電子鋁箔軋制過(guò)程中軋制油的影響及控制

羅濤

（新疆眾和股份有限公司 烏魯木齊 830013）

1 前言

隨著電子電容器用鋁箔的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈，客戶對(duì)于電子鋁箔產(chǎn)品的質(zhì)量也不斷提出更高的要求。除了容量、折彎等重要性能外，客戶對(duì)電子鋁箔的外觀要求也日益提升。光箔表面的狀態(tài)及均勻性會(huì)對(duì)腐蝕加工產(chǎn)生重要影響，這涉及到光箔加工過(guò)程的一系列工藝參數(shù)的調(diào)整[1-3]。因此，對(duì)這些影響因素的深入了解是需要進(jìn)一步深入開發(fā)研究的重要內(nèi)容，也是提高國(guó)產(chǎn)光箔技術(shù)質(zhì)量、縮小與國(guó)外產(chǎn)品差距的關(guān)鍵之一。本文從實(shí)際出發(fā)，討論了軋制油在電子鋁箔軋制過(guò)程中的作用，并分析了表面殘留軋制油對(duì)腐蝕的影響，并從日常管理的角度對(duì)軋制油控制進(jìn)行了概述。

2 鋁箔軋制過(guò)程中軋制油的作用

2.1 潤(rùn)滑作用

在軋制過(guò)程中，由于軋輥旋轉(zhuǎn)、軋輥粗糙度等多個(gè)因素的影響，軋制油順著帶材和軋輥之間的縫隙流入變形區(qū)，形成了一層油膜，減小板材所受的摩擦力。保證軋制過(guò)程穩(wěn)定進(jìn)行，并且避免了箔材表面與軋輥的干摩擦產(chǎn)生的粘連情況，有效的改善了鋁箔表面質(zhì)量。

通過(guò)軋制油潤(rùn)滑能夠有效減少變形區(qū)的摩擦力，降低鋁箔的變形抗力，從而降低能耗。由于摩擦力降低，在軋制工藝設(shè)計(jì)時(shí)可以增加道次壓下率，從而減少加工道次，同時(shí)也可以將軋制速度提高。

2.2 冷卻作用

鋁箔軋制過(guò)程中由于變形熱和摩擦熱的影響，會(huì)使變形區(qū)的溫度急劇升高，影響工作輥輥型，造成鋁箔表面質(zhì)量問(wèn)題。而潤(rùn)滑油起到了冷卻作用，通過(guò)熱交換將軋制過(guò)程中產(chǎn)生的熱量帶走，從而減少由于輥型不穩(wěn)定造成的成品表面質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)還能夠減少軋輥磨損，延長(zhǎng)軋輥壽命。

2.3 沖洗作用

在軋制過(guò)程當(dāng)中，高純鋁表面會(huì)產(chǎn)生大量氧化鋁粉，如果這些鋁粉附著在軋輥上，可能會(huì)脫落導(dǎo)致箔材表面受損。一定流量、角度的軋制油能夠沖走軋輥表面附著的鋁粉，保證軋輥的清潔，改善鋁箔表面質(zhì)量。

2.4 組織性能改善

研究表明，不同潤(rùn)滑條件下鋁箔的冷軋變形織構(gòu)演變規(guī)律不同。在當(dāng)前所實(shí)行的大變形冷軋中，通過(guò)機(jī)油潤(rùn)滑，能夠得到典型的面心立方織構(gòu)，變形均勻。通過(guò)采用煤油潤(rùn)滑，軋制織構(gòu)含量降低，而再結(jié)晶織構(gòu)含量升高，并且會(huì)產(chǎn)生大量明顯的 R織構(gòu)，變形不均勻，退火后無(wú)法得到理想的立方織構(gòu)含量。

3 鋁箔表面殘留軋制油對(duì)腐蝕的影響

雖然軋制油具有潤(rùn)滑、冷卻、沖洗等作用，但是值得注意的是，如果大量軋制油殘留在箔材表面，也會(huì)對(duì)下游的腐蝕工序產(chǎn)生一定的影響。由于電容器需要作表面腐蝕，因此對(duì)表面油污的清除有較高的要求。若軋制油殘留在表面，經(jīng)退火處理后可能會(huì)轉(zhuǎn)變成為油斑，如圖1所示。油斑是在某一溫度范圍對(duì)鋁箔作退火加熱時(shí)殘余在箔面的油沒有能在真空環(huán)境下充分燃燒而形成的表面污染，隨殘留碳含量的增加可能會(huì)呈淡黃色、黃色、褐色等。

圖1 鋁箔表面上的油斑

圖2 腐蝕箔上的油斑缺陷

在冷軋軋制過(guò)程當(dāng)中，若軋制油留存在鋁箔表面，在退火時(shí)未完全消除，造成殘留油斑部分遮蓋鋁箔表面并遲滯該部位的腐蝕發(fā)孔，因此造成腐蝕箔表面腐蝕不一致，如圖2所示。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)遮蓋部位未腐蝕或腐蝕輕、未遮蓋部位腐蝕深的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象不僅造成表面不一致，更會(huì)影響比容的提升，而正常軋制油潤(rùn)滑加工的鋁箔獲得了均勻的腐蝕發(fā)孔結(jié)構(gòu)和較高的比容值。

4 軋制油的控制要求

使用合適的軋制油能夠減少摩擦對(duì)于電子鋁箔冷變形過(guò)程中的不良影響。結(jié)合高純鋁的獨(dú)特性質(zhì)及下游生產(chǎn)的需求，電子鋁箔冷軋過(guò)程中的軋制油主要有以下的控制要求：

在退火階段，殘留在箔材表面上的軋制油能夠充分的蒸發(fā)，從而保證鋁箔表面均勻、光潔，沒有油斑。如上所說(shuō)，油斑會(huì)造成腐蝕不易發(fā)生，降低電子鋁箔的腐蝕程度，從而導(dǎo)致容量降低。

在清洗階段，要求箔材表面殘留的軋制油能夠很容易被清洗。如果清洗困難，則會(huì)造成無(wú)法清洗部分表面氧化膜厚，影響腐蝕的均勻一致性。

軋制油須有良好摩擦性，尤其是降低摩擦、抗磨擦的性能。由于電子鋁箔的冷軋時(shí)軋制力大，就要求軋制油具有高壓下良好的抗磨性能；同時(shí)，軋制油也應(yīng)當(dāng)有優(yōu)良的抗氧化作用，否則在沖刷大量鋁粉后，油品變質(zhì)速度會(huì)加快，影響退火時(shí)的揮發(fā)，從而對(duì)鋁箔的表面質(zhì)量造成影響。

軋制油應(yīng)有益于冷軋過(guò)程中立方織構(gòu)的形成，盡量減少R織構(gòu)形成，并保證其變形的均勻性。

無(wú)毒無(wú)害，符合環(huán)保要求。

5 軋制油的日常管理

5.1 日常監(jiān)測(cè)

為了保證冷軋軋制過(guò)程的順利進(jìn)行，冷軋軋制油的日常監(jiān)測(cè)是十分必要的。在生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)在線使用的軋制油各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，其中最為重要的項(xiàng)目有：透明度、濁度、餾程、閃點(diǎn)、粘度、醇脂酸含量、水分等指標(biāo)。

5.2 油位控制

由于軋制過(guò)程中，軋制油在不斷的損耗，且由于冷軋過(guò)程中冷卻、潤(rùn)滑要求高，造成軋制油的消耗速度快。故而為了保證軋制的順利進(jìn)行，需對(duì)油箱中軋制油的油位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)按比例及損耗速度添加軋制油和添加劑，避免由于油位不足報(bào)警、軋制斷帶。

5.3 添加劑控制

在軋制過(guò)程中，不同組分的添加劑作用不同，且損耗程度也不同。由于生產(chǎn)過(guò)程控制難度高，通常以復(fù)合添加劑的方式直接添加，這就需要不斷摸索、總結(jié)生產(chǎn)實(shí)際，并結(jié)合實(shí)時(shí)在線指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)軋制過(guò)程中損耗的添加劑進(jìn)行補(bǔ)充，確保添加劑含量在要求范圍內(nèi)，從而生產(chǎn)出穩(wěn)定、均勻的電子鋁箔產(chǎn)品。

5.4 油溫控制

軋制油油溫會(huì)影響到軋制油的粘度和軋制過(guò)程中變形區(qū)的油膜強(qiáng)度。隨著油溫的升高，軋制油粘度降低，油膜強(qiáng)度同樣失效，故而應(yīng)對(duì)軋制油油溫進(jìn)行控制。油溫過(guò)高時(shí)進(jìn)行冷卻、油溫過(guò)低時(shí)開啟加熱泵對(duì)軋制油進(jìn)行加熱。

5.5 清潔度

由于在軋制過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鋁粉和機(jī)械油混入軋制油的情況。當(dāng)大量鋁粉混入軋制油后，軋制油會(huì)發(fā)黃、發(fā)黑，在不斷軋制的過(guò)程中被壓實(shí)在鋁箔表面，容易造成鋁箔表面孔洞等缺陷，而機(jī)械油混入軋制油，則會(huì)導(dǎo)致退火后油斑，最終造成腐蝕不均問(wèn)題。故應(yīng)在日常生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)設(shè)備和軋制油進(jìn)行定期點(diǎn)檢，防止機(jī)械油泄漏到軋制油中。

6 結(jié)論

在電子鋁箔軋制過(guò)程中，軋制油的作用主要為潤(rùn)滑、冷卻、沖洗、組織結(jié)構(gòu)改善等。若軋制油不符合生產(chǎn)要求，則會(huì)導(dǎo)致電子鋁箔成品退火后表面油斑，最終造成腐蝕不均勻，故對(duì)軋制油提出了控制的要求。通過(guò)日常管理，保證軋制油在可控范圍內(nèi)，能夠保證電子鋁箔表面均勻、光潔，有較高一致性。

[1] 王銀華,杜國(guó)棟,許金強(qiáng),等.中高壓鋁電解電容器陽(yáng)極鋁箔研究進(jìn)展[J].電子元件與材料,2006,25(6)：1-5.

[2] 毛衛(wèi)民,蔣恒,楊平,等.微觀結(jié)構(gòu)和微量元素對(duì)鋁箔腐蝕結(jié)構(gòu)的影響[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào),2004,14(10)： 1627-1631.

[3] 馮哲圣.高比容電極箔制造技術(shù)及其機(jī)理研究[D].成都：電子科技大學(xué),2003.