| 负极箔是生产电解电容器的关键材料，我国铝电解电容器发展很快，据统计已成为世界生产电解电容器的大国，年消耗铝箔约8kt，并以20%的速度递增，2000年以前负极箔主要靠进口，我公司根据市场需要，开发AL-MN-CU和AL-CU-FE负极箔，经过近4年的艰苦努力，掌握了负极箔生产的关键技术，产品质量大大提高，成品率由原来的35%提高到现在的80%，而且用户反映良好，腐蚀后铝箔表面光洁均匀，比容稳定。本文着重介绍用AL-CU-FE合金生产电解电容器负极箔的技术。
1负极箔的质量要求 1.1性能要求 AL-CU-FE合金负极箔的基本性能要求如下： ①比容不少于450?F/cm? ②腐蚀后厚度基本不减薄 ③强度好，折弯次数达80次以上，腐蚀后强度RM≥2。2N/cm? ④水合稳定性好，比容减少不大于8% ⑤残留物氯离子不大于0。08mg/m?，残留CU不大于12mg/m? ⑥胶带粘合力不小于0。95N/cm 1.2化学成分 AL-CU-FE合金各元素的质量分数为W(CU)=0。2%~0。23%;W(FE)=0。16%~0。19%;W(SI)不大于0。08%;其他不大于0。005%。 1.2表面及尺寸要求 ①厚度0。04~0。05mm，偏差±0。002mm ②表面均匀，无擦伤、划伤、辊印，腐蚀后表面光洁均匀，无孔洞、折皱、翻边等缺陷 ③腐蚀后表面无灰粉 ④板形不大于40I 2负极箔毛料的生产 负极箔的生产工艺流程为电解铝液→熔炼、配料→精炼→在线除气除渣→铸轧→冷轧→退火→冷轧→退火→精轧 2.1配料 纯度99。85%电解铝液70%，纯度99。7%的铝锭或一级废料30%，AL-CU、AL-FE中间合金。 2.2配料的净化 电解铝液具有熔体温度高，杂质含量复杂，气体杂质多等特片电解铝液温度一般在950℃以上，而且铝液中夹杂着FE、CU、SI等杂质以及各种电解质，金属及非金属氧化物，并且H2含量高达2。5ml/100g/AL，并含有CO、CH4等气体，因此，对电解铝液必须进行精炼，一般采用炉外降温、除气、除渣、炉内精炼及在线除气除渣等方法。 电解铝液加入熔炼炉时在开口包内进行除气、除渣和降温，通过过滤网进入熔炼炉内，使炉内先加入固体料熔化，熔化后搅拌，待金属温度为720～730℃时进行配料，配料合格后，金属温度达到735～740℃时导炉，导炉前20min扒渣。 2.3炉内精炼 导炉时，边导边精炼，精炼剂用99。995%的高纯氩气+5%的CCL4，精炼15～18min，精炼要均匀彻底，八净表面浮渣，并保证熔体温度为720～730℃。 2.4炉外精炼及过滤 炉外选用在线式精炼技术，熔池温度保持在(730±5)℃，精炼剂选用99。9998%的高纯氩气，气体压力不少于0。4MPa，转速不小于120r/min，并且保持精炼池负压，防止氧化吸气造渣。通过在线精炼，一般使氢含量小于或等于0。12ml/100gAL 炉外采用在线连续双层过滤技术，保持过滤压力，第一层用30目的过滤板，第二层用40目的过滤板。 2.5在线细化晶粒 细化剂选用AL-5TI-1B，保证含TI量在(0。01±0。005)%内，AL-TI-B丝连续均匀加入，加入的位置和方向很重要，一般铸轧后晶粒度达到一级。 熔炼过程各个环节要严格按照工艺制度进行操作，并认真记录，工具、流槽一定要干燥和干净，防止污染熔体。 2.6铸轧 2.6.1铸轧辊系选择 二辊式铸轧机铸轧辊系选择一定要合理，辊系润滑选用连续喷火润滑，冷却采用连续的纯水冷却辊系的辊型，以保证轧后产品表面光洁，板形良好。 2.6.2铸轧工艺参数 表面均匀光洁，无严重辊印等影响使用的缺陷。 通过各道工序的质量控制，达到负极箔毛料的质量标准，才能进入下道工序生产。 3.4轧制过程的质量控制 冷轧前，首先要检查铸轧卷的尺寸公差和表面质量，过滤好轧制汕，清理各辊系的脏物，检查工作辊导向辊表面粗糙度，选择好辊型进行匀速轧制，每道次必须根据轧制工艺参数进行轧制，同时检查表面、尺寸公差，要合理地控制辊型和轧速，使轧后板带表面光洁，楹形良好，无擦伤、辊印。 按照退火工艺进行中间退火，同时控制好退火后的加工率，使产品通过退火和变形，改善其组织织构，一般0。04～0。05mm厚的负极箔组织的立方织构控制在40%，这样才能在腐蚀过程中形成均匀的通道，使腐蚀速度均匀，从而使腐蚀后的铝箔比容稳定，抗折弯，强度高，灰粉少。 4纵剪过程的质量控制 纵剪工序要防止箔材表面擦划伤及金属压入，同时也要防止切边废悄卷入。切边要整齐，不得的毛刺，纵剪必须检查清理各辊系的脏物、粘铝和非金属杂物，辊面粗糙要保证为1。6?m，对不合格的料头、料尾一定要切掉，对铝箔表面的轧制油要用清辊器清理，使轧制油油膜均匀，纵剪的周围环境要达到生产负极箔的质量要求。 5影响负极质量的主要因素 5.1CU元素 负极箔中的CU元素含量增高会提高比电容，因为CU的电极腾开比AL的高，CU元素为腐蚀核心，有利于增加铝箔表面积，提高比电容。但CU含量过高时易使蚀孔粗大，前使表面黑粉较多，铝箔粘着性不好，残留CU也增大，电容漏电性增大。因此，必须根据用户的要求确定CU的含量。 5.2FE的元素 负极箔中FE除与AL生产FEAL3化合物外，还生成a(Fe3Si2Al9)化合物，ALFeSi化合物较铝基体的电位高，但较氢的电位低，这不仅有利于腐蚀而且不易产生二次沉淀。但Fe、Si含量过高时易形成粗大的化合物，降低腐蚀孔效果，从而降低比容，一般Fe/Si控制在2。5以上，使之形成a化合物。 5.3晶粒度 影响负极箔最终晶粒度的因素有：毛料的原始晶粒度，热处理制度，轧制变形量等，对于铝箔坯料一定要控制晶粒度达到以一致，中间退火要防止晶粒过大。总加工率一般要控制在78%以上，这样才能保证负极箔不易产生粗大晶粒。粗大晶粒导致分层，腐蚀使有效的针孔数减少，比电容降低，易产生灰粉，降低强度，引起断带。 5.4中间退火工艺 中间退火工艺直接影响负极箔的化学成分均匀性、组织均匀性和产品的晶粒度。负极箔腐蚀时，不但有核心，而且要有腐蚀通道，腐蚀通道与产品的总加工率、道次加工率及热处理工艺有很大关系。因此，中间退火工序的选择是影响负极箔质量的关键，对电解铝铸轧法生产负极尤为重要。 6结论 ①通过2年来用电解铝液铸工轧法生产负极箔(销售量1500吨以上)，表明我们采用的工艺合理，满足用户的要求。 ②与热轧法比较，该工艺简单，易操作，成品率高，成本比热轧法少1200元/T以上，经济效益好。 |
