一种电容器用低压电子铝箔及其制备工艺的制作方法

【
技术领域：
】本发明涉及低压电子铝箔加工
技术领域：
，具体涉及一种电容器用低压电子铝箔及其制备工艺。
背景技术：
：电子铝箔是铝电解电容器的关键原材料，是电极箔制造的基础材料。铝电解电容器广泛的应用在家用电器、计算机、通信设备、工业控制、电动汽车、电力机车及军事和航空航天设备中。随着电子技术的快速发展，铝电解电容器的使用更加广泛，在轨道交通、平板显示、太阳能、风能电池等环保节能领域也得到广泛的应用，更加快速的推动了电子铝箔的发展。电子铝箔作为铝电解电容器的核心原材料，其性能优劣直接影响到铝电解电容器的诸多使用特性。现今随着电器、电子工业的迅速发展，铝电解电容器不断向高性能、小型化、集成化发展；不仅仅要通过提高电子铝箔的比容来满足铝电解电容器小型化的需求，还要提电子铝箔的产量来满足市场日益增加的使用需求。现已有铝电解电容器用电子铝箔的研究，例如中国专利cn201410857014一种电解电容器用低压阳极铝箔的生产方法，包括如下步骤：1)将铝箔加入己二酸铵溶液中进行化成处理；2)二级化成处理；3)三级化成处理；4)四级化成处理；5)五级化成处理；6)六级化成处理；7)去极化处理；8)一级修补化成处理；9)二级修补化成处理；10)后处理；11)热处理：将后处理铝箔放入焙烧炉中进行焙烧处理，然后将焙烧后的铝箔放入干燥炉中进行干燥处理，得到产品。传统的铝电解电容器用电子铝箔通常采用热轧轧制和退火炉成品退火的方法进行生产，存在以下缺点：①采用铸轧的生产方式，过冷度大，导致外层、芯部、边部等位置组织大小不均，在组织的遗传作用下，会导致成品的组织不均匀，进一步造成腐蚀发孔不均匀；②采用退火炉成品退火生产，升温保温时间长，占用生产周期；且退火炉加热铝箔卷是从外圈至内圈，升温过程中存在内外有一定温差的问题，影响晶粒尺寸的均匀性，导致成品立方织构降低；③退火炉加热铝箔卷是从外圈至内圈，升温过程中存在内外有一定温差的问题，影响晶粒尺寸的均匀性，导致成品立方织构降低；④由于生产过程中元素分布的影响，一些利于腐蚀发孔的元素不能更好的聚集在铝箔表面，不利于腐蚀发孔；⑤生产过程中表面清洁度不足，导致铝粉残留累积，最终产生表面缺陷，破坏产品外观美观，且缺陷部位不利于转变为立方织构，影响到成品的腐蚀发孔。为满足市场不断提高的要求和日益剧增的使用量，提高组织均匀性和提高产量是电子铝箔亟需解决的问题。技术实现要素：针对现有技术中的不足，本发明提供一种电容器用低压电子铝箔及其制备工艺，通过铸造和连续式气垫炉的生产方式，缩短生产周期；通过气垫炉退火并改善组织不均匀的问题，从而提高性能和立方织构，气垫炉通过集成碱洗、辊涂等功能提高铝箔清洁度，并增强铝箔腐蚀发孔性能，获得晶粒尺寸均匀、腐蚀效果好、容量高、生产周期短的电容器用低压电子铝箔。本发明所述的一种电容器用低压电子铝箔的制备工艺，包括如下步骤：1)铸造：高纯铝液铸造的原料经过熔炼、保温、精炼和静置后，采用半连续铸造生产扁锭，铸造温度685-720℃，快速冷却得成型扁锭；2)均匀化：将上步骤得到的成型扁锭通过退火炉进行均匀化处理，均匀化温度550-600℃，均匀化时间15-25h，均匀化后空冷至室温；3)热轧：将上步骤均匀化处理后的扁锭进行热轧处理，热轧开轧温度500-550℃，终轧温度250-350℃，得到热轧厚度为5-7mm的热轧卷材；4)冷轧：将上步骤得到热轧卷材进行冷轧处理，冷轧速度200-600m/min，得到中间厚度为0.35-0.50mm的冷轧卷材；5)箔轧：箔轧速度200-600m/min，得到的成品厚度为0.06-0.10mm；6)清洗、成品退火：采用含有碱性添加剂的去离子水进行清洗、再用去离子水漂洗干净，水温控制70-80℃，出口采用高压空气吹干和挤干辊挤干；通过连续式气垫炉进行铝箔成品退火，退火采用温度300-400℃，带材热处理速度为15-25m/min，退火后经过辊涂将涂料均匀附着到卷面上形成均匀的涂层；退火后风冷至室温；所述的含有碱性添加剂的去离子水，质量浓度是2-10％，ph＝8.0-12.0，碱性添加剂是由硅酸钠、三乙醇胺油酸皂、环氧乙烷按照8:1:1的质量比混合得到；所述的涂料是由含任意比例的zn、mn、ga元素的氧化物制成的悬浊液，质量浓度是0.001-0.005％，用量是2-5l/min；7)分卷、包装：铝箔卷坯料分卷成等宽俩小卷，切边宽度50-80mm，并复查表面，包装；步骤1)所述的高纯铝液铸造的原料，含有以下百分比成分：fe：20-40ppm、si：20-40ppm、cu：10-30ppm、mn：≤8ppm、zn：≤8ppm、b：5-20ppm、ga：≤15ppmgd：0.01-0.03ppm、其他为al和一些不可避免的杂质元素。本发明中：步骤1)所述的高纯铝液铸造的原料，含有以下百分比成分：fe：30ppm、si：30ppm、cu：20ppm、mn：6ppm、zn：6ppm、b：10ppm、ga：10ppmgd：0.02ppm、其他为al和一些不可避免的杂质元素。步骤3)所述的热轧，是采用粗精轧一体式机组进行热轧处理。步骤6)所述的通过连续式气垫炉进行铝箔成品退火，在上下风机处通入99.99％以上纯度的氩气或氮气作为保护性气氛。步骤6)所述的含有碱性添加剂的去离子水，质量浓度是5％，ph＝8.0，碱性添加剂是由硅酸钠、三乙醇胺油酸皂、环氧乙烷按照8:1:1的质量比混合得到。步骤6)所述的涂料是由zn、mn、ga等元素的氧化物的悬浊液组成，涂料在转辊表面形成一定厚度的涂料膜，再通过转辊在生产过程中与铝箔上下表面接触，将利于铝箔表面腐蚀发孔zn、mn、ga等元素的均匀地传递到铝箔表面上，使铝箔表面形成一层有利于成品腐蚀发孔地涂层。步骤6)所述的涂料，质量浓度是0.003％，用量是3l/min。本发明还涉及采用上述一种电容器用低压电子铝箔的制备工艺得到的电容器用低压电子铝箔，具有晶粒尺寸均匀、腐蚀效果好、容量高、生产周期短的优点。和现有技术相比，本发明具有如下优点：1、本发明所述的一种电容器用低压电子铝箔的制备工艺，采用了特别的铸锭化学成分配比，科学合理；①通过采用了铸造的方式，下线后通过退火炉进行均匀化处理，消除成分偏析和内应力，由于半连续铸造的时板锭表层与芯层过冷度不同，会造成析出相不同，表层过冷度大，微量元素如fe、si较多在基体固溶，导致析出相细小、而芯层过冷度小，则析出相较为粗大；②热轧采用粗精轧一体式机组，通过减少转移时间，来保证轧制温度；冷轧加工率90-95％，箔轧加工率71-88％；③常规使用退火炉进行成品退火，是将整个大卷进行加热的方式，虽然铝的导热系数良好，但由于大卷退火的原因，铝卷外层和内层会存在一定的温度差，造成在退火过程中内外层保温时间存在差异，晶粒再结晶长大时间不同，从而导致内外层组织大小不一，而本发明通过连续式气垫炉采用带式进行中间退火，铝带均匀受热，受热时间受连续式气垫炉机列速度控制，退火时间稳定且可控，保证了晶粒再结晶长大的一致性，得到的组织均匀，并消除内应力，降低铝箔加工硬化程度；低压电子铝箔通过退火使用低温低速的退火工艺，使晶粒再结晶长大速率得到控制，保障非立方织构转变为立方织构，提升立方织构的比例，并使微量元素富集在表面，提高腐蚀发孔率；出炉后可迅速冷却收卷，防止热粘连造成的表面损伤。2、本发明所述的一种电容器用低压电子铝箔的制备工艺，通过连续式气垫炉退火，不断使晶粒尺寸均匀化，消除了组织不均匀的影响，避免了晶粒粗大，可使腐蚀发孔均匀，且发孔密度明显大于退火炉退火的产品。连续式气垫炉集成清洗和拉矫功能，可同时完成清洗和退火，成品退火通过碱性添加剂成分合理的配比，拥有优异的渗透、乳化、分散性能，可以有效地清洗轧制后铝箔卷表面残留较多的轧制油和铝粉，如果清洗不干净，残留轧制油和铝粉就会粘结在辊面上，辊面上凹凸不平，在生产过程中会造成产品表面辊印，影响产品的后期腐蚀效果；残留轧制油经高温退火，烧结后产生退火油斑，影响表明质量导致产品无法交付；并且碱性添加剂漂洗后残留少，不易发生氧化，使用寿命有保障；实现清洗退火一体化，省去清洗和退火的重复上机，避免重复上机而造成多余的头尾废料产生，也省去了退火时进行低温除油；出炉卷取时铝卷温度已降低至室温，无需浪费时间等待冷却，也避免了热态卷取而产生的热粘伤，提高表面质量；实现清洗退火一体化，省去清洗的重复上机，避免重复上机而造成多余的头尾废料产生，也省去了退火时进行低温除油，相比退火炉退火，生产周期短，预计生产周期能节省2-3天的时间，连续式气垫炉退火在上下风机处通入99.99％以上纯度的氩气或氮气作为保护性气氛，风机吹出高温保护性气体，保证炉内温度均匀性，并减少铝箔与空气接触，防止铝箔在炉内高温氧化。通过退火时的辊涂，将利于腐蚀的元素附着到铝箔表面上，当使用电子铝箔成品来生产腐蚀箔时，这些元素会优先腐蚀，在表面涂层均匀的情况下，可使腐蚀发孔相比原有工艺更均匀；且在表面上添加利于腐蚀的元素，能加快腐蚀速率，减少后续加工时间。【附图说明】图1是本发明实施例1的工艺流程图。图2是本发明实施例1得到的电容器用低压电子铝箔的表面腐蚀的图。图3是本发明实施例1得到的电容器用低压电子铝箔的发孔情况的图。图4是本发明实施例1得到的电容器用低压电子铝箔的表面清洁度的图。图5是本发明实施例1得到的电容器用低压电子铝箔的成品退火组织的图。图6是本发明对比例1得到的电容器用低压电子铝箔的表面腐蚀的图。图7是本发明对比例2得到的电容器用低压电子铝箔的发孔情况的图。图8是本发明对比例3得到的电容器用低压电子铝箔的成品退火组织的图。图9是本发明对比例4得到的电容器用低压电子铝箔的表面清洁度的图。图10是本发明对比例5得到的电容器用低压电子铝箔的发孔情况的图。【具体实施方式】以下结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。实施例1：一种电容器用低压电子铝箔的制备工艺，包括如下步骤：1)铸造：高纯铝液铸造的原料经过熔炼、保温、精炼和静置后，采用半连续铸造生产扁锭，铸造温度710℃，快速冷却得成型扁锭；2)均匀化：将上步骤得到的成型扁锭通过退火炉进行均匀化处理，均匀化温度590℃，均匀化时间19h，均匀化后空冷至室温；3)热轧：将上步骤均匀化处理后的扁锭采用粗精轧一体式机组进行热轧处理，热轧开轧温度520℃，终轧温度250℃，得到热轧厚度为5.5mm的热轧卷材；4)冷轧：将上步骤得到热轧卷材进行冷轧处理，冷轧速度450m/min，得到中间厚度为0.35mm的冷轧卷材；5)箔轧：箔轧速度250m/min，得到的成品厚度为0.06mm；6)清洗、成品退火：将上步骤得到的冷轧卷材采用含有碱性添加剂的去离子水进行清洗，再用去离子水漂洗干净，水温控制75℃，出口采用高压空气吹干和挤干辊挤干，；通过连续式气垫炉进行铝箔成品退火，退火温度400℃，带材热处理速度为25m/min；退火后经过辊涂将0.003％质量浓度的涂料附着在铝箔表面形成均匀的涂层，用量是3l/min，退火后风冷至室温；所述的含有碱性添加剂的去离子水，质量浓度是5％，ph＝8.0，碱性添加剂是由硅酸钠、三乙醇胺油酸皂、环氧乙烷按照8:1:1的质量比混合得到；所述的涂料是由含任意比例的zn、mn、ga元素的氧化物混合制成的悬浊液；7)分卷、包装：铝箔卷坯料分卷成等宽俩小卷，切边宽度50mm，并复查表面，包装；步骤1)所述的高纯铝液铸造的原料，含有以下百分比成分：fe：30ppm、si：30ppm、cu：20ppm、mn：6ppm、zn：6ppm、b：10ppm、ga：10ppmgd：0.02ppm、其他为al和一些不可避免的杂质元素；步骤6)所述的通过连续式气垫炉进行铝箔成品退火，在上下风机处通入99.99％以上纯度的氩气或氮气作为保护性气氛。实施例2：一种电容器用低压电子铝箔的制备工艺，包括如下步骤：1)铸造：高纯铝液铸造的原料经过熔炼、保温、精炼和静置后，采用半连续铸造生产扁锭，铸造温度685℃，快速冷却得成型扁锭；2)均匀化：将上步骤得到的成型扁锭通过退火炉进行均匀化处理，均匀化温度550℃，均匀化时间15h，均匀化后空冷至室温；3)热轧：将上步骤均匀化处理后的扁锭采用粗精轧一体式机组进行热轧处理，热轧开轧温度500℃，终轧温度300℃，得到热轧厚度为5mm的热轧卷材；4)冷轧：将上步骤得到热轧卷材进行冷轧处理，冷轧速度200m/min，得到中间厚度为0.40mm的冷轧卷材；5)箔轧：箔轧速度600m/min，得到的成品厚度为0.08mm；6)清洗、成品退火：将上步骤得到的冷轧卷材采用含有碱性添加剂的去离子水进行清洗，再用去离子水漂洗干净，水温控制70℃，出口采用高压空气吹干和挤干辊挤干；通过连续式气垫炉进行铝箔成品退火，退火温度300℃，带材热处理速度为20m/min；退火后经过辊涂将0.001％质量浓度的涂料附着在铝箔表面形成均匀的涂层，用量是5l/min，退火后风冷至室温；所述的含有碱性添加剂的去离子水，质量浓度是2％，ph＝12.0，碱性添加剂是由硅酸钠、三乙醇胺油酸皂、环氧乙烷按照8:1:1的质量比混合得到；所述的涂料是由含任意比例的zn、mn、ga元素的氧化物混合制成的悬浊液；7)分卷、包装：铝箔卷坯料分卷成等宽俩小卷，切边宽度60mm，并复查表面，包装；步骤1)所述的高纯铝液铸造的原料，含有以下百分比成分：fe：20ppm、si：40ppm、cu：10ppm、mn：8ppm、zn：7ppm、b：5ppm、ga：15ppmgd：0.01ppm、其他为al和一些不可避免的杂质元素；步骤6)所述的通过连续式气垫炉进行铝箔成品退火，在上下风机处通入99.99％以上纯度的氩气或氮气作为保护性气氛。实施例3：一种电容器用低压电子铝箔的制备工艺，包括如下步骤：1)铸造：高纯铝液铸造的原料经过熔炼、保温、精炼和静置后，采用半连续铸造生产扁锭，铸造温度720℃，快速冷却得成型扁锭；2)均匀化：将上步骤得到的成型扁锭通过退火炉进行均匀化处理，均匀化温度600℃，均匀化时间25h，均匀化后空冷至室温；3)热轧：将上步骤均匀化处理后的扁锭采用粗精轧一体式机组进行热轧处理，热轧开轧温度550℃，终轧温度350℃，得到热轧厚度为7mm的热轧卷材；4)冷轧：将上步骤得到热轧卷材进行冷轧处理，冷轧速度600m/min，得到中间厚度为0.50mm的冷轧卷材；5)箔轧：箔轧速度200m/min，得到的成品厚度为0.10mm；6)清洗、成品退火：：将上步骤得到的冷轧卷材采用含有碱性添加剂的去离子水进行清洗，再用去离子水漂洗干净，水温控制80℃，出口采用高压空气吹干和挤干辊挤干；通过连续式气垫炉进行铝箔成品退火，退火温度350℃，带材热处理速度为15m/min；退火后经过辊涂将0.005％质量浓度的涂料附着在铝箔表面形成均匀的涂层，用量是2l/min，退火后风冷至室温；所述的含有碱性添加剂的去离子水，质量浓度是10％，ph＝10.0，碱性添加剂是由硅酸钠、三乙醇胺油酸皂、环氧乙烷按照8:1:1的质量比混合得到；所述的涂料是由含任意比例的zn、mn、ga元素的氧化物混合制成的悬浊液；7)分卷、包装：铝箔卷坯料分卷成等宽俩小卷，切边宽度80mm，并复查表面，包装；步骤1)所述的高纯铝液铸造的原料，含有以下百分比成分：fe：40ppm、si：20ppm、cu：30ppm、mn：7ppm、zn：8ppm、b：20ppm、ga：12ppmgd：0.03ppm、其他为al和一些不可避免的杂质元素；步骤6)所述的通过连续式气垫炉进行铝箔成品退火，在上下风机处通入99.99％以上纯度的氩气或氮气作为保护性气氛。对比例1：和实施例1相比，步骤1)中所述的高纯铝液铸造的原料，含有以下百分比成分：其他同实施例1。对比例2：和实施例1相比，步骤1)中采用铸轧生产坯料，没有采用半连续铸造，其他同实施例1。对比例3：和实施例1相比，步骤6)中采用退火炉代替连续式气垫炉进行成品退火，其他同实施例1。对比例4：和实施例1相比，步骤6)中成品退火，直接使用去离子水而不是使用含有碱性添加剂的去离子水进行清洗，其他同实施例1。对比例4：和实施例1相比，步骤6)中成品退火，没有使用辊涂进行表面元素附着，其他同实施例1。实验结果：通过实施例和对比例获得的电子铝箔的性能：结论：1、通过实施例1-3和对比例1的比较，结果表明：通过优化了组织成分，并增加利于成品腐蚀发孔的稀土元素，减少了组织不均匀带来的发孔不均匀和并孔的问题，有效提高了立方织构含量。2、通过实施例1-3和对比例2的比较，结果表明：使用了铸造的工艺，改善了因工艺而带来的组织不均匀性，也减少了粗大晶粒的问题，让成品立方织构含量显著提升。3、通过实施例1-3和对比例3的比较，结果表明：通过连续式气垫炉进行成品退火，降低了成品退火的组织大小不一的情况，有利成品腐蚀发孔的均匀性。4、通过实施例1-3和对比例4的比较，结果表明：碱洗后表面能明显降低，水珠在板面上均匀摊开而不是聚集，利于铝粉的掉落，避免铝粉在表面堆积在生产过程中造成表面缺陷影响后期腐蚀化成，且表面无轧制油，不会产生退火油斑。5、通过实施例1-3和对比例5的比较，结果表明：通过辊涂让铝箔表面形成涂层，使利于发孔的元素聚集在表面上，在腐蚀发孔的时候表面富集元素的位置优化腐蚀发孔，达到了很好的腐蚀发孔效果。上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。当前第1页12