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負極箔是生產電解電容器的關鍵材料，我國鋁電解電容器發(fā)展很快，據統(tǒng)計已成為世界生產電解電容器的大國，年消耗鋁箔約8kt，并以20%的速度遞增，2000年以前負極箔主要靠進口，我公司根據市場需要，開發(fā)AL-MN-CU和AL-CU-FE負極箔，經過近4年的艱苦努力，掌握了負極箔生產的關鍵技術，產品質量大大提高，成品率由原來的35%提高到現在的80%，而且用戶反映良好，腐蝕后鋁箔表面光潔均勻，比容穩(wěn)定。本文著重介紹用AL-CU-FE合金生產電解電容器負極箔的技術。
1負極箔的質量要求
1.1性能要求
AL-CU-FE合金負極箔的基本性能要求如下：
①比容不少于450?F/cm?
②腐蝕后厚度基本不減薄
③強度好，折彎次數達80次以上，腐蝕后強度RM≥2。2N/cm?
④水合穩(wěn)定性好，比容減少不大于8%
⑤殘留物氯離子不大于0。08mg/m?，殘留CU不大于12mg/m?
⑥膠帶粘合力不小于0。95N/cm
1.2化學成分
AL-CU-FE合金各元素的質量分數為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表面均勻，無擦傷、劃傷、輥印，腐蝕后表面光潔均勻，無孔洞、折皺、翻邊等缺陷
③腐蝕后表面無灰粉
④板形不大于40I
2負極箔毛料的生產
負極箔的生產工藝流程為電解鋁液→熔煉、配料→精煉→在線除氣除渣→鑄軋→冷軋→退火→冷軋→退火→精軋
2.1配料
純度99。85%電解鋁液70%，純度99。7%的鋁錠或一級廢料30%，AL-CU、AL-FE中間合金。
2.2配料的凈化
電解鋁液具有熔體溫度高，雜質含量復雜，氣體雜質多等特片電解鋁液溫度一般在950℃以上，而且鋁液中夾雜著FE、CU、SI等雜質以及各種電解質，金屬及非金屬氧化物，并且H2含量高達2。5ml/100g/AL，并含有CO、CH4等氣體，因此，對電解鋁液必須進行精煉，一般采用爐外降溫、除氣、除渣、爐內精煉及在線除氣除渣等方法。
電解鋁液加入熔煉爐時在開口包內進行除氣、除渣和降溫，通過過濾網進入熔煉爐內，使爐內先加入固體料熔化，熔化后攪拌，待金屬溫度為720～730℃時進行配料，配料合格后，金屬溫度達到735～740℃時導爐，導爐前20min扒渣。
2.3爐內精煉
導爐時，邊導邊精煉，精煉劑用99。995%的高純氬氣+5%的CCL4，精煉15～18min，精煉要均勻徹底，八凈表面浮渣，并保證熔體溫度為720～730℃。
2.4爐外精煉及過濾
爐外選用在線式精煉技術，熔池溫度保持在(730±5)℃，精煉劑選用99。9998%的高純氬氣，氣體壓力不少于0。4MPa，轉速不小于120r/min，并且保持精煉池負壓，防止氧化吸氣造渣。通過在線精煉，一般使氫含量小于或等于0。12ml/100gAL
爐外采用在線連續(xù)雙層過濾技術，保持過濾壓力，第一層用30目的過濾板，第二層用40目的過濾板。
2.5在線細化晶粒
細化劑選用AL-5TI-1B，保證含TI量在(0。01±0。005)%內，AL-TI-B絲連續(xù)均勻加入，加入的位置和方向很重要，一般鑄軋后晶粒度達到一級。
熔煉過程各個環(huán)節(jié)要嚴格按照工藝制度進行操作，并認真記錄，工具、流槽一定要干燥和干凈，防止污染熔體。
2.6鑄軋
2.6.1鑄軋輥系選擇
二輥式鑄軋機鑄軋輥系選擇一定要合理，輥系潤滑選用連續(xù)噴火潤滑，冷卻采用連續(xù)的純水冷卻輥系的輥型，以保證軋后產品表面光潔，板形良好。
2.6.2鑄軋工藝參數
表面均勻光潔，無嚴重輥印等影響使用的缺陷。
通過各道工序的質量控制，達到負極箔毛料的質量標準，才能進入下道工序生產。
3.4軋制過程的質量控制
冷軋前，首先要檢查鑄軋卷的尺寸公差和表面質量，過濾好軋制汕，清理各輥系的臟物，檢查工作輥導向輥表面粗糙度，選擇好輥型進行勻速軋制，每道次必須根據軋制工藝參數進行軋制，同時檢查表面、尺寸公差，要合理地控制輥型和軋速，使軋后板帶表面光潔，楹形良好，無擦傷、輥印。
按照退火工藝進行中間退火，同時控制好退火后的加工率，使產品通過退火和變形，改善其組織織構，一般0。04～0。05mm厚的負極箔組織的立方織構控制在40%，這樣才能在腐蝕過程中形成均勻的通道，使腐蝕速度均勻，從而使腐蝕后的鋁箔比容穩(wěn)定，抗折彎，強度高，灰粉少。
4縱剪過程的質量控制
縱剪工序要防止箔材表面擦劃傷及金屬壓入，同時也要防止切邊廢悄卷入。切邊要整齊，不得的毛刺，縱剪必須檢查清理各輥系的臟物、粘鋁和非金屬雜物，輥面粗糙要保證為1。6?m，對不合格的料頭、料尾一定要切掉，對鋁箔表面的軋制油要用清輥器清理，使軋制油油膜均勻，縱剪的周圍環(huán)境要達到生產負極箔的質量要求。
5影響負極質量的主要因素
5.1CU元素
負極箔中的CU元素含量增高會提高比電容，因為CU的電極騰開比AL的高，CU元素為腐蝕核心，有利于增加鋁箔表面積，提高比電容。但CU含量過高時易使蝕孔粗大，前使表面黑粉較多，鋁箔粘著性不好，殘留CU也增大，電容漏電性增大。因此，必須根據用戶的要求確定CU的含量。
5.2FE的元素
負極箔中FE除與AL生產FEAL3化合物外，還生成a(Fe3Si2Al9)化合物，ALFeSi化合物較鋁基體的電位高，但較氫的電位低，這不僅有利于腐蝕而且不易產生二次沉淀。但Fe、Si含量過高時易形成粗大的化合物，降低腐蝕孔效果，從而降低比容，一般Fe/Si控制在2。5以上，使之形成a化合物。
5.3晶粒度
影響負極箔最終晶粒度的因素有：毛料的原始晶粒度，熱處理制度，軋制變形量等，對于鋁箔坯料一定要控制晶粒度達到以一致，中間退火要防止晶粒過大。總加工率一般要控制在78%以上，這樣才能保證負極箔不易產生粗大晶粒。粗大晶粒導致分層，腐蝕使有效的針孔數減少，比電容降低，易產生灰粉，降低強度，引起斷帶。
5.4中間退火工藝
中間退火工藝直接影響負極箔的化學成分均勻性、組織均勻性和產品的晶粒度。負極箔腐蝕時，不但有核心，而且要有腐蝕通道，腐蝕通道與產品的總加工率、道次加工率及熱處理工藝有很大關系。因此，中間退火工序的選擇是影響負極箔質量的關鍵，對電解鋁鑄軋法生產負極尤為重要。
6結論
①通過2年來用電解鋁液鑄工軋法生產負極箔(銷售量1500噸以上)，表明我們采用的工藝合理，滿足用戶的要求。
②與熱軋法比較，該工藝簡單，易操作，成品率高，成本比熱軋法少1200元/T以上，經濟效益好。
