一種用于有隔板醫(yī)用高效空氣過濾器鋁材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種鋁材料的制備工藝技術(shù)領(lǐng)域，更具體的是涉及一種用于有隔板醫(yī)用高效空氣過濾器鋁材料的制備方法。
背景技術(shù)
隨著新冠疫情在全球范圍內(nèi)蔓延，人們對高質(zhì)量的空氣需求越來越高。而高效空氣過濾器作為目前市場上主流的空氣處理專用設(shè)備，也得到人們的青睞，同時對高效空氣過濾器的指標也提出了更高的要求。市場上有隔板高效過濾器是用超細纖維作濾料、優(yōu)質(zhì)牛皮紙熱滾壓成形作分隔板，與木框或鋁合金框膠和而成，具有過濾效率高，阻力低，風(fēng)量大的優(yōu)點。
但同時這種過濾器也存在相應(yīng)的缺點，首先在面臨醫(yī)院或醫(yī)用實驗室空氣濕度大或溫差大的環(huán)境中，牛皮紙熱滾壓成形分隔板會存在受冷熱干濕的影響發(fā)生收縮，耐熱和耐濕的條件下破裂強度會發(fā)生變化，分隔板會失效，從而散發(fā)顆粒，造成空氣污染，導(dǎo)致空氣過濾器失效。其次，因牛皮紙本身性能問題，隔板一般用0.06mm的厚度，在過濾器有限的尺寸空間，安置濾芯的面積會降低。最后，牛皮紙制造過程屬于高污染產(chǎn)業(yè)，會對生態(tài)環(huán)境造成很大的污染。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于有隔板醫(yī)用高效空氣過濾器鋁材料的制備方法，具體如以下所示：
一種用于有隔板醫(yī)用高效空氣過濾器鋁材料的制備方法，包括以下步驟：
S1、合金成分制備：按照合金組成成分與質(zhì)量百分比為：Fe＝0.4-0.5％， Si＝0.16-0.2％，Ti＝0.015-0.03％，Al＝≥99.2％進行制備；
S2、鑄軋：將S1中的合金經(jīng)鋁水化平后，2-4小時后進行精煉添加精煉劑，確定鋁液表面無浮渣后，進行倒?fàn)t，經(jīng)過鑄軋工藝得到上下板面晶粒為1級均勻的鑄軋卷；
S3、開坯及熱處理：將S2中得到的鑄軋卷開坯軋制，工作輥粗糙度 Ra0.5-0.7，開卷張力和卷取張力為0.8-1.0kg/mm?2，軋制速度200-300m/min，軋制2個道次后進行熱處理，外圈焊接，板面打緊鋼帶，在高溫退火爐中進行均勻化退火得到半成品；
S4、冷中軋：將S3得到的半成品軋制至0.5-0.6mm，由縱剪機進行切邊精整工序，精整過程中檢查板面質(zhì)量，精整完成后，料卷轉(zhuǎn)到冷軋機軋制 0.2-0.3mm；
S5、箔軋成品軋制：將S4料轉(zhuǎn)至箔軋軋機進行精軋，工作輥粗糙度 Ra0.12-0.17，軋制速度為850-950m/min，軋制力為170-180t，得到成品厚度 0.025-0.03mm的鋁箔。
優(yōu)選的，S1中，F(xiàn)e含量:Si含量＝2.5。
優(yōu)選的，S2中，精煉劑用量為每噸鋁水添加1.5-1.8kg精煉劑，通過鑄軋板制EBSD樣檢查晶粒度，其中表層距鑄軋板中心1/3處，粒徑比為0.08-0.1，鑄軋板中間部分粒徑比為0.12-0.15。
優(yōu)選的，S3中，在高溫退火爐中進行均勻化退火，按照0.015-0.02℃/s 升溫到目標加熱溫度420-480℃，達到目標加熱溫度后保溫5-8h，出爐后風(fēng)冷，得到鋁卷的半成品。
優(yōu)選的，S4中，軋制油含水量為120ppm以下。
優(yōu)選的，S5中得到的成品鋁箔，需要進行耐熱和耐濕指標檢驗，耐熱測試方法為將鋁箔和牛皮紙，放入烘箱中進行60-180℃，保溫90min，之后進行破裂強度測試，耐濕性測試為將成品鋁箔和牛皮紙放入25℃的水中浸泡30-90min 后，進行破裂強度測試。
有益效果：
(1)本方法制備的用于有隔板醫(yī)用高效空氣過濾器鋁材料相比于傳統(tǒng)的牛皮紙做隔板材料，鋁箔隔板具有優(yōu)異的耐熱和耐濕性能，在耐熱條件下，鋁箔隔板的破裂強度比牛皮紙隔板提高了2-3倍，在耐濕環(huán)境下，鋁箔隔板破裂強度不變，牛皮紙隔板隨著浸泡時間破裂強度降低，鋁箔隔板破裂強度比牛皮紙隔板提升了2倍以上。
(2)在厚度方面，鋁箔隔板的厚度只有0.025-0.03mm，牛皮紙隔板在0.06mm，鋁箔厚度減薄了50％以上，同時力學(xué)性能方面破裂強度也提升了2倍以上。
(3)在環(huán)境保護方面，鋁箔作為清潔材料可以回收利用，符合國家提倡的碳中和碳達峰環(huán)保理念，該產(chǎn)品具有廣泛的市場應(yīng)用。
具體實施方式
為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。
實施例一：
(1)合金成分制備：按照Fe含量：Si含量＝2.5(以下均為重量百分比)，且Fe含量0.4％，Si含量0.16％，Ti含量0.015％，鋁含量99.425％，其中Fe、Si、Ti、Al和重量百分比之和為100％。進行合金元素配比。
(2)鑄軋：將步驟(1)中合金按照比例進行配比，在熔煉爐經(jīng)鋁水化平后，2-4小時進行精煉工序，精煉劑按照每噸鋁水添加1.5kg精煉劑進行精煉，當(dāng)目視鋁液表面看不到浮渣后，進行倒?fàn)t工序。再經(jīng)過鑄軋工藝得到上下板面晶粒為1級均勻的鑄軋卷；鑄軋卷金相制EBSD樣檢查晶粒度，其中表層距鑄軋板中心1/3處，粒徑比為0.08，鑄軋板中間部分粒徑比為0.12。
(3)開坯及熱處理：將步驟(2)得到的鑄軋卷開坯軋制，工作輥粗糙度Ra0.5，開卷張力和卷取張力控制在0.8kg/mm?2，軋制速度200m/min，軋制2 個道次后進行熱處理。外圈焊接，板面打緊鋼帶，在高溫退火爐中進行均勻化退火，按照0.015℃/s升溫到目標加熱溫度420℃，達到目標加熱溫度后保溫 8h，出爐后風(fēng)冷，得到鋁卷的半成品。
(4)冷中軋：將步驟(3)得到的半成品軋制至0.5mm，由縱剪機進行切邊精整工序，精整過程中檢查板面質(zhì)量；精整完成后，料卷轉(zhuǎn)到冷軋機軋制 0.2mm。其中軋制油含水量控制在100ppm。
(5)箔軋成品軋制：將步驟(4)料轉(zhuǎn)至箔軋軋機進行精軋，工作輥粗糙度Ra0.12，軋制速度850m/min，軋制力控制在170t，得到成品厚度0.025mm 的鋁箔。
本發(fā)明的制備方法得到的有隔板高效空氣過濾器鋁材料的成品破裂強度為180KPa。在耐熱和耐濕同等條件下，鋁箔隔板比牛皮紙隔板破裂強度提升了 2倍以上。
鋁箔與牛皮紙的耐熱性破裂強度如下表所示：
鋁箔與牛皮紙在水溫25℃時，耐濕性破裂強度如下表所示：
實施例二：
(1)合金成分制備：按照Fe含量：Si含量＝2.5(以下均為重量百分比)，且Fe含量0.5％，Si含量0.2％，Ti含量0.03％，鋁含量99.27％，其中Fe、Si、 Ti、Al重量百分比之和為100％。進行合金元素配比。
(2)鑄軋：將步驟(1)中合金按照比例進行配比，在熔煉爐經(jīng)鋁水化平后，4小時進行精煉工序，精煉劑按照每噸鋁水添加1.8kg精煉劑進行精煉，當(dāng)目視鋁液表面看不到浮渣后，進行倒?fàn)t工序。再經(jīng)過鑄軋工藝得到上下板面晶粒為1級均勻的鑄軋卷；鑄軋卷金相制EBSD樣檢查晶粒度，其中表層距鑄軋板中心1/3處，粒徑比為0.1，鑄軋板中間部分粒徑比為0.15。
(3)開坯及熱處理：將步驟(2)得到的鑄軋卷開坯軋制，工作輥粗糙度 Ra0.7μm，開卷張力和卷取張力控制在1.0kg/mm?2，軋制速度300m/min，軋制 2個道次后進行熱處理。外圈焊接，板面打緊鋼帶，在高溫退火爐中進行均勻化退火，按照0.02℃/s升溫到目標加熱溫度480℃，達到目標加熱溫度后保溫 5h，出爐后風(fēng)冷，得到鋁卷的半成品。
(4)冷中軋：將步驟(3)得到的半成品軋制至0.6mm，由縱剪機進行切邊精整工序，精整過程中檢查板面質(zhì)量；精整完成后，料卷轉(zhuǎn)到冷軋機軋制 0.3mm。其中軋制油含水量控制在80ppm。
(5)箔軋成品軋制：將步驟(4)料轉(zhuǎn)至箔軋軋機進行精軋，工作輥粗糙度Ra0.17，軋制速度950m/min，軋制力控制在180t，得到成品厚度0.03mm 的鋁箔。
本發(fā)明的制備方法得到的有隔板高效空氣過濾器鋁材料的成品破裂強度為200KPa。在耐熱和耐濕同等條件下，鋁箔隔板比牛皮紙隔板破裂強度提升了 2倍以上。
鋁箔與牛皮紙的耐熱性破裂強度如下表所示：
鋁箔與牛皮紙在水溫25℃時，耐濕性破裂強度如下表所示：
實施例三：
(1)合金成分制備：按照Fe含量：Si含量＝2.5(以下均為重量百分比)，且Fe含量0.45％，Si含量0.18％，Ti含量0.023％，鋁含量99.347％，其中Fe、 Si、Ti、Al重量百分比之和為100％。進行合金元素配比。
(2)鑄軋：將步驟(1)中合金按照比例進行配比，在熔煉爐經(jīng)鋁水化平后，3小時進行精煉工序，精煉劑按照1.65kg/t鋁水的比例進行精煉，當(dāng)目視鋁液表面看不到浮渣后，進行倒?fàn)t工序。再經(jīng)過鑄軋工藝得到上下板面晶粒為 1級均勻的鑄軋卷；鑄軋卷金相制EBSD樣檢查晶粒度，其中表層距鑄軋板中心 1/3處，粒徑比為0.09，鑄軋板中間部分粒徑比為0.135。
(3)開坯及熱處理：將步驟(2)得到的鑄軋卷開坯軋制，工作輥粗糙度 Ra0.6μm，開卷張力和卷取張力控制在0.9kg/mm2，軋制速度250m/min，軋制 2個道次后進行熱處理。外圈焊接，板面打緊鋼帶，在高溫退火爐中進行均勻化退火，按照0.018℃/s升溫到目標加熱溫度450℃，達到目標加熱溫度后保溫7h，出爐后風(fēng)冷，得到鋁卷的半成品。
(4)冷中軋：將步驟(3)得到的半成品軋制至0.55mm，由縱剪機進行切邊精整工序，精整過程中檢查板面質(zhì)量；精整完成后，料卷轉(zhuǎn)到冷軋機軋制 0.25mm。其中軋制油含水量控制在90ppm。
(5)箔軋成品軋制：將步驟(4)料轉(zhuǎn)至箔軋軋機進行精軋，工作輥粗糙度Ra0.15，軋制速度900m/min，軋制力控制在175t，得到成品厚度0.028mm 的鋁箔。
本發(fā)明的制備方法得到的有隔板高效空氣過濾器鋁材料的成品破裂強度為190KPa。在耐熱和耐濕同等條件下，鋁箔隔板比牛皮紙隔板破裂強度提升了 2倍以上。
鋁箔與牛皮紙的耐熱性破裂強度如下表所示：
鋁箔與牛皮紙在水溫25℃時，耐濕性破裂強度如下表所示：
相比于傳統(tǒng)的牛皮紙做隔板材料，鋁箔隔板具有優(yōu)異的耐熱和耐濕性能，在耐熱條件下，鋁箔隔板的破裂強度比牛皮紙隔板提高了2-3倍，在耐濕環(huán)境下，鋁箔隔板破裂強度不變，牛皮紙隔板隨著浸泡時間破裂強度降低，鋁箔隔板破裂強度比牛皮紙隔板提升了2倍以上。在厚度方面上，鋁箔隔板的厚度只有0.025-0.03mm，在牛皮紙隔板在0.06mm，鋁箔厚度減薄了50％以上，同時力學(xué)性能方面破裂強度也提升了2倍以上。材料性能指標提升原因主要是在合金的設(shè)計方面及鑄軋精煉及粒徑比等關(guān)鍵參數(shù)的精確管控，以及冷軋加工過程軋制參數(shù)及中間熱處理工藝有機結(jié)合，從而使得鋁箔材料厚度減薄的情況下，性能指標在提升。在環(huán)境保護方面，鋁箔作為清潔材料可以回收利用，符合國家提倡的碳中和碳達峰環(huán)保理念，該產(chǎn)品具有廣泛的市場應(yīng)用。
作為進一步改進，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。