專利名稱：：一種3003牌號陰極鋁箔的制造方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于鋁合金材料制造領域，具體涉及一種3003牌號陰極鋁箔的制造方法。
背景技術：
：隨著電子技術的迅猛發(fā)展，電子整機的組裝密度和集成化程度越來越大，電解電容器作為關鍵的、不可集成的分立元件，正向著小體積、大容量、低成本、高頻低阻抗方向發(fā)展。鋁質電解電容器以其性能優(yōu)良、價格低廉、易于加工、使用便捷等優(yōu)點，得到廣泛的應用。由于3003鋁合金材料具有好的機械加工性能，抗蝕性能、散熱性能、抗電磁干擾性能、密度小以及力學性能優(yōu)良等特點，作為鋁電解電容器的陰極鋁箔已得到了市場的認可，在鋁合金各種牌號的陰極箔中，它的應用比例占國內(nèi)市場70%以上。目前我國電解電容器用陰極鋁箔的質量仍落后于國際品牌，具體表現(xiàn)在粗糙度及均勻性、氧化膜厚度及均勻性、表面組織結構及均勻性、比電容低等方面。國內(nèi)生產(chǎn)的3003系合金陰極鋁箔比電容只有520uF/cm2且不穩(wěn)定，而國外已經(jīng)達到600uF/cr^以上。因此，提高國產(chǎn)陰極鋁箔的比電容就顯得極為重要了。電容公式其中C——電容量(F);S——電極面積(m2);d——介質厚度(m);er相對介電常數(shù)(鋁氧化膜的相對介電常數(shù)為78);e。——介質在真空狀態(tài)下的介電常數(shù)。根據(jù)公式(1)可知，在增加陰極鋁箔的面積S或減小電介質層的厚度d時，能夠獲得更高的電容量。然而簡單地增加面積雖然可以增加電容量，但同時也增加了電容器的體積，因此不符合電器產(chǎn)品小型化發(fā)展的要求。而借助腐蝕技術，可以在陰極鋁箔表面腐蝕出大量的隧道和孔坑，可以在不增加、甚至減少陰極鋁箔重量的前提下，極大地增加其表面積，從而增加電容量。3003牌號陰極鋁箔的晶粒大小對腐蝕有很大影響，3003系鋁合金含有Mn元素，鑄軋板溶質元素在固溶體中的過飽和程度大大提高，該系合金又具有很強的過冷能力，在快速冷卻時，Mn的濃度分布不均勻，產(chǎn)生很大的晶內(nèi)偏析，導致再結晶晶粒長大嚴重。大晶粒在鋁箔軋制過程中造成分層，鋁箔的分層又可以使陰極鋁箔造成分層腐蝕，分層腐蝕的結果容易使材料減薄，并使比容降低，因此要求3003牌號陰極鋁箔晶粒均勻細小。目前在陰極鋁箔的生產(chǎn)上還存在一些缺陷，現(xiàn)有方法是鑄軋后直接進行再結晶退火，但退火后產(chǎn)品的晶粒粗大，容易造成分層腐蝕，導致比容降低，直接影響產(chǎn)品的質量。而且現(xiàn)有方法需要將電解鋁熔液澆鑄成鋁錠再重熔后再進行鑄軋，工藝繁瑣，且造成了資源的浪費，生產(chǎn)成本高，不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種3003牌號陰極鋁箔的制造方法，所生產(chǎn)的陰極鋁箔的比電容得到了提高，且成本有所降低。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案一種3003牌號陰極鋁箔的制造方法，包括以下步驟a、原料經(jīng)精煉、鑄軋后得到厚度為6.58.5mm的坯料；b、將步驟a得到的坯料冷軋至3.54.3mm厚度后進行均勻化退火，均勻化退火溫度為450480°C，退火時間為2427小時；c、將均勻化退火后的坯料冷軋至0.30.5mm厚度，然后進行再結晶退火，再結晶退火的溫度為275330°C,退火時間為1318小時；d、將再結晶退火后的坯料軋至3003牌號陰極鋁箔所需厚度即可。所述步驟a所用原料為電解鋁熔液，采用電解鋁熔液精煉后鑄軋的方法。所述步驟a的具體步驟為將電解鋁熔液送至熔煉爐，加入占電解鋁熔液總重量2040%的鋁錠，控制熔體溫度為750780°C，調(diào)整熔體中各元素成分的質量百分比為Si:0.10.15%、Fe:0.450.5%、Cu:0.10.15%、Mn:1.11.2%、Ti:0.020.04%、余量為Al;采用純氮氣或純氬氣向熔體中噴精煉劑精煉，充分攪拌均勻，精煉時間為810分鐘，然后靜置1525分鐘，除去鋁液表面的浮渣，倒入靜置爐內(nèi)，控制靜置爐內(nèi)溫度為750760°C;將靜置爐中的鋁液送入流槽中，逆向加入鋁鈦硼絲進行晶粒細化，然后在除氣箱內(nèi)用純氮氣或純氬氣對鋁液進行除氣處理，除氣后采用泡沫陶瓷過濾片對鋁液進行過濾凈化處理；凈化后的鋁液送鑄軋機鑄軋，鑄軋出厚度為6.58.5mm的坯料。所述鋁鈦硼絲的加入量為其加入前鋁液重量的23%。。所述除氣箱內(nèi)石墨轉子的轉速為120180r/min。所述精煉劑為噴粉精煉劑SY-PJ1，加入量為調(diào)整元素成分后熔體重量的0.10.4%。本發(fā)明增加了均勻化退火的過程，使鑄錠中的不平衡共晶組織在基體中分布趨于均勻，過飽和固溶元素從固溶體中析出，使晶粒細小均勻，以消除鑄造應力，提高鑄錠塑性，減小變形抗力，改善加工產(chǎn)品的組織和性能；同時使再結晶退火時的溫度大大降低，降低了能耗，節(jié)約了資源；在均勻化退火和再結晶退火時控制合適的溫度，防止溫度過高出現(xiàn)影響產(chǎn)品質量的過燒和過熱現(xiàn)象;本發(fā)明可優(yōu)選電解鋁熔液直接鑄軋生產(chǎn)的方式，但由于電解鋁熔液中含氫量和含渣量較高，鑄軋生產(chǎn)過程中需要采取有效的除渣、除氣措施，可采用向電解鋁熔液通入氮氣或氬氣除氣、除渣的方式，氮氣或氬氣在鋁熔體中形成大量彌散的氣泡，氣泡在上浮過程中與鋁熔體充分接觸，把鋁液中的氣體和夾雜物帶到鋁液表面，達到除氣、除渣的目的；控制石墨轉子轉速是因為轉速太低時氣泡數(shù)量少，不利于除氣，造成氫含量高，轉速太快時加速轉子的磨損對鋁液造成二次污染，而且轉速太快會導致除氣箱內(nèi)鋁熔體飛濺，造成氧化造渣；采用電解鋁熔液直接鑄軋生產(chǎn)相比傳統(tǒng)的鑄軋法又進一步縮短了生產(chǎn)的流程，省去了鑄錠及重熔的過程，減少了能源消耗，也減少了設備投資，由于電解鋁熔液有較高的溫度，也減少了鋁液保溫的能源消耗，相比傳統(tǒng)的鑄軋法降低了成本，也符合可持續(xù)發(fā)展，為緩解資源日益枯竭的現(xiàn)狀做出了貢獻；本發(fā)明的方法使成本更低，產(chǎn)品質量更優(yōu)，產(chǎn)品的比電容提高到530uF/cm2以上，高可到560pF/cm2，大大提高了產(chǎn)品的競爭力，縮小了與國外產(chǎn)品的差距，也為行業(yè)的進步做出了貢獻。具體實施例方式實施例1:以0.041mm厚度的3003牌號陰極鋁箔為例a、將電解鋁熔液送至熔煉爐，加入占電解鋁熔液總重量20%的鋁錠，控制熔體溫度為750°C，調(diào)整熔體中各元素成分的質量百分比為Si:0.l%、Fe:0.5%、Cu:0.1%、Mm1.1%、Ti:0.02%、余量為A1;采用純氮氣向熔體中噴噴粉精煉劑SY-PJ1精煉，SY-PJl加入量為調(diào)整元素成分后熔體重量的O.15^，充分攪拌均勻，精煉時間為8分鐘，然后靜置15分鐘，除去鋁液表面的浮渣，倒入靜置爐內(nèi)，控制靜置爐內(nèi)溫度為75(TC;將靜置爐中的鋁液送入流槽中，逆向加入鋁鈦硼絲進行晶粒細化，鋁鈦硼絲的加入量為其加入前鋁液重量的2%。，然后在除氣箱內(nèi)用純氮氣對鋁液進行除氣處理，除氣箱內(nèi)石墨轉子的轉速為120r/min，除氣后采用泡沫陶瓷過濾片對鋁液進行過濾凈化處理；凈化后的鋁液送鑄軋機鑄軋，鑄軋出厚度為6.5mm的坯料；b、將鑄軋坯料冷軋至3.5mm厚度后進行均勻化退火，均勻化退火溫度450°C，退火時間為24h;c、將高溫退火后的坯料經(jīng)過多道次冷軋至0.3mm，然后進行再結晶退火，再結晶退火溫度為275°C,退火時間為13h,晶粒尺寸為190"m;d、把再結晶退火后的坯料軋至0.041iran的厚度，然后分切包裝，得到最終厚度為0.041mm的陰極鋁箔產(chǎn)品。實施例2:以0.041mm厚度的3003牌號陰極鋁箔為例a、將電解鋁熔液送至熔煉爐，加入占電解鋁熔液總重量40%的鋁錠，控制熔體溫度為780°C，調(diào)整熔體中各元素成分的質量百分比為Si:0.12%、Fe:0.48%、Cu:0.12%、Mn:1.15%、Ti:0.03%、余量為Al;采用純氬氣向熔體中噴噴粉精煉劑SY-PJ1精煉，SY-PJ1加入量為調(diào)整元素成分后熔體重量的0.4%，充分攪拌均勻，精煉時間為10分鐘，然后靜置25分鐘，除去鋁液表面的浮渣，倒入靜置爐內(nèi)，控制靜置爐內(nèi)溫度為76(TC;將靜置爐中的鋁液送入流槽中，逆向加入鋁鈦硼絲進行晶粒細化，鋁鈦硼絲的加入量為其加入前鋁液重量的3%0，然后在除氣箱內(nèi)用純氬氣對鋁液進行除氣處理，除氣箱內(nèi)石墨轉子的轉速為180r/min，除氣后采用泡沫陶瓷過濾片對鋁液進行過濾凈化處理；凈化后的鋁液送鑄軋機鑄軋，鑄軋出厚度為8.5mm的坯料；b、將鑄軋坯料冷軋至4.3mm厚度后進行均勻化退火，均勻化退火溫度480°C，退火時間為27h;c、將高溫退火后的坯料經(jīng)過多道次冷軋至0.5mm,然后進行再結晶退火，再結晶退火溫度為330°C，退火時間為18h，晶粒尺寸為200iim;d、把再結晶退火后的坯料軋至O.041mm的厚度，然后分切包裝，得到最終厚度為0.041mm的陰極鋁箔產(chǎn)品。實施例3:以0.041腿厚度的3003牌號陰極鋁箔為例a、將電解鋁熔液送至熔煉爐，加入占電解鋁熔液總重量30%的鋁錠，控制熔體溫度為770°C，調(diào)整熔體中各元素成分的質量百分比為Si:0.15%、Fe:0.45%、Cu:0.15%、Mn:1.2%、Ti:0.04%、余量為A1;采用純氮氣向熔體中噴噴粉精煉劑SY-PJ1精煉，SY-PJ1加入量為調(diào)整元素成分后熔體重量的0.3%，充分攪拌均勻，精煉時間為9分鐘，然后靜置20分鐘，除去鋁液表面的浮渣，倒入靜置爐內(nèi)，控制靜置爐內(nèi)溫度為755'C;將靜置爐中的鋁液送入流槽中，逆向加入鋁鈦硼絲進行晶粒細化，鋁鈦硼絲的加入量為其加入前鋁液重量的2.5%。，然后在除氣箱內(nèi)用純氮氣對鋁液進行除氣處理，除氣箱內(nèi)石墨轉子的轉速為150r/min，除氣后采用泡沫陶瓷過濾片對鋁液進行過濾凈化處理；凈化后的鋁液送鑄軋機鑄軋，鑄軋出厚度為7.5mm的坯料；b、將鑄軋坯料冷軋至3.9mm厚度后進行均勻化退火，均勻化退火溫度470°C，退火時間為26h;c、將高溫退火后的坯料經(jīng)過多道次冷軋至0.4mm，然后進行再結晶退火，再結晶退火溫度為300。C，退火時間為16h，晶粒尺寸為180um;d、把再結晶退火后的坯料軋至0.041mm的厚度，然后分切包裝，得到最終厚度為0.041mm的陰極鋁箔產(chǎn)品。實施例1至實施例3所得產(chǎn)品的性能與現(xiàn)有技術產(chǎn)品性能的比較數(shù)據(jù)如下表l:表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由上表1中的數(shù)據(jù)明顯看出本發(fā)明的各個實施例所制備的陰極鋁箔的比電容都在530^/0112以上，高可達5601iF/cm2，比國內(nèi)現(xiàn)有技術生產(chǎn)的陰極鋁箔的比電容有了較大提高，雖然與國外產(chǎn)品還有差距，但已經(jīng)是國內(nèi)行業(yè)的一大進步。所進行對比的國內(nèi)現(xiàn)有技術產(chǎn)品在制備時沒有均勻化退火的過程，直接進行再結晶退火，原料采用鋁錠經(jīng)重熔、熔煉后鑄軋的方法。抗拉強度和延伸率使用GB/T228-2002《金屬材料室溫拉伸實驗方法》測定。鋁箔按生產(chǎn)條件進行化學腐蝕(腐蝕水溶液含2550克HCL/升)，在CQ-A型大容量電容電橋測試儀上測定比電容量。權利要求1、一種3003牌號陰極鋁箔的制造方法，其特征在于包括以下步驟a、原料經(jīng)精煉、鑄軋后得到厚度為6.5～8.5mm的坯料；b、將步驟a得到的坯料冷軋至3.5～4.3mm厚度后進行均勻化退火，均勻化退火溫度為450～480℃，退火時間為24～27小時；c、將均勻化退火后的坯料冷軋至0.3～0.5mm厚度，然后進行再結晶退火，再結晶退火的溫度為275～330℃，退火時間為13～18小時；d、將再結晶退火后的坯料軋至3003牌號陰極鋁箔所需厚度即可。2、如權利要求1所述的3003牌號陰極鋁箔的制造方法，其特征在于所述步驟a所用原料為電解鋁熔液，采用電解鋁熔液精煉后鑄軋的方法。3、如權利要求2所述的3003牌號陰極鋁箔的制造方法，其特征在于所述步驟a的具體步驟為將電解鋁熔液送至熔煉爐，加入占電解鋁熔液總重量204(m的鋁錠，控制熔體溫度為750780°C，調(diào)整熔體中各元素成分的質量百分比為Si:0.10.15%、Fe:0.450.5%、Cu:0.10.15%、Mn:1.11.2%、Ti:0.020.04%、余量為A1;采用純氮氣或純氬氣向熔體中噴精煉劑精煉，充分攪拌均勻，精煉時間為810分鐘，然后靜置1525分鐘，除去鋁液表面的浮渣，倒入靜置爐內(nèi)，控制靜置爐內(nèi)溫度為750760'C;將靜置爐中的鋁液送入流槽中，逆向加入鋁鈦硼絲進行晶粒細化，然后在除氣箱內(nèi)用純氮氣或純氬氣對鋁液進行除氣處理，除氣后采用泡沫陶瓷過濾片對鋁液進行過濾凈化處理；凈化后的鋁液送鑄軋機鑄軋，鑄軋出厚度為6.58.5mm的坯料。4、如權利要求3所述的3003牌號陰極鋁箔的制造方法，其特征在于所述鋁鈦硼絲的加入量為其加入前鋁液重量的23%0。5、如權利要求3或4所述的3003牌號陰極鋁箔的制造方法，其特征在于所述除氣箱內(nèi)石墨轉子的轉速為120180r/min。6、如權利要求5所述的3003牌號陰極鋁箔的制造方法，其特征在于所述精煉劑為噴粉精煉劑SY-PJ1，加入量為調(diào)整元素成分后熔體重量的0.10.4%。全文摘要本發(fā)明涉及一種3003牌號陰極鋁箔的制造方法，包括以下步驟a.原料經(jīng)精煉、鑄軋后得到厚度為6.5～8.5mm的坯料；b.將步驟a得到的坯料冷軋至3.5～4.3mm厚度后進行均勻化退火；c.將均勻化退火后的坯料冷軋至0.3～0.5mm厚度，然后進行再結晶退火；d.將再結晶退火后的坯料軋至3003牌號陰極鋁箔所需厚度即可。本發(fā)明的方法使成本更低，產(chǎn)品質量更優(yōu)，產(chǎn)品的比電容提高到530μF/cm²以上，高可到560μF/cm²，大大提高了產(chǎn)品的競爭力，縮小了與國外產(chǎn)品的差距，也為行業(yè)的進步做出了貢獻。文檔編號H01G9/042GK101519760SQ20091006459公開日2009年9月2日申請日期2009年4月9日優(yōu)先權日2009年4月9日發(fā)明者劉振偉,張建平,文玉興,武進道,畢書軍,牛薈曉,王吉東,胡冠奇,袁文曉,袁杏利申請人:登電集團鋁加工有限公司