常規(guī)工藝過程：

厚箔剪分切時必須清擦導(dǎo)路中的各個導(dǎo)輥，用酒精或丙酮清擦各個導(dǎo)輥；確保鋁卷表面不能有印痕、粘鋁、擦傷、劃傷，端面不允許有毛刺、塔形、荷葉邊、邊部小碎浪等，中間切邊錯層必須小于2mm。分切的鋁卷放在地板必須墊上一塊大紙板，不允許直接落地。分切時注意查看鋁箔表面有無油污，表面帶有油污的不得發(fā)往退火工序。

分切時不允許有毛刺、塔形、荷葉邊、邊部小碎浪等，分切錯層必須小于0.5mm。分切后的小卷端面必須干凈、整潔；分切好的小卷批號和規(guī)格必須用粉筆寫在鋁卷的表面；分切好的卷子必須用三條高溫鋁箔膠帶封口牢固，防止退火松散。

七、成品退火：

將0.073mm厚鋁箔卷放入退火爐內(nèi)進行成品退火，先用4h將爐溫升到210℃時保溫20h，然后將爐溫降到170℃時出爐并自然冷卻至室溫。成品退火時應(yīng)檢查0.073mm厚鋁箔卷的端面狀況，檢查封頭是否采用高溫膠帶、是否牢固、各鋁箔卷之間是否有碰卷現(xiàn)象，檢查爐子的循環(huán)風(fēng)機罩上是否粘有鋁箔并是否清除干凈才可進爐退火。

經(jīng)成品退火后的0.073mm厚鋁箔卷才成為餐具鋁箔，經(jīng)檢測該餐具鋁箔的經(jīng)檢測其抗拉強度≥220mpa，最佳抗拉強度甚至可以達到250mpa，延伸率≥6％，杯突≥4mm。檢測參考方法如下：按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t228.1-2010《金屬材料拉伸試驗》加工成5倍標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，電子拉伸在日本島津ags-x1kn精密拉力實驗機上進行，拉伸速度參考值為1mm/min。按照國標(biāo)gb/t4156-2007《金屬材料薄板和薄帶埃里克森杯突試驗》，杯突試驗在gbw-60b微機屏顯自動杯突試驗機上進行，沖制速度參考值為0.1mm/min。

八、檢查包裝的參考常規(guī)工藝過程：

成品檢查時主要檢查鋁箔厚度、寬度不得超過公差范圍，端面不得有毛刺、翻邊，撞傷，錯層不得超過0.5mm。套筒規(guī)格、材質(zhì)必須符合客戶要求，套筒兩邊伸出鋁箔端面各為5mm。檢查合格后按照餐具用鋁箔的包裝要求包裝。

為了公開本發(fā)明的目的而在本文中選用的技術(shù)方案或是實施例，當(dāng)前認(rèn)為是適宜的，但是應(yīng)了解的是：本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和本發(fā)明范圍內(nèi)的實施例的所有變化和改進。