一种电解电容器高压阳极用铝箔的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种电解电容器高压阳极用铝箔的制造方法，包括熔铸步骤：在高纯铝液中调配辅助元素；（Ｂ）铸锭均匀化退火及热轧步骤；（Ｃ）冷轧步骤；（Ｄ）中间退火步骤：在所述冷轧步骤最末道次轧制前进行一次退火处理。本发明专利技术提供一种生产成本较低、立方织构及比电容高的电解电容器高压阳极用铝箔的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电容器的阳极用铝箔，更具体地说，本专利技术尤其涉及一种电解电容器的高压阳极用铝箔的制造方法。
技术介绍
随着电子工业和信息产业的飞速发展，电器产品和信息技术设备不断向高性能、小型化、集成化发展，而铝电解电容器是现代电器产品和信息技术设备中必不可少的元件。很大程度上，铝电解电容器的单位体积电容量在很大程度上取决于其中的阳极箔电极的比电容。为了适应电解电容器小型化的需要，提高阳极箔电极的比电容，是适应电解电容器乃至整个电器设备小型化发展的重要技术措施。根据平行板电容器电容公式C＝εS/d可知，电容器电容量C与电极的表面积S和介电常数ε成正比，而与电板间距成反比。因此，在材料确定的情况下，介电常数ε随之确定，而电极间距d又不宜过小，否则会使电容器击穿。这时要想提高电容量，扩大电极表面积就成为主要因素。而调配适当的化学成份并提高电解电容器阳极用铝箔的立方织构是扩大电极的表面积，进而提高阳极箔比电容的重要途径。在此方面，有专利号为01131402的中国专利文件公开了一种电解电容器高压阳极用铝箔的生产工艺，它基本上包括(1)熔铸步骤，(2)铸锭预热、均匀化及高温热轧步骤，(3)冷轧及箔轧步骤，以及(4)真空热处理步骤，以使铝箔表面生产薄氧化膜并使加工织构转变为立方织构，称该方法制得的电解电容器高压阳极用铝箔立方织构占有率95％以上，化成后电容为1.0～1.05μF/cm2(375Vf)，立方织构和比电容不是很高。此外，申请号为00105387的专利技术专利中公开了一种用于电解电容器的铝箔和制造方法，其制造方法通过加入部分微量元素，增加铝箔腐蚀发孔密度，同时利用四次退火，提高立方织构，工艺较为复杂，耗能较高，生产成本较高。公开号为2002-173748的日本专利申请文件公开了一种高纯度铝箔的制造方法，其冷轧过程中需经二次中间退火，生产成本较高。
技术实现思路
本专利技术要达到的技术目的是要提供一种生产成本较低、立方织构及比电容高的电解电容器高压阳极用铝箔的制造方法。为此，本专利技术的技术解决方案是，该制造方法包括如下步骤(A)熔铸步骤在高纯铝液中适当调配辅助元素，使铝液达到如下的重量组成，Fe0.0005％～0.0018％，Si0.0005％～0.003％，Cu0.003％～0.007％，Mg0.0002％～0.003％，Al≥99.98％，其它单个杂质元素≤0.001％，然后快速冷却成型为铸锭；(B)铸锭均匀化退火及热轧步骤将成型铸锭在580℃～620℃温度范围进行均匀化退火处理，金属保温时间5小时～30小时；然后在480℃～560℃温度进行热轧开轧，热轧终了温度控制在270℃～360℃，热轧道次为13～21道，制得厚度为5mm～14mm的热轧卷材；(C)冷轧步骤将热轧卷材经过7～11道次的冷轧，轧成硬态铝箔；(D)中间退火步骤在所述冷轧步骤最末道次轧制前进行一次退火处理。进一步优化本专利技术的工艺措施如下调配后的铝液中如果Fe含量在0.0009％～0.0018％时，优选Si的重量百分比含量比Fe的重量百分比含量高0.00005％～0.0015％；铸锭规格优选为宽1020mm～1100mm、厚280mm～600mm、长2500mm～6000mm；热轧开轧温度优选为510℃～550℃，热轧终了温度优选为270℃～320℃；热轧卷材厚度优选为5mm～7mm；热轧道次优选为15～19道；中间退火的保温温度优选为210℃～270℃，金属保温时间优选1小时～4小时，退火气氛优选为空气退火、惰性气体保护退火或真空退火；最末道次轧制时加工变形率优选为18％～35％；所述的制造方法进一步包括对冷轧后的硬态铝箔作退火处理，该硬态铝箔退火在真空或Ar2或N2气体中进行，退火保温温度为480℃～550℃；步骤A包括铝液搅拌，且优选采用电磁搅拌方法完成；本专利技术制造方法进一步包括硬态铝箔成品轧制道次后的清洗步骤，清洗采用温度大于或等于70℃的水或中性清洗剂。如所周知，高压铝箔属于电子铝箔范畴，这是一种在极性条件下工作的被腐蚀材料，不同电压范围的电子铝箔要求有不同的被腐蚀类型，其中高压阳极箔一般为柱孔隧道状腐蚀结构，因为，在高压下工作时需要有耐高压的相对较厚的氧化膜，但这种厚的氧化膜又不能堵塞腐蚀生产时产生的腐蚀孔洞，否则会引起比电容下降。为能同时满足高压阳极箔应具备较厚的氧化膜以及较大的比电容这两个条件，柱孔隧道状腐蚀是最佳的选择。因此，铝箔材料应具备的特点包括(1)腐蚀核心；(2)腐蚀通道。腐蚀核心是保证材料产生局部微孔腐蚀的必要条件，是扩大铝箔表面积，进而提高阳极箔比电容的重要措施，而腐蚀核心，即腐蚀发孔密度主要与化学成份配比及各杂质元素的存在方式有关。腐蚀通道则供腐蚀介质向内扩散，使腐蚀过程顺利进行。国内外高压阳极箔一般采用直流电化学腐蚀，由于{100}面<001>取向的弹性模量很小，强度最低，故在直流电的作用下腐蚀便沿着{100}面<001>取向优先腐蚀扩展，形成正方形蚀坑，且正方形孔洞有效面积最大，有利于扩大铝箔的表面积，从而提高阳极箔的比电容。而立方织构的发达程度主要受铝箔纯度、热轧参数、冷轧参数、退火等工艺因素影响。而本专利技术的制造方法主要特点在于适当调配铝液的化学成份，然后铸锭、均匀化退火及热轧、冷轧，在最末一个冷轧道次轧制前，进行一次中间退火，制得高压阳极用硬态铝箔。其机理在于特有的配方和制造工艺使得铝箔上生成合适的腐蚀核心，同时能增加{100}面立方织构含量，使得以后的腐蚀工序能产生合适的腐蚀孔和在垂直箔面的{100}方向产生各种腐蚀隧道，提高铝箔的表面积，进而提高阳极箔比电容；而且在冷轧中，本专利技术控制使每道次压下量不致太大，以防止组织动态回复的产生，保证轧制变形更均匀、更高效，使轧制织构分布均匀，增强成品退火后立方织构的均匀性。又因为在冷轧步骤中，大的冷变形条件下，铝箔中的立方织构有所破坏，特意设置中间退火步骤以重新获得更大量的立方织构核心，使成品退火再结晶时形成的立方织构占据绝对优势。实验证明，本专利技术特色的轧制步骤等工艺措施制得的铝箔，其立方织构达98％以上，腐蚀化成后的比电容达1.05～1.3μF/cm2(375Vf)。本专利技术所述步骤A中，所述调配好的铝液的质量百分比控制为Fe0.0005％～0.0018％，Si0.0005％～0.003％，Cu0.003％～0.007％，Mg0.0002％～0.003％，Al≥99.98％，其它单个杂质元素≤0.001％，如果Fe含量高于此范围则阻碍立方织构的形成，且易析出粗大的化合物，降低阳极箔的比电容和增大阳极箔的漏电流；Fe含量低于此范围，冷轧加工困难，且生产成本高；Si含量高于此范围则会影响立方织构的形成和化成时间，低于此范围则不利于生产控制；Cu是高压箔中最有效的腐蚀核心，但其含量如果高于此范围，会由于腐蚀坑的密度过高而相互连接形成大的腐蚀坑，降低电容量，另外高的Cu含量也会增大阳极箔的漏电流；Cu含量低于此范围，箔的腐蚀核心少，腐蚀效果差，比电容低；Mg含量有时由于原料的关系，有时不可避免，高于此范围则影响铝箔腐蚀化成后的强度，低于此范围则不易于生产控制；其它杂质含量高于此范围，则产品质量如比电容等不高，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解电容器高压阳极用铝箔的制造方法，该制造方法包括如下步骤：（Ａ）熔铸步骤：在高纯铝液中调配辅助元素，使其达到如下的重量组成，Ｆｅ：０．０００５％～０．００１８％，Ｓｉ：０．０００５％～０．００３％，Ｃｕ：０．００３％～０．００７％，Ｍｇ：０．０００２％～０．００３％，Ａｌ：≥９９．９８％，其它单个杂质元素：≤０．００１％，然后快速冷却成型为铸锭；（Ｂ）铸锭均匀化退火及热轧步骤：将成型铸锭在５８０℃～６２０℃温度范围进行均匀化退火处理，金属保温时间５小时～３０小时；然后在４８０℃～５６０℃温度范围进行热轧开轧，热轧终了温度控制在２７０℃～３５０℃，热轧道次为１３～２１道，制得厚度为５ｍｍ～１４ｍｍ的热轧卷材；（Ｃ）冷轧步骤：将热轧卷材经过７～１１道次的冷轧，轧成硬态铝箔；（Ｄ）中间退火步骤：在所述冷轧步骤最末道次轧制前进行一次退火处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶章良，
申请(专利权)人：乳源东阳光精箔有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]