鋁箔退火過程的質(zhì)量問題及預(yù)防

（隴西西北鋁鋁箔有限公司，甘肅 定西748100）

在鋁箔退火過程中，軋制工藝潤滑所用到的軋制油，特別是軋制油內(nèi)的添加劑會(huì)在鋁箔退火過程中，在鋁箔表面形成一層油脂斑影，且出現(xiàn)大量冷卻紋從而影響鋁箔產(chǎn)品表面質(zhì)量。傳統(tǒng)退火過程僅能依靠先低溫除油，再高溫改善性能的方式，同時(shí)進(jìn)行兩種退火工藝。為了進(jìn)一步解決鋁箔退火過程中這一質(zhì)量問題，基于熱分析技術(shù)，對(duì)鋁箔退火過程中軋制油污染質(zhì)量問題進(jìn)行實(shí)際分析，對(duì)軋制油添加劑和熱物性以及溫度包括時(shí)間在內(nèi)的各項(xiàng)參數(shù)因素進(jìn)行集中分析，了解退火過程中軋制油導(dǎo)致的鋁箔質(zhì)量問題，并進(jìn)行問題預(yù)防[1]。

1 鋁箔退火過程中質(zhì)量問題成因分析

1.1 鋁箔退火過程質(zhì)量問題檢測(cè)

以鋁箔作為退火分析對(duì)象，軋制油選擇為常用B-1型基礎(chǔ)油。經(jīng)過檢測(cè)，軋制油內(nèi)具有S1和S2軋制添加劑，其中S1型添加劑按照百分之5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)添加到B-1型基礎(chǔ)油中。S1和S2需要以單純軋制油添加劑的形式進(jìn)行后續(xù)熱分析。經(jīng)過檢測(cè)，軋制油的基礎(chǔ)性能為：運(yùn)動(dòng)粘度為40攝氏度，閃點(diǎn)為85攝氏度；餾程為205到245攝氏度[2]。選取上述基礎(chǔ)用軋制油以及軋制添加劑，不斷改變油品溫度變化值，觀測(cè)油品在受熱失重的情況下自然產(chǎn)生的變化反應(yīng)。此外，利用過熱差分析法對(duì)油品受熱發(fā)生的氧化、分解和聚合反應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步分析。了解鋁箔退火過程中產(chǎn)生冷卻紋的原因。其具體分析結(jié)果如表1所示。

表1 熱分析結(jié)果圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，對(duì)應(yīng)的熱差分析曲線上具有兩個(gè)明顯的吸熱峰，起始溫度為55攝氏度，說明軋制油存在一定的揮發(fā)性。第一階段終止失重溫度大約為225.5攝氏度，此時(shí)的失重百分比最高可以達(dá)到58%左右。在第一階段結(jié)束以后，曲線開始平穩(wěn)變化，并逐漸進(jìn)入第二失重階段。此時(shí)出現(xiàn)氧化反應(yīng)以及熱分析反應(yīng)，表現(xiàn)在退火過程中出現(xiàn)的軋制油斑。因?yàn)镾1型添加劑的結(jié)構(gòu)不易被直接氧化，所以并沒有明顯的吸熱峰。S2性添加劑的影響在第二階段失重條件下更加明顯，此時(shí)添加劑會(huì)產(chǎn)生明顯的油斑現(xiàn)象。

1.2 退火表面污染分析結(jié)果

通過分析可以確定鋁箔退火過程中產(chǎn)生的污染性質(zhì)量問題，來自于軋制油和添加劑的二階段失重反應(yīng)。因?yàn)榛A(chǔ)油具有揮發(fā)性快，殘留量少，表面污染小所以污染量評(píng)級(jí)最低，屬于基礎(chǔ)性評(píng)級(jí)。

單純添加S1型添加劑時(shí)，因?yàn)檎w含量較少，退火表面污染量也相對(duì)較少屬于二級(jí)評(píng)級(jí)。而當(dāng)S1和S2添加劑混合時(shí)，因?yàn)檎w退火過程揮發(fā)性較慢，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重氧化反應(yīng)，形成多種油斑，且S2比S1更嚴(yán)重，所以在實(shí)際應(yīng)用中最多僅能使用一種添加劑，否則將會(huì)產(chǎn)生大量鋁箔質(zhì)量問題。

而冷卻紋形成原因主要是受鋁箔退火過程中導(dǎo)熱性能的影響。因?yàn)殇X箔表面密度較小、重量較輕比熱容較小，反之熱傳遞較高。在實(shí)際加熱過程中，熱膨脹性能較大，實(shí)際彈性應(yīng)力較大。

此外通過對(duì)比鋁箔表面屈服曲線可以看出，鋁箔表面硬化曲線隨延展率增加而迅速增加，但是整體冷卻較快，容易產(chǎn)生收縮拉力，使價(jià)位位置的收縮張力比其他位置更大，先發(fā)生塑性形變，產(chǎn)生橫向冷卻紋。因?yàn)閺谋举|(zhì)上來看，受加熱影響的變形速率是冷卻紋出現(xiàn)的核心原因。

2 鋁箔退火質(zhì)量問題的預(yù)防措施

2.1 油斑預(yù)防措施

在實(shí)際鋁箔退火過程中，為了預(yù)防軋制油對(duì)鋁箔產(chǎn)生質(zhì)量影響，退火除油工藝應(yīng)該盡量保證在失重第一階段完成。一般的鋁箔退火除油溫度在220攝氏度到240攝氏度之間，該溫度主要取決于終餾點(diǎn)。

在退火過程中，大部分基礎(chǔ)油均可以得到較好的揮發(fā)。此外可以對(duì)來料進(jìn)行帶油控制，一方面制定措施加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)工序設(shè)備的提前檢查，防止具有較高粘度的油品滴入到濾波表面，另一方面積極對(duì)鋁箔表面進(jìn)行清洗，減少表面油量，然后進(jìn)行實(shí)際退火。退火時(shí)一定保證合理的退火速度，保證油品的充分揮發(fā)，防止碳化現(xiàn)象。

2.2 冷卻紋預(yù)防措施

通過冷卻紋出現(xiàn)機(jī)理分析，可以預(yù)防冷卻紋出現(xiàn)的核心在于控制鋁箔表面的熱量。首先可以采用預(yù)熱的方式提高鋁箔退火過程中的受熱均勻性，減小表面彈性應(yīng)力，提高溫度擴(kuò)散率，必要時(shí)可以采用外加熱器，減少裂紋傾向。此外可以通過提高鋁箔壓扎工藝，提高鋁箔表面穩(wěn)定性，減少冷卻紋的出現(xiàn)。

3 結(jié)語

針對(duì)鋁箔退火過程中，軋制油對(duì)鋁箔退火質(zhì)量影響的問題成因進(jìn)行集中分析討論，并確定在退火時(shí)，軋制油溫度的不斷上升會(huì)產(chǎn)生兩種質(zhì)變，首先進(jìn)行大量的揮發(fā)效應(yīng)，然后進(jìn)行氧化。

而鋁箔扎后退火時(shí)產(chǎn)生的污染質(zhì)量問題主要是軋制油氧化反應(yīng)產(chǎn)生的退火油斑以及冷卻紋問題?；谏鲜鰞深愘|(zhì)量問題成因，提出了各自預(yù)防措施，減少鋁箔軋制退火過程產(chǎn)生的質(zhì)量問題。