一种阴极箔用1090铝合金板锭的铸造工艺

文档序号:1704455 发布日期:2019-12-13 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 一种阴极箔用1090铝合金板锭的铸造工艺 (Casting process of 1090 aluminum alloy plate ingot for cathode foil ) 是由 侯经韬 于 2019-09-10 设计创作,主要内容包括:本发明为一种阴极箔用1090铝合金板锭的铸造工艺。一种阴极箔用1090铝合金板锭的铸造工艺,包括:(1)选取铝纯度为99.90-99.92%的3N电解槽铝液作为液体料;(2)精炼:将液体料在715-745℃下熔炼后,在710-740℃下进行精炼;精炼完成后拔渣,静置;(3)吹炼处理:将氩气吹入到炉内铝液中进行吹炼,至各化学成分均匀,静置;(4)在线除气和过滤盆净化:将铝液进行在线除气后,再采用双过滤盆的方式过滤;(5)铸造:在铸造起头时,采用小水量—慢速的方法进行起机操作,再进行稳定阶段的生产。本发明所述的一种阴极箔用1090铝合金板锭的铸造工艺,解决了1090铝合金在不添加细化剂的情况时,板锭易开裂的问题,又解决了下游铝加工客户在腐蚀与化成时成分要求高的问题。(The invention relates to a casting process of a 1090 aluminum alloy plate ingot for a cathode foil. A casting process of 1090 aluminum alloy plate ingots for cathode foils comprises the following steps: (1) selecting 3N electrolytic bath aluminum liquid with the aluminum purity of 99.90-99.92% as a liquid material; (2) refining: smelting the liquid material at 715-745 deg.C, and refining at 710-740 deg.C; drawing slag after refining, and standing; (3) blowing argon into molten aluminum in the furnace for blowing till the chemical components are uniform, and standing; (4) online degassing and filtering basin purification: after on-line degassing is carried out on the aluminum liquid, filtering by adopting a double-filtering basin mode; (5) casting: during casting starting, a small water quantity-slow speed method is adopted for starting operation, and then production in a stable stage is carried out. The casting process of the 1090 aluminum alloy plate ingot for the cathode foil solves the problem that the plate ingot is easy to crack when no refiner is added to 1090 aluminum alloy, and also solves the problem that the component requirements of downstream aluminum processing customers are high during corrosion and formation.)

一种阴极箔用1090铝合金板锭的铸造工艺

技术领域

本发明属于铝合金技术领域,具体涉及一种阴极箔用1090铝合金板锭的铸造工艺。

背景技术

阴极箔用1090铝合金,是以BSEN 573-3-2009标准要求进行生产,原料属于工业高纯铝(铝纯度≥99.9%),广泛应用于铝电解电容器等电子产业中。该产品是经过铸造成型,压延成箔后再经化学腐蚀,成为铝电解电容器的原材料—低压阴极箔。阴极箔主要包含1070A、1090、3003等,其中1090铝合金板锭由于纯度高,要求杂质含量低,属于阴极箔用铝合金板锭中高质量要求产品。目前国外日韩等铝加工厂商技术设备水平较为先进,可直接使用铝含量99.90%的3N铝锭经过重熔铸造成板锭后再加工成阴极箔。而国内的铝加工厂商由于生产控制水平不足,铝熔体中杂质含量居高不下,因此采用铝含量99.99%的铝锭与99.85%铝锭按比例混合来生产1090铝合金板锭,相比于国外来说,成本较高。

阴极箔下游铝加工生产过程中的腐蚀工艺主要是通过化学腐蚀,在表面形成具有蜂窝状结构,它可用于填充活性物质。为了保证腐蚀与化成的效果,避免出现未完全腐蚀的情况,影响产品的电容。因此,对产品中成分要求较高。这就增加了阴极箔用1090铝合金的制备成本和工艺难度。

铝箔表面形成一层很薄很致密的氧化膜。阴极箔的氧化膜有效面积的的增加除了和工艺有关外,与原材料的化学成分有很大的关系,微量元素(Cu、Fe、Si、Mg、Re等)的添加对比电容有很大的影响,控制合金中各元素的含量是一个重要的技术。Cu元素的电极电位比Al高,且Cu在Al基体中固溶效果好,经腐蚀后,含有Cu的铝箔可得到高密度、一致性好的腐蚀坑。增加了氧化膜的有效面积。Fe元素由于会生成阴极相FeAl3,从而影响其腐蚀性能。Si和Fe的含量要控制在一定的范围内,以免他们的粗化作用及不一致性抵消了Cu添加的有利作用。Mg元素可增加腐蚀速度,但含量过高会产生裂边情况。B、Ti、Cr、Zr、Sc等过渡性元素或稀土元素,可以大幅度提高耐蚀性,相反其元素的增加不利于阴极箔的腐蚀。

为了保证阴极箔的质量,1090合金板锭合金元素控制范围要严格,而有些元素控制对阴极箔用合金板锭铸造过程造成了一定的困难。比如,Ti元素,是铸造过程中的有益元素,含量过低时,晶粒粗大、冷却不均从而会导致板锭开裂。常规的1090铝合金板锭为抑制铸造过程中开裂,一般加入的Ti含量约为0.02%,然而在下游阴极箔加工过程中,Ti为有害元素,Ti含量过高会造成耐蚀性增加,影响腐蚀效率。因此,一般要求Ti含量≤0.003%。比如,Mg元素,阴极箔中要求Mg元素含量高,而在铸造过程中,较高的Mg元素会增加吸氢的可能性,造成板锭内部疏松和缩孔。

专利《一种阳极氧化用硬态1090铝合金的铸造加工工艺》(CN201611198176.8)公开了一种阳极氧化用硬态1090铝合金的铸造加工工艺,步骤如下:将铝纯度为99.90~99.92%的电解铝液放入熔炼炉,加入质量比不少于20%的1090铝合金冷料,熔炼温度控制在710~725℃;熔炼完成后进行精炼,精炼温度控制在700~710℃,在45min之内完成精炼;精炼完成后,进行板锭铸造,铸造时采用双丝喂入的方式在搅拌除气箱前加入Al-Ti-C0.15晶粒细化剂,在流槽末端进行温度补偿,保证铸造温度稳定在690~700℃。该发明是使用工业高纯铝生产出,板锭晶粒度为一级的1090合金板锭。但是,该发明为现今常规1090铝合金板锭的生产过程。在生产前,未从电解槽角度,对各项杂质元素进行合理选取和精细化调整,只是保证了杂质元素的总和。且后续生产过程中添加了Al-Ti-C0.15细化剂,常规1090铝合金内Ti含量大约为0.02%,明显超出了阴极箔生产所需Ti含量的下限。Ti含量是抗腐蚀性元素,如果直接使用该1090合金板锭加工生产阴极箔,会造成阴极箔出现未腐蚀完全的区域,造成严重的质量问题。

专利《一种阳极氧化用软态1090铝合金的铸造加工工艺》(CN201611198178.7)本发明公开一种阳极氧化用软态1090铝合金的铸造加工工艺,步骤如下:将铝纯度为99.90~99.92%的电解铝液放入熔炼炉,加入质量比不少于20%的1090铝合金冷料,熔炼温度控制在730~735℃;熔炼完成后进行精炼,精炼温度控制在720~725℃,在45min之内完成精炼;精炼完成后,进行板锭铸造,铸造时采用双丝喂入的方式在搅拌除气箱前加入Al-Ti-B0.5晶粒细化剂,在流槽末端进行温度补偿,保证铸造温度稳定在690~700℃。该发明是使用工业高纯铝生产出,板锭晶粒度为一级的1090合金板锭。但是,该发明为现今常规1090铝合金板锭的生产过程。在生产前,未从电解槽角度,对各项杂质元素进行合理选取和精细化调整,只是保证了杂质元素的总和。且后续生产过程中添加了Al-Ti-B细化剂,常规1090铝合金内Ti含量大约为0.02%,明显超出了阴极箔生产所需Ti含量的下限。Ti含量是抗腐蚀性元素,如果直接使用该1090合金板锭加工生产阴极箔,会造成阴极箔出现未腐蚀完全的区域,造成严重的质量问题。

因此,如何既能使得1090铝合金板锭在铸造过程板锭质量符合要求,不开裂,又能使得阴极箔的比容、强度等质量指标满足要求,成为了阴极箔用1090铝合金板锭开发的关键。国内在这一产品上的研发和市场化方面,尚没有同时在质量和成本方面,完美解决该问题的核心产品技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阴极箔用1090铝合金板锭的铸造工艺,既解决了1090铝合金在不添加细化剂的情况时,板锭易开裂的问题,又解决了下游铝加工客户在腐蚀与化成时成分要求高的问题。

为了实现上述目的,所采用的技术方案为:

一种阴极箔用1090铝合金板锭的铸造工艺,包括以下步骤:

(1)选取铝纯度为99.90-99.92%的3N电解槽铝液作为液体料;

所述的3N电解槽铝液中:Ti≤0.003%,Fe≤0.035%,Si≤0.025%,B≤0.002%,Zn≤0.002%,其他杂质元素≤0.01%;

(2)精炼:将液体料在715-745℃下熔炼后,在710-740℃下进行精炼;精炼完成后拔除表面熔渣,静置不少于30min;

(3)吹炼处理:将氩气吹入到炉内精炼后的铝液中进行吹炼,至各化学成分均匀,静置不少于30min;

(4)在线除气和过滤盆净化:将吹炼后的铝液进行在线除气后,铝液中氢含量小于0.14ml/100g,再采用双过滤盆的方式过滤;

(5)铸造:在铸造起头时,采用小水量—慢速的方法进行起机操作,再进行稳定阶段的生产;生产完毕后,在1090铝合金板锭的起头部分和收尾阶段各锯切50cm,留下来的中间部分为所述的阴极箔用1090铝合金板锭。

进一步的,所述的步骤(1)中,3N电解槽铝液中:Ti≤0.002%,Fe/Si比例1.5-2.5,Mg≤0.02%,Cu≤0.005%,Mn≤0.001%,Cr≤0.001%。

进一步的,所述的步骤(2)中,精炼的时间不超过40min,扒渣后静置30-60min。

进一步的,所述的步骤(2)中,精炼剂用量约为5-8Kg/吨。

进一步的,所述的步骤(3)中,所述的氩气采用井字型或之字型的吹炼路线吹入到炉内铝液中。

再进一步的,所述的步骤(3)中,吹炼过程中铝液翻滚高度不得超过30cm,吹炼时间大于25min,静置30-60min。

进一步的,所述的步骤(4)中,在线转子转速为270-350r/min。

进一步的,所述的步骤(4)中,所述的双过滤盆方式的过滤指:先经过一个30目的单级过滤盆过滤,再经40目和60目的双极过滤盆过滤。

进一步的,所述的步骤(5)中,在铸造起头时,铸造速度要缓慢的从35mm/min提升到60mm/min,单根水流量从375L/min缓慢提升到700L/min,再以60mm/min铸造速度和700L/min的水流量进行稳定阶段的生产。

1、本发明以国内成熟的30吨板锭铸造机为关键设备进行生产阴极箔用1090铝合金板锭工艺。该工艺通过控制杂质元素含量、化学成分和内部组织的均匀性、合理设置铸造参数等方面,解决了在未加细化剂的情况下,实现阴极箔用1090铝合金板锭铸造不开裂以及成分均匀的问题。

2、本发明为一种阴极箔用1090铝合金铸造工艺,以目前国内最普通的板锭铸造生产线为核心,使用99.90-99.92%的工业纯铝铝液,采用线性连续铸造、炉内均匀化处理、双过滤盆过滤的方法,最终制得可以用来制备阴极箔用1090铝合金板锭产品,其板锭晶粒分布均匀。

3、本发明直接使用一次电解3N铝液生产阴极箔用1090铝合金板锭,可以替代使用铝含量99.99%的铝锭与99.85%铝锭按比例混合来生产1090铝合金板锭,提升了该行业国内铝产品的竞争力。而且这种方法简单,可适用于国内所有类型的板锭铸造机的工业化生产,生产成本低,实用性较广泛,适用于批量化生产,综合经济效益明显。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明一种阴极箔用1090铝合金板锭的铸造工艺,达到预期发明目的,以下结合较佳实施例,对依据本发明提出的一种阴极箔用1090铝合金板锭的铸造工艺,其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。在下述说明中,不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

在详细阐述本发明一种阴极箔用1090铝合金板锭的铸造工艺之前,有必要对本发明中提及的原料和方法等做进一步说明,以达到更好的效果。

相关关键技术:

(1)阴极箔用1090铝合金板锭铸造工艺的技术路线:以国内成熟的30吨板锭铸造机为关键设备进行生产阴极箔用1090铝合金板锭,生产流程需要经过选槽—配料—熔炼—精炼—静置—吹炼—在线除气、双盆过滤—铸造等就八个重要环节,但就技术难度而言,如何选取电解槽、炉内均匀化处理、在线除气和过滤盆净化过程、铸造工艺设置等四个方面,是整个产品的核心技术所在。

(2)阴极箔用1090铝合金铸造工艺和核心质量及影响因素:阴极箔用1090铝合金板锭产品,具有两个明确的技术指标和一个核心质量要求,两个技术指标分别是:内部组织均匀、杂质元素含量低。一个核心的质量要求是:不允许内部出现大尺寸的裂纹、夹渣等缺陷。这些指标和要求,大多数都存在着直接的反向作用,比如,Ti元素可以抑制晶粒长大,当Ti元素含量降低时,铸造过程中会使得晶粒粗大,容易出现热裂纹。在不添加细化元素的前提下,如何保证低倍组织的均匀性。如何使得各项技术方法和控制措施协调统一,是整个产品研发的核心。

影响产品质量的主要因素集中在如下几个方面。

A、选取电解槽:为了从源头上控制阴极箔用1090铝合金板锭的质量,需要合理地选取高品质电解槽,控制杂质元素。

在本发明中,对于阴极箔而言,B、Ti、Cr、Zr、Sc等过渡性元素或稀土元素是有害元素,需要重点控制,但应优先调控Ti/Cr/B等元素含量控制在下限。Mg、Cu等元素为有益元素,可控制在中限。Fe元素会与Al生成FeAl3相,故控制在下限。为了防止Si元素与Fe元素抵消了Cu元素的有利作用,故控制Fe/Si比例。同时,也要控制以上各元素的总和,总之要保证Al含量大于99.90%,Fe含量低于0.035%、Si含量低于0.025%,Fe/Si比例1.5-2.5,Ti含量低于0.003%,Mg含量不做具体要求,但不超过0.02%,B、Zn含量低于0.002%,Cu含量低于0.005%,其它杂质元素含量低于0.01%。

B、炉内均匀化处理:由于阴极箔用1090合金对于化学成分控制要求较为严格,炉内配料过程中,禁止添加废料,因为可能带来杂质元素。同时为了控制其它杂质元素,生产过程中不使用Al-5Ti-B变质剂细化晶粒,使铝合金内部组织均匀。由于无变质剂,铸造组织容易不均匀,同时容易引起铸造起头部分开裂。一旦开裂,后续铸造工艺很难实现自愈合。如何在不添加细化元素的前提下,保证化学成分和内部组织的均匀性是影响后续铸造能否成功的关键。

在本发明中,申请人通过一系列的试验,研究出一套炉内加强搅拌,保证成分均匀的方案。即炉内在熔炼过程中,加强搅拌,延长电磁搅拌时间,精炼之后再增加一道氩气吹炼的工序,即,将一定压力的氩气采用“井”字型的吹炼路线吹入到炉内铝液中,吹炼过程中铝液翻滚高度不超过30cm,确保吹炼时间大于25min。采用“三角形”位置进行取样检测,如果化学成分不均匀,可再次加强搅拌、静置等工序。

C、在线除气和过滤盆净化过程:常规1090铝合金工艺中,在线转子的转速为250r/min。

在本发明中,为了保证均匀性。阴极箔用1090合金在开始生产后,在线内转子的转速提升到270-350r/min,确保在线内铝液接触的氩气流量增加。使对在线除气后的铝液进行氢含量检测,保证氢含量稳定<0.14ml/100g。采用双过滤盆过滤的方式可降低铝液内渣点尺寸。即铝液在流出在线后,先经过一个30目的单级过滤盆过滤,目的是去除尺寸较大的渣点。再经40目和60目的双极过滤盆过滤,进一步降低铝液内渣含量及尺寸。经过过滤,渣点的尺寸控制在十几微米尺寸内。渣点相对晶粒而言,较为细小且分布在铝液内。凝固过程中,微尺寸的渣点阻碍了晶粒的长大。相比于添加了细化剂的1090铝合金,阴极箔用1090合金低倍晶粒组织较为粗大,渣点细化效果不明显。

D、铸造工艺:铸造过程中最重要一项关键要求是不允许有热裂纹。阴极箔用1090铝合金由于未添加细化剂,在铸造起头部分(开始后至20cm的区域)容易开裂,裂纹一旦形成,后续生产过程很难自愈合。上文中提到,保证化学成分和晶粒组织均匀是影响铸造能否成功的关键。而在铸造阶段,铸造起头部分工艺参数设置合理与否,可直接决定阴极箔用1090铝合金板锭铸造能否成功。

在本发明中,为预防裂纹产生,在铸造起头时,采用低的铸造速度和小的水流量,即要有较缓的梯度。一般来说,起头部分的铸造速度要缓慢的从35mm/min提升到60mm/min,单根水流量从375L/min缓慢提升到700L/min。

本发明中未提及或详细说明的,采用的均为本领域常规技术手段。

在了解了上述方法等之后,下面将结合具体实施例对本发明一种阴极箔用1090铝合金板锭的铸造工艺做进一步的详细介绍:

本发明的技术方案为:

(1)选取铝纯度为99.90-99.92%的3N电解槽铝液为原材料,其中,电解槽选取标准按照如下表表1选取。选取过程中要优先考虑Ti元素的含量≤0.003%,而后考虑Fe含量要≤0.035%,Si含量要≤0.025%,B元素含量≤0.002%,Zn元素含量≤0.002%,Cu含量低于0.005%。其他杂质元素控制在0.01%以内。阴极箔中,Mg是有益元素,可对其不做限制,以电解槽内实际Mg含量为准。

表1 1090合金用电解槽选取标准

元素 Fe Si Cu Zn Ti
≤含量(%) 0.0350 0.0250 0.0050 0.0020 0.0030
元素 Mg Mn Cr B
≤含量(%) 0.0020 0.0010 0.0010 0.0020

(2)精炼:熔炼温度控制在715-745℃;熔炼完成后,使用铝精炼剂进行精炼,精炼剂用量约为5-8Kg/吨。精炼温度控制在710-740℃。在40min内完成精炼,再扒渣。精炼、扒渣后静置30-60min(静置是为了更好地使杂质聚成下来)。

(3)吹炼处理(炉内均匀化处理):使用氩气进行吹炼操作,将一定压力的氩气采用“井”字型的吹炼路线吹入到炉内铝液中,吹炼过程中铝液翻滚高度不得超过30cm,确保吹炼时间大于25min,然后静置不少于30min。采用“三角形”的位置进行取样检测,如果各化学成分不均匀,再次进行吹炼处理。静置取样分析,重复上述过程,直至化学成分均匀,而后静置等待生产。

“三角形”的位置进行取样检测是指:在距离炉边1m以上的距离范围内,选取三个位置进行取样,三个位置成三角形,每个位置取三个样。

(4)在线除气和过滤盆净化:在线装置中,确保在线转子转速为270-350r/min。生产人员根据在线内铝液翻滚情况进行转速微调整。然后在在线后进行氢含量检测,确保氢含量小于0.14ml/100g。采用双过滤盆方式过滤,即先经过一个30目的单级过滤盆过滤,再经40目和60目的双极过滤盆过滤,从而达到去除渣点的目的。

(5)铸造工艺:板锭铸造起头部分,采用小水量—慢速的方法进行起机操作。其速度和水量按照如下表表2所示进行操作。由于本次铸造板锭数量为2根,水流量按照两根计算。

表2 起头部分铸造参数设置

铸造长度(mm) 0 50 100 200
铸造速(mm/min) 35 40 45 60
单根水流量(L/min) 375 475 575 700

而后,按照60mm/min铸造速度和700L/min的单根水流量进行稳定阶段的生产。按照工艺要求的长度进行生产。在生产完毕后,在1090铝合金板锭的起头部分和收尾阶段各锯切50cm,留下来的中间部分即为成品。

本发明通过对3N铝液电解槽的选取标准、炉内均匀化处理和在线除气和双盆过滤净化过程,以及在不添加细化剂的情况下,板锭不开裂的铸造工艺参数,尤其是起头部分的参数设置。最终制得可以用来制备阴极箔用1090铝合金板锭产品,其板锭晶粒分布均匀。解决了在未加细化剂的情况下,实现阴极箔用1090铝合金板锭铸造不开裂以及成分均匀的问题。

实施例1.

具体操作步骤如下:

(1)选取符合表一要求的3N电解槽的铝液作为液体料。

(2)精炼:将液体料熔炼,熔炼温度控制在725℃,炉内在熔炼过程中,加强搅拌,延长搅拌时间至40min。再使用铝精炼剂进行精炼,精炼剂用量为6Kg/吨,精炼温度717℃。35min完成精炼,扒渣,然后静置40min。

(3)吹炼处理:炉内使用氩气进行吹炼,吹炼温度720℃,将一定压力的氩气采用“之”字型的吹练路线吹入到炉内铝液中,吹练过程中铝液翻滚高度不超过30cm,吹炼时间28min,静置42min。采用“三角形”的位置进行取样检测,如果各化学成分不均匀,可再次进行吹炼处理。静置取样分析,重复上述过程,直至化学成分均匀,而后静置等待生产。

(4)在线除气和过滤盆净化:开始生产后,将吹炼后的铝液进行在线除气处理,设置在线内转子的转速在300r/min,然后在在线后进行氢含量检测,氢含量为0.129ml/100g。

然后采用双过滤盆过滤的方式进行除渣。先经过一个30目的单级过滤盆过滤,再经40目和60目的双极过滤盆过滤。

(5)铸造:本次铸造板锭规格为1100mm×520mm×L(长度)。铸造过程中,起头部分,采用小水量—慢速的方法进行起机操作,从开始到向内20cm范围内的铸造速度从35mm/min逐步升高到60mm/min,控制水流量从750L/min逐步提高到1400L/min(由于本次铸造板锭数量为2根,水流量按照两根计算)。稳定阶段按照按照60mm/min铸造速度和1400L/min的水流量进行生产。生产完毕,铝合金板锭起头和收尾各切50cm,留下来的中间部分为成品,即阴极箔用1090铝合金板锭。对成品进行化学成分、低倍组织检验,成品的成分均匀、组织均匀。

实施例2.

具体操作步骤如下:

(1)选取符合表一要求的3N电解槽的铝液作为液体料。

(2)精炼:将液体料熔炼,熔炼温度控制在715℃,炉内在熔炼过程中,加强搅拌,延长搅拌时间至50min。再使用铝精炼剂进行精炼,精炼剂用量为8Kg/吨,精炼温度710℃。40min完成精炼,扒渣,然后静置40min。

(3)吹炼处理:炉内使用氩气进行吹炼,吹炼温度717℃,将一定压力的氩气采用“井”字型的吹练路线吹入到炉内铝液中,吹练过程中铝液翻滚高度不超过30cm,吹炼时间30min,静置50min。采用“三角形”的位置进行取样检测,如果各化学成分不均匀,可再次进行吹炼处理。静置取样分析,重复上述过程,直至化学成分均匀,而后静置等待生产。

(4)在线除气和过滤盆净化:开始生产后,将吹炼后的铝液进行在线除气处理,设置在线内转子的转速在270r/min,然后在在线后进行氢含量检测,氢含量为0.131ml/100g。

然后采用双过滤盆过滤的方式进行除渣。先经过一个30目的单级过滤盆过滤,再经40目和60目的双极过滤盆过滤。

(5)铸造:铸造过程中,起头部分,采用小水量—慢速的方法进行起机操作,从开始到向内20cm范围内的铸造速度从35mm/min逐步升高到60mm/min,控制水流量从750L/min逐步提高到1400L/min(由于本次铸造板锭数量为2根,水流量按照两根计算)。稳定阶段按照按照60mm/min铸造速度和1400L/min的水流量进行生产。生产完毕,铝合金板锭起头和收尾各切50cm,留下来的中间部分为成品,即阴极箔用1090铝合金板锭。对成品进行化学成分、低倍组织检验,成品的成分均匀、组织均匀。

实施例3.

具体操作步骤如下:

(1)选取符合表一要求的3N电解槽的铝液作为液体料。

(2)精炼:将液体料熔炼,熔炼温度控制在745℃,炉内在熔炼过程中,加强搅拌,延长搅拌时间至30min。再使用铝精炼剂进行精炼,精炼剂用量为5Kg/吨,精炼温度740℃。33min完成精炼,扒渣,然后静置60min。

(3)吹炼处理:炉内使用氩气进行吹炼,吹炼温度717℃,将一定压力的氩气采用“井”字型的吹练路线吹入到炉内铝液中,吹练过程中铝液翻滚高度不超过30cm,吹炼时间29min,静置45min。采用“三角形”的位置进行取样检测,如果各化学成分不均匀,可再次进行吹炼处理。静置取样分析,重复上述过程,直至化学成分均匀,而后静置等待生产。

(4)在线除气和过滤盆净化:开始生产后,将吹炼后的铝液进行在线除气处理,设置在线内转子的转速在305r/min,然后在在线后进行氢含量检测,氢含量为0.125ml/100g。

然后采用双过滤盆过滤的方式进行除渣。先经过一个30目的单级过滤盆过滤,再经40目和60目的双极过滤盆过滤。

(5)铸造:铸造过程中,起头部分,采用小水量—慢速的方法进行起机操作,从开始到向内20cm范围内的铸造速度从35mm/min逐步升高到60mm/min,控制水流量从750L/min逐步提高到1400L/min(由于本次铸造板锭数量为2根,水流量按照两根计算)。稳定阶段按照按照60mm/min铸造速度和1400L/min的水流量进行生产。生产完毕,铝合金板锭起头和收尾各切50cm,留下来的中间部分为成品,即阴极箔用1090铝合金板锭。对成品进行化学成分、低倍组织检验,成品的成分均匀、组织均匀。

现今,衡量阴极箔的性能指标主要是待测箔电容量与标准箔电容量的比值(表中缩写为容量比)。传统上,生产阴极箔的工艺不可能十分准确的控制电容量,一般控制在±10%。目前,抽取了同一批次使用传统的方法生产的阴极箔,其容量比如表3所示。且对实施例1-3制备的产品分别取两头和中间部分进行检测,其容量比如表3所示。

表3

样品编号 容量比 样品编号 容量比
1 100% 实施例1 95%
2 98% 实施例1 100%
3 60% 实施例1 100%
4 54% 实施例2 94%
5 74% 实施例2 98%
6 92% 实施例2 100%
7 102% 实施例3 96%
8 102% 实施例3 99%
实施例3 100%

由表可知,采用传统方法生产的阴极箔,产品质量不稳定,且误差较大,可达48%。而本发明生产的阴极箔,产品质量稳定,误差小。

且经过与国外客户沟通,使用本发明生产的阴极箔的容量比基本控制在90%到100%之间,产品质量稳定,误差小,符合客户要求。

本发明所述的一种阴极箔用的1090合金板锭工艺方法,是在生产过程中逐步总结出来的,既解决了1090铝合金在不添加细化剂的情况时,板锭易开裂的问题,又解决了下游铝加工客户在腐蚀与化成时成分要求高的问题。按照此工艺生产出的1090合金板锭成分、性能均匀,可替代部分99.99%铝与99.85%混合料生产的1090合金板锭,具有实用性,经济价值可观,属于行业先进生产工艺。

以上所述,仅是本发明实施例的较佳实施例而已,并非对本发明实施例作任何形式上的限制,依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。

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