专利名称：一种添加Er的Al-Fe-Si铝箔材料的制作方法
技术领域：
本发明属于金属合金技术领域，具体涉及一种添加Er的Al-Fe-Si铝箔材料。
背景技术：
根据有关部门预测，2015年需要的铝板带生产能力要达到575万吨左右，铝箔将达到144万吨，我国铝板带箔材将供大于求，市场焦点主要集中在技术含量高、技术难度大的高精度产品，稀土元素以其独特性能必将成为推动铝箔发展的重要一环。本发明研究含 Er的8011铝箔材料的意义主要有两方面，一方面是结合课题组多年对稀土元素Er的研究基础上，尝试在铝箔生产中使用稀土元素Er来提高铝箔的性能，符合现今中国铝箔产业迫切需要技术含量高，技术难度大的高精铝箔新产品的实际情况，并且稀土元素Er的价格相对其他很多稀土元素较低，如果成功取得突破，必将在未来数年内铝箔产业改革中扮演重要角色。另一方面，虽然稀土元素铒对许多铝合金的性能提升都有不同程度的效果，但是现今主流的纯铝铝箔因其原料价格，退火敏感性等问题，在很多应用领域为8011铝箔因其相对低廉的原料价格和较好的性能所取代，在铝箔的市场份额越来越大。因此，本发明综合多方面因素，首先对含铒8011铝箔材料进行研究(1)为了改善铝箔毛料的轧制性能，降低变形抗力，是要尽可能降低Fe、Si元素固溶量，使其从基体中析出，以第二相的形式存在于铝基体中。(2)为了降低针孔率，则要抑制针状Alfe相和棒状i3b(!^AlSi)相的产生和长大一般认为稀土在铝合金中主要以3种形式存在固溶于基体中；偏聚在相界、晶界和枝晶界；固溶在化合物中或以化合物形式存在。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的添加Er的Al-Fe-Si (优选8011)合金铝箔材料， 其硬度、抗拉强度、屈服强度、延伸率、电导率等综合性能良好，并且材料的各向异性得到明显改善，易于冷热加工的新材料。本发明是以Al-Fe-Si (优选8011)合金为基体，适当添加稀土元素Er，可得到新型 Al-Fe-Si-Er铝箔材料。稀土元素Er的添加具有重要的作用一方面促进了杂质元素狗、 Si的析出，净化基体，细化晶粒，提升电导率，同时也保持了塑形；另一方面具有固溶强化、 弥散强化等强化效果，从而提高合金力学性能。两方面因素共同决定了材料的强度、硬度以及导电率，此外还通过影响合金形变织构类型来改善铝箔的各向异性。本发明提供的这种添加Er的Al-Fe-Si (8011)铝箔材料，其特征在于，添加Er的铝合金铝箔材料的各组份及其重量百分比为Si 0.5 0.6%Fe 0.7 0.85%Er 0.01 0.15%Al及其他不可避免的杂质余量。采用熔炼、铸造、冷热加工的常规的技术制备所需规格铝箔。如上述添加Er的
3Al-Fe-Si铝箔材料可通过以下方法实现采用8011合金以及Al-Er中间合金为原料，进行熔炼使其组份为0. 5 0. 6% Si、0. 7 0. 85% Fe、0. 01 0. 15% Er、余量Al及其他不可避免的杂质；熔炼温度760°C，经搅拌、C6Cl6除气精炼，于720°C浇注成合金锭；铸锭均勻化工艺温度565°C，保温4小时；降到490°C，保温2小时。热轧工艺开轧温度490°C，终轧温度300-330°C。然后进行冷轧、制备成铝箔成品；铝箔成品进行退火，退火工艺升温时间18小时，235°C保温15小时，4小时降温到200°C，保温22小时，10小时降至100°C后出炉。本发明中添加稀土元素Er :(1)提高了 Al-Fe-Si(SOll)铝箔的力学性能，在保持延伸率的同时，不同程度提高了合金常温下的抗拉强度、屈服强度等；(2)降低了铝箔的电阻率，并且电阻率随Er含量的升高而缓慢上升；C3)明显改善了轧制成型铝箔的各向异性， 降低轧向横向之间的抗拉强度差。本发明的有益效果由于本发明在Al-Fe-Si (尤其8011)合金中添加不同含量的稀土元素Er，提高了铝箔毛料以及成品铝箔的力学性能，合金的常温抗拉强度Ob和屈服强度σ ^ 2得到不同程度提高，其他成分均保持不变或有所上升。电阻率也有明显下降，并随着Er含量的上升，呈上升趋势，逐渐接近对比实例(如图1)。稀土元素Er最大的贡献在于改善形变组织各向异性，使冷轧态、退火态铝箔的轧向和横向之间的抗拉强度差都有明显减小(如图2、图3)。
图1 实施例1至实施例4电阻率比较图；图2 对比例5、实施例6冷轧态轧向与横向拉伸性能比较图；图3 对比例5、实施例6退火态轧向与横向拉伸性能比较图。
具体实施例方式对比例1 采用8011合金为原料，熔炼Α1-0. 7Fe_0. 5Si合金，熔炼温度760 °C, 经搅拌、C6Cl6除气精炼，于720°C浇注成200*100*30 (mm)合金锭。铸锭均勻化工艺 5650C保温4小时，然后降到490°C保温2小时。热轧工艺开轧温度490°C，终轧温度 300-330°C，热轧成品厚度3. 0 (mm)。冷轧工艺3. 0-1. 2-0. 6-0. 30 (mm)。铝箔轧制工艺 0. 30-0. 1-0. 05-0. 04-0. 03 (mm)。铝箔成品退火工艺升温时间18小时，2!35°C保温15小时，4小时降温到200°C，保温22小时，10小时降至100°C后出炉。实施例2 采用8011合金以及Al-Er中间合金为原料，熔炼 A1-0. 7Fe-0. 5Si_0. 05Er合金，熔炼温度760°C，经搅拌、C6Cl6除气精炼，于720°C浇注成 200*100*30 (mm)合金锭。铸锭均勻化工艺温度565°C，保温4小时，降到490°C，保温2小时。热轧工艺开轧温度490°C，终轧温度300-330°C，热轧成品厚度3. 0(mm)。冷轧工艺 3. 0-1. 2-0. 6-0. 30 (mm)。铝箔轧制工艺0. 30-0. 1-0. 05-0. 04-0. 03 (mm)。铝箔成品退火工艺升温时间18小时，235°C保温15小时，4小时降温到200°C，保温22小时，10小时降至 100°C后出炉。实施例3 采用8011合金以及Al-Er中间合金为原料，熔炼 A1-0. 7Fe-0. 5Si_0. IEr合金，熔炼温度760°C，经搅拌、C6Cl6除气精炼，于720°C浇注成200*100*30 (mm)合金锭。铸锭均勻化工艺温度565°C，保温4小时，降到490°C，保温2小时。热轧工艺开轧温度490°C，终轧温度300-330°C，热轧成品厚度3. 0 (mm)。冷轧工艺 3. 0-1. 2-0. 6-0. 30 (mm)。铝箔轧制工艺0. 30-0. 1-0. 05-0. 04-0. 03 (mm)。铝箔成品退火工艺升温时间18小时，235°C保温15小时，4小时降温到200°C，保温22小时，10小时降至 100°C后出炉。实施例4 采用8011合金以及Al-Er中间合金为原料，熔炼 A1-0. 7Fe-0. 5Si_0. 15Er合金，熔炼温度760°C，经搅拌、C6Cl6除气精炼，于720°C浇注成 200*100*30 (mm)合金锭。铸锭均勻化工艺温度565°C，保温4小时，降到490°C，保温2小时。热轧工艺开轧温度490°C，终轧温度300-330°C，热轧成品厚度3. 0 (mm)。冷轧工艺 3. 0-1. 2-0. 6-0. 30 (mm)。铝箔轧制工艺0. 30-0. 1-0. 05-0. 04-0. 03 (mm)。铝箔成品退火工艺升温时间18小时，235°C保温15小时，4小时降温到200°C，保温22小时，10小时降至 100°C后出炉。取对比例1与实施例2、3、4(0. 03mm)进行室温拉伸试验测试轧向抗拉强度、屈服强度、延伸率等，结果如表1所示。再进行电阻率测试，结果如表2所示，实施例1至实施例 4电阻率比较见图1。对比例5 采用8011合金以及Al-Er中间合金为原料，熔炼A1-0. 7Fe_0. 5Si合金， 熔炼温度760V，经搅拌、C6C16除气精炼，于720°C浇注成200*100*30 (mm)合金锭。铸锭均勻化工艺金属温度565°C，保温4小时，金属温度降到490°C保温2小时。热轧工艺热终轧温度300-330°C，热轧成品厚度3. 0 (mm)。冷轧工艺3. 0-1. 2-0. 55-0. 30-切边(mm)。铝箔压延工艺0. 30-0. 125-0. 052-0. 024-合卷-2*0. 024-2*0. 012-分卷-成品退火(mm)。 铝箔成品退火工艺升温时间18小时，235°C保温15小时，4小时降温到200°C，保温22小时，10小时降至100°C后出炉。实施例6 采用8011合金以及Al-Er中间合金为原料，熔炼 A1-0. 7Fe-0. 5Si_0. OlEr合金，熔炼温度760°C，经搅拌、C6Cl6除气精炼，于720°C浇注成200*100*30 (mm)合金锭。铸锭均勻化工艺金属温度565 °C，保温4小时，金属温度降到490°C保温2小时。热轧工艺热终轧温度300-330°C，热轧成品厚度3. 0 (mm)。冷轧工艺3. 0-1. 2-0. 55-0. 30-切边(mm)。铝箔压延工艺0. 30-0. 125-0. 052-0. 024-合卷-2*0. 024-2*0. 012-分卷-成品退火(mm)。铝箔成品退火工艺升温时间18小时，2!35°C 保温15小时，4小时降温到200°C，保温22小时，10小时降至100°C后出炉。取对比例5、实施例6(0. 012mm)进行室温拉伸试验分别测试轧向和横向的抗拉强度，延伸率等，结果如表3所示。对比例5、实施例6冷轧态轧向与横向拉伸性能比较图见图 2，对比例5、实施例6退火态的轧向与横向拉伸性能比较见图3。表1 本发明中对比例1与实施例2、实施例3、实施例4(0. 03mm)拉伸试验结果比较
权利要求
1. 一种添加Er的Al-Fe-Si铝箔材料，其特征在于，添加Er的Al-Fe-Si铝箔材料的各组份及其重量百分比为Si 0. 5 0. 6% ；Fe 0. 7 0. 85% ；Er 0. 01 0. 15% ；余量为 Al及其他不可避免的杂质。
全文摘要
一种添加Er的Al-Fe-Si铝箔材料，属于金属合金技术领域。本发明的一种铝箔材料，其化学成分为Er 0.01～0.15％，Si 0.5～0.6％，Fe 0.7～0.85％，Al余量以及其他一些不可避免杂质。采用熔炼、铸造、冷热加工制备所需规格铝箔。添加了稀土元素Er(1)提高了Al-Fe-Si(8011)铝箔的力学性能，在保持延伸率的同时，不同程度提高了合金常温下的抗拉强度，屈服强度等；(2)降低了铝箔的电阻率，并且电阻率随Er含量的升高而缓慢上升。(3)明显改善了轧制成型铝箔的各向异性，降低轧向横向之间的抗拉强度差。
文档编号C22C21/00GK102534313SQ20121001125
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月15日 优先权日2012年1月15日
发明者张乔正, 文胜平, 聂祚仁, 苏学宽, 黄晖 申请人:北京工业大学