鋁箔毛料表面鋁粉富集的形成原因及解決方法

周樹德

摘 要：使用掃描電鏡等現(xiàn)代高科技材料分析手段，確認(rèn)導(dǎo)致鋁箔毛料鋁粉表面富集的本質(zhì)原因是冷加工時(shí)的油膜強(qiáng)度弱所致；通過調(diào)整板帶軋制油油膜強(qiáng)度大幅減少了毛料表面脫鋁量，順利解決了毛料表面臟的質(zhì)量缺陷。

關(guān)鍵詞：鋁箔毛料；表面鋁粉；油膜強(qiáng)度；潤滑狀態(tài)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.017

鋁箔毛料表面鋁粉富集，是目前國內(nèi)鋁加工企業(yè)最長遇到的系統(tǒng)問題之一，雖然這一問題隨鋁粉富集程度和產(chǎn)品最終用途的不同而大小不一，但這種一問題的存在，畢竟很現(xiàn)實(shí)的在影響國內(nèi)鋁制品，尤其是鋁箔產(chǎn)品的整體質(zhì)量等級(jí)和穩(wěn)定性。筆者依照多年的現(xiàn)場研究和檢測(cè)分析，確定了導(dǎo)致鋁粉的理化原因，為這一問題的解決提供了切實(shí)可行的控制方法。

1 毛料表面富集的表現(xiàn)

毛料鋁粉的富集，會(huì)在毛料的整個(gè)加工過程總造成鋁粉污染，導(dǎo)致所有板面接觸部，如導(dǎo)輥、板型輥、張力校正系統(tǒng)、重卷設(shè)備等都出現(xiàn)表面臟和軋制油黑的問題，這種問題最直接的問題，就是導(dǎo)致產(chǎn)品表面出現(xiàn)黑道等缺陷的重要原因之一。

1.1 鋁粉富集的數(shù)據(jù)化定義

如果把表面鋁粉附著量控制在一定程度以內(nèi)，則不會(huì)對(duì)后繼的加工和產(chǎn)品質(zhì)量造成影響，這里把超過正常水平，能夠誘發(fā)產(chǎn)品不良的鋁粉附著量，定義為鋁粉富集。筆者從國內(nèi)各大主要鋁箔毛料的使用廠家取樣，并進(jìn)行了表面鋁粉附著量的測(cè)試工作，并形成如下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)：當(dāng)毛料鋁粉附著量≥28.2mg/m2時(shí)即表面毛料表面鋁粉富集。

2 關(guān)鍵影響因子篩選與試驗(yàn)結(jié)果

筆者對(duì)鑄軋毛料的鑄軋因素對(duì)毛料鋁粉鋁粉附著量的影響進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)鑄軋區(qū)、鑄軋速度和鑄軋壓力等鑄軋核心因素，對(duì)鋁粉附著量的影響沒有區(qū)分性；在筆者對(duì)冷加工的過濾、加工率、速度等因素進(jìn)行測(cè)試和研究時(shí)，沒有證據(jù)表明這些參數(shù)本身會(huì)對(duì)表面鋁粉富集造成直接影響，但這些參數(shù)對(duì)潤滑參數(shù)的影響，可能對(duì)鋁粉富集造成直接影響，故而，筆者對(duì)影響冷軋潤滑的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。

2.1 油膜強(qiáng)度檢測(cè)及結(jié)果分析

為了確定判斷準(zhǔn)確性和找準(zhǔn)修正方向，研究人員首先進(jìn)行了板面形貌統(tǒng)計(jì)和在線軋制油油膜強(qiáng)度測(cè)試。研究人員提取現(xiàn)場基礎(chǔ)油與所使用的“STE12鋁板帶軋制添加劑”進(jìn)行了油膜強(qiáng)度和摩擦系數(shù)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表1所示：

筆者同時(shí)對(duì)沒有出現(xiàn)鋁粉富集的不同單位的軋制油進(jìn)行上述測(cè)試，確定其油膜強(qiáng)度全部≥310N，摩擦系數(shù)≤0.055μ。上述測(cè)試結(jié)果可知，油膜強(qiáng)度和摩擦系數(shù)的巨大差異，是出現(xiàn)與不出現(xiàn)鋁粉富集的重要區(qū)別之一。

2.2 毛料表面觀察及統(tǒng)計(jì)結(jié)果

研究人員進(jìn)行了毛料表面形貌特征觀察并與潤滑狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)圖譜做了對(duì)比。對(duì)比后確認(rèn)：凡是出現(xiàn)鋁粉富集的表面，，毛料表面特征全部處于混合潤滑狀態(tài)，結(jié)合油膜強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果，筆者確認(rèn)：油膜強(qiáng)度（摩擦系數(shù)）是導(dǎo)致問題出現(xiàn)的核心誘發(fā)因素。

2.3 毛料生產(chǎn)現(xiàn)場試驗(yàn)及檢測(cè)結(jié)果

缺陷本質(zhì)、表面統(tǒng)計(jì)、油膜強(qiáng)度測(cè)試三個(gè)結(jié)果同時(shí)顯示，通過相關(guān)方式對(duì)冷軋機(jī)軋制油的油膜強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整，并同步進(jìn)行鋁粉附著量的檢測(cè)并確認(rèn)：

當(dāng)油膜強(qiáng)度跨越290N之后，表面鋁粉附著量迅速低于25mg/m2；當(dāng)油膜強(qiáng)度繼續(xù)提高至310N時(shí)，毛料表面鋁粉附著量穩(wěn)定在14～20 mg/m2。

3 結(jié)論

通過上面各種分析及生產(chǎn)驗(yàn)證得到如下幾項(xiàng)結(jié)論：

其一，導(dǎo)致毛料鋁粉富集的根本原因，是冷加工時(shí)軋制油的油膜強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)。

其二，板帶油膜強(qiáng)度是解決毛料鋁粉富集的關(guān)鍵，是保證油膜強(qiáng)度≥310N（此時(shí)摩擦系數(shù)≤0.055μ），此時(shí)鋁粉附著量穩(wěn)定于14～20 mg/m2。

4 小結(jié)

本研究從缺陷微觀定性開始最終確認(rèn)缺陷本質(zhì)入手，最終圓滿的解決了表面臟這一長期困擾生產(chǎn)的質(zhì)量缺陷，證明本研究所采用的缺陷分析方法和現(xiàn)場修正思路的正確性。

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