专利名称：：一种3003牌号阴极铝箔的制造方法
技术领域：
：本发明属于铝合金材料制造领域，具体涉及一种3003牌号阴极铝箔的制造方法。
背景技术：
：随着电子技术的迅猛发展，电子整机的组装密度和集成化程度越来越大，电解电容器作为关键的、不可集成的分立元件，正向着小体积、大容量、低成本、高频低阻抗方向发展。铝质电解电容器以其性能优良、价格低廉、易于加工、使用便捷等优点，得到广泛的应用。由于3003铝合金材料具有好的机械加工性能，抗蚀性能、散热性能、抗电磁干扰性能、密度小以及力学性能优良等特点，作为铝电解电容器的阴极铝箔已得到了市场的认可，在铝合金各种牌号的阴极箔中，它的应用比例占国内市场70%以上。目前我国电解电容器用阴极铝箔的质量仍落后于国际品牌，具体表现在粗糙度及均匀性、氧化膜厚度及均匀性、表面组织结构及均匀性、比电容低等方面。国内生产的3003系合金阴极铝箔比电容只有520uF/cm2且不稳定，而国外已经达到600uF/cr^以上。因此，提高国产阴极铝箔的比电容就显得极为重要了。电容公式其中C——电容量(F);S——电极面积(m2);d——介质厚度(m);er相对介电常数(铝氧化膜的相对介电常数为78);e。——介质在真空状态下的介电常数。根据公式(1)可知，在增加阴极铝箔的面积S或减小电介质层的厚度d时，能够获得更高的电容量。然而简单地增加面积虽然可以增加电容量，但同时也增加了电容器的体积，因此不符合电器产品小型化发展的要求。而借助腐蚀技术，可以在阴极铝箔表面腐蚀出大量的隧道和孔坑，可以在不增加、甚至减少阴极铝箔重量的前提下，极大地增加其表面积，从而增加电容量。3003牌号阴极铝箔的晶粒大小对腐蚀有很大影响，3003系铝合金含有Mn元素，铸轧板溶质元素在固溶体中的过饱和程度大大提高，该系合金又具有很强的过冷能力，在快速冷却时，Mn的浓度分布不均匀，产生很大的晶内偏析，导致再结晶晶粒长大严重。大晶粒在铝箔轧制过程中造成分层，铝箔的分层又可以使阴极铝箔造成分层腐蚀，分层腐蚀的结果容易使材料减薄，并使比容降低，因此要求3003牌号阴极铝箔晶粒均匀细小。目前在阴极铝箔的生产上还存在一些缺陷，现有方法是铸轧后直接进行再结晶退火，但退火后产品的晶粒粗大，容易造成分层腐蚀，导致比容降低，直接影响产品的质量。而且现有方法需要将电解铝熔液浇铸成铝锭再重熔后再进行铸轧，工艺繁琐，且造成了资源的浪费，生产成本高，不符合可持续发展战略。
发明内容本发明的目的在于提供一种3003牌号阴极铝箔的制造方法，所生产的阴极铝箔的比电容得到了提高，且成本有所降低。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种3003牌号阴极铝箔的制造方法，包括以下步骤a、原料经精炼、铸轧后得到厚度为6.58.5mm的坯料；b、将步骤a得到的坯料冷轧至3.54.3mm厚度后进行均匀化退火，均匀化退火温度为450480°C，退火时间为2427小时；c、将均匀化退火后的坯料冷轧至0.30.5mm厚度，然后进行再结晶退火，再结晶退火的温度为275330°C,退火时间为1318小时；d、将再结晶退火后的坯料轧至3003牌号阴极铝箔所需厚度即可。所述步骤a所用原料为电解铝熔液，采用电解铝熔液精炼后铸轧的方法。所述步骤a的具体步骤为将电解铝熔液送至熔炼炉，加入占电解铝熔液总重量2040%的铝锭，控制熔体温度为750780°C，调整熔体中各元素成分的质量百分比为Si:0.10.15%、Fe:0.450.5%、Cu:0.10.15%、Mn:1.11.2%、Ti:0.020.04%、余量为Al;采用纯氮气或纯氩气向熔体中喷精炼剂精炼，充分搅拌均匀，精炼时间为810分钟，然后静置1525分钟，除去铝液表面的浮渣，倒入静置炉内，控制静置炉内温度为750760°C;将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入铝钛硼丝进行晶粒细化，然后在除气箱内用纯氮气或纯氩气对铝液进行除气处理，除气后采用泡沫陶瓷过滤片对铝液进行过滤净化处理；净化后的铝液送铸轧机铸轧，铸轧出厚度为6.58.5mm的坯料。所述铝钛硼丝的加入量为其加入前铝液重量的23%。。所述除气箱内石墨转子的转速为120180r/min。所述精炼剂为喷粉精炼剂SY-PJ1，加入量为调整元素成分后熔体重量的0.10.4%。本发明增加了均匀化退火的过程，使铸锭中的不平衡共晶组织在基体中分布趋于均匀，过饱和固溶元素从固溶体中析出，使晶粒细小均匀，以消除铸造应力，提高铸锭塑性，减小变形抗力，改善加工产品的组织和性能；同时使再结晶退火时的温度大大降低，降低了能耗，节约了资源；在均匀化退火和再结晶退火时控制合适的温度，防止温度过高出现影响产品质量的过烧和过热现象;本发明可优选电解铝熔液直接铸轧生产的方式，但由于电解铝熔液中含氢量和含渣量较高，铸轧生产过程中需要采取有效的除渣、除气措施，可采用向电解铝熔液通入氮气或氩气除气、除渣的方式，氮气或氩气在铝熔体中形成大量弥散的气泡，气泡在上浮过程中与铝熔体充分接触，把铝液中的气体和夹杂物带到铝液表面，达到除气、除渣的目的；控制石墨转子转速是因为转速太低时气泡数量少，不利于除气，造成氢含量高，转速太快时加速转子的磨损对铝液造成二次污染，而且转速太快会导致除气箱内铝熔体飞溅，造成氧化造渣；采用电解铝熔液直接铸轧生产相比传统的铸轧法又进一步縮短了生产的流程，省去了铸锭及重熔的过程，减少了能源消耗，也减少了设备投资，由于电解铝熔液有较高的温度，也减少了铝液保温的能源消耗，相比传统的铸轧法降低了成本，也符合可持续发展，为缓解资源日益枯竭的现状做出了贡献；本发明的方法使成本更低，产品质量更优，产品的比电容提高到530uF/cm2以上，高可到560pF/cm2，大大提高了产品的竞争力，縮小了与国外产品的差距，也为行业的进步做出了贡献。具体实施例方式实施例1:以0.041mm厚度的3003牌号阴极铝箔为例a、将电解铝熔液送至熔炼炉，加入占电解铝熔液总重量20%的铝锭，控制熔体温度为750°C，调整熔体中各元素成分的质量百分比为Si:0.l%、Fe:0.5%、Cu:0.1%、Mm1.1%、Ti:0.02%、余量为A1;采用纯氮气向熔体中喷喷粉精炼剂SY-PJ1精炼，SY-PJl加入量为调整元素成分后熔体重量的O.15^，充分搅拌均匀，精炼时间为8分钟，然后静置15分钟，除去铝液表面的浮渣，倒入静置炉内，控制静置炉内温度为75(TC;将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入铝钛硼丝进行晶粒细化，铝钛硼丝的加入量为其加入前铝液重量的2%。，然后在除气箱内用纯氮气对铝液进行除气处理，除气箱内石墨转子的转速为120r/min，除气后采用泡沫陶瓷过滤片对铝液进行过滤净化处理；净化后的铝液送铸轧机铸轧，铸轧出厚度为6.5mm的坯料；b、将铸轧坯料冷轧至3.5mm厚度后进行均匀化退火，均匀化退火温度450°C，退火时间为24h;c、将高温退火后的坯料经过多道次冷轧至0.3mm，然后进行再结晶退火，再结晶退火温度为275°C,退火时间为13h,晶粒尺寸为190"m;d、把再结晶退火后的坯料轧至0.041iran的厚度，然后分切包装，得到最终厚度为0.041mm的阴极铝箔产品。实施例2:以0.041mm厚度的3003牌号阴极铝箔为例a、将电解铝熔液送至熔炼炉，加入占电解铝熔液总重量40%的铝锭，控制熔体温度为780°C，调整熔体中各元素成分的质量百分比为Si:0.12%、Fe:0.48%、Cu:0.12%、Mn:1.15%、Ti:0.03%、余量为Al;采用纯氩气向熔体中喷喷粉精炼剂SY-PJ1精炼，SY-PJ1加入量为调整元素成分后熔体重量的0.4%，充分搅拌均匀，精炼时间为10分钟，然后静置25分钟，除去铝液表面的浮渣，倒入静置炉内，控制静置炉内温度为76(TC;将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入铝钛硼丝进行晶粒细化，铝钛硼丝的加入量为其加入前铝液重量的3%0，然后在除气箱内用纯氩气对铝液进行除气处理，除气箱内石墨转子的转速为180r/min，除气后采用泡沫陶瓷过滤片对铝液进行过滤净化处理；净化后的铝液送铸轧机铸轧，铸轧出厚度为8.5mm的坯料；b、将铸轧坯料冷轧至4.3mm厚度后进行均匀化退火，均匀化退火温度480°C，退火时间为27h;c、将高温退火后的坯料经过多道次冷轧至0.5mm,然后进行再结晶退火，再结晶退火温度为330°C，退火时间为18h，晶粒尺寸为200iim;d、把再结晶退火后的坯料轧至O.041mm的厚度，然后分切包装，得到最终厚度为0.041mm的阴极铝箔产品。实施例3:以0.041腿厚度的3003牌号阴极铝箔为例a、将电解铝熔液送至熔炼炉，加入占电解铝熔液总重量30%的铝锭，控制熔体温度为770°C，调整熔体中各元素成分的质量百分比为Si:0.15%、Fe:0.45%、Cu:0.15%、Mn:1.2%、Ti:0.04%、余量为A1;采用纯氮气向熔体中喷喷粉精炼剂SY-PJ1精炼，SY-PJ1加入量为调整元素成分后熔体重量的0.3%，充分搅拌均匀，精炼时间为9分钟，然后静置20分钟，除去铝液表面的浮渣，倒入静置炉内，控制静置炉内温度为755'C;将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入铝钛硼丝进行晶粒细化，铝钛硼丝的加入量为其加入前铝液重量的2.5%。，然后在除气箱内用纯氮气对铝液进行除气处理，除气箱内石墨转子的转速为150r/min，除气后采用泡沫陶瓷过滤片对铝液进行过滤净化处理；净化后的铝液送铸轧机铸轧，铸轧出厚度为7.5mm的坯料；b、将铸轧坯料冷轧至3.9mm厚度后进行均匀化退火，均匀化退火温度470°C，退火时间为26h;c、将高温退火后的坯料经过多道次冷轧至0.4mm，然后进行再结晶退火，再结晶退火温度为300。C，退火时间为16h，晶粒尺寸为180um;d、把再结晶退火后的坯料轧至0.041mm的厚度，然后分切包装，得到最终厚度为0.041mm的阴极铝箔产品。实施例1至实施例3所得产品的性能与现有技术产品性能的比较数据如下表l:表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由上表1中的数据明显看出本发明的各个实施例所制备的阴极铝箔的比电容都在530^/0112以上，高可达5601iF/cm2，比国内现有技术生产的阴极铝箔的比电容有了较大提高，虽然与国外产品还有差距，但已经是国内行业的一大进步。所进行对比的国内现有技术产品在制备时没有均匀化退火的过程，直接进行再结晶退火，原料采用铝锭经重熔、熔炼后铸轧的方法。抗拉强度和延伸率使用GB/T228-2002《金属材料室温拉伸实验方法》测定。铝箔按生产条件进行化学腐蚀(腐蚀水溶液含2550克HCL/升)，在CQ-A型大容量电容电桥测试仪上测定比电容量。权利要求1、一种3003牌号阴极铝箔的制造方法，其特征在于包括以下步骤a、原料经精炼、铸轧后得到厚度为6.5～8.5mm的坯料；b、将步骤a得到的坯料冷轧至3.5～4.3mm厚度后进行均匀化退火，均匀化退火温度为450～480℃，退火时间为24～27小时；c、将均匀化退火后的坯料冷轧至0.3～0.5mm厚度，然后进行再结晶退火，再结晶退火的温度为275～330℃，退火时间为13～18小时；d、将再结晶退火后的坯料轧至3003牌号阴极铝箔所需厚度即可。2、如权利要求1所述的3003牌号阴极铝箔的制造方法，其特征在于所述步骤a所用原料为电解铝熔液，采用电解铝熔液精炼后铸轧的方法。3、如权利要求2所述的3003牌号阴极铝箔的制造方法，其特征在于所述步骤a的具体步骤为将电解铝熔液送至熔炼炉，加入占电解铝熔液总重量204(m的铝锭，控制熔体温度为750780°C，调整熔体中各元素成分的质量百分比为Si:0.10.15%、Fe:0.450.5%、Cu:0.10.15%、Mn:1.11.2%、Ti:0.020.04%、余量为A1;采用纯氮气或纯氩气向熔体中喷精炼剂精炼，充分搅拌均匀，精炼时间为810分钟，然后静置1525分钟，除去铝液表面的浮渣，倒入静置炉内，控制静置炉内温度为750760'C;将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入铝钛硼丝进行晶粒细化，然后在除气箱内用纯氮气或纯氩气对铝液进行除气处理，除气后采用泡沫陶瓷过滤片对铝液进行过滤净化处理；净化后的铝液送铸轧机铸轧，铸轧出厚度为6.58.5mm的坯料。4、如权利要求3所述的3003牌号阴极铝箔的制造方法，其特征在于所述铝钛硼丝的加入量为其加入前铝液重量的23%0。5、如权利要求3或4所述的3003牌号阴极铝箔的制造方法，其特征在于所述除气箱内石墨转子的转速为120180r/min。6、如权利要求5所述的3003牌号阴极铝箔的制造方法，其特征在于所述精炼剂为喷粉精炼剂SY-PJ1，加入量为调整元素成分后熔体重量的0.10.4%。全文摘要本发明涉及一种3003牌号阴极铝箔的制造方法，包括以下步骤a.原料经精炼、铸轧后得到厚度为6.5～8.5mm的坯料；b.将步骤a得到的坯料冷轧至3.5～4.3mm厚度后进行均匀化退火；c.将均匀化退火后的坯料冷轧至0.3～0.5mm厚度，然后进行再结晶退火；d.将再结晶退火后的坯料轧至3003牌号阴极铝箔所需厚度即可。本发明的方法使成本更低，产品质量更优，产品的比电容提高到530μF/cm<sup>2</sup>以上，高可到560μF/cm<sup>2</sup>，大大提高了产品的竞争力，缩小了与国外产品的差距，也为行业的进步做出了贡献。文档编号H01G9/042GK101519760SQ20091006459公开日2009年9月2日申请日期2009年4月9日优先权日2009年4月9日发明者刘振伟,张建平,文玉兴,武进道,毕书军,牛荟晓,王吉东,胡冠奇,袁文晓,袁杏利申请人:登电集团铝加工有限公司