工藝因素對(duì)氧化用純鋁系統(tǒng)鏡面坯料表面質(zhì)量的影響

周樹德

摘要：以國(guó)外同行的1080鏡面鋁加工特點(diǎn)及要求為基礎(chǔ)，立足純鋁系氧化鏡面坯料加工技術(shù)及要求，說(shuō)明了晶粒細(xì)化劑的加入方式、熱軋均勻化工藝、熱軋道次分配、冷軋均勻化工藝、毛料清洗速度等工藝因素對(duì)氧化用純鋁系鏡面坯料表面質(zhì)量控制的重要作用。

關(guān)鍵詞：鏡面鋁；陽(yáng)極氧化；鏡面毛料；工藝因素

在本世紀(jì)初，純鋁系氧化用鏡面鋁的制備工藝，全面擺脫機(jī)械拋光法升級(jí)為軋制法，并首先在德國(guó)安鋁獲得成功；我國(guó)國(guó)內(nèi)的鏡面鋁加工在2006年已經(jīng)形成完成的產(chǎn)業(yè)鏈，但截至目前，純鋁系氧化鏡面產(chǎn)業(yè)在我國(guó)仍舊處于空白狀態(tài)。筆者開展以1080為代表的純鋁系鏡面加工工藝開發(fā)工作，并在坯料的質(zhì)量控制上獲得突破。

一、鏡面坯料加工與清潔化處理

純鋁系鏡面坯料表面控制技術(shù)，是整個(gè)氧化用高純度鏡面鋁加工的核心，以國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)使用單機(jī)架熱加工設(shè)備為基礎(chǔ)，坯料的基本加工流程如下：

來(lái)料板錠銑面一一均勻化一一熱軋一一冷軋一一切邊清洗一一均勻化一一冷軋一一清洗，檢查合格后，轉(zhuǎn)入鏡面加工工序；

二、氧化用純鋁系鏡面坯料核心質(zhì)量要求與加工技術(shù)

以鏡面氧化后的亮度（含鏡面反射和漫反射）和均勻性（主要是氧化前后的材料紋，也較底紋）為核心，純鋁系氧化用鏡面坯料的工藝因素，直接誘發(fā)坯料鏡面軋制成品色差、鏡面反射率低、漫反射率高等缺陷的形成。

（一）板錠成分與組織控制

依照業(yè)內(nèi)的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)[1]：晶粒度越小，坯料越不容易出現(xiàn)色差等表面缺陷。

（二）熱加工工藝因素對(duì)氧化用高純度鏡面毛料表面質(zhì)量的影響

這里以國(guó)內(nèi)通用的單機(jī)架熱軋機(jī)的加工特點(diǎn)為基礎(chǔ)，來(lái)說(shuō)明工藝因素對(duì)高純度氧化用鏡面毛料表面質(zhì)量的影響。

熱加工工藝因素對(duì)坯料表面質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

1.乳液指標(biāo)對(duì)毛料表面質(zhì)量的影響

依照業(yè)內(nèi)和筆者的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，形成如下控制原則：以乳液穩(wěn)定性> 0.9為基礎(chǔ)，在不影響咬入的情況下，乳液濃度、UA、Os值越高越好。

2.熱終軋溫度對(duì)毛料表面質(zhì)量的影響

熱軋開軋溫度過(guò)高，將導(dǎo)致粘鋁的風(fēng)險(xiǎn)大幅增加，但是過(guò)低的開軋溫度，又非常容易導(dǎo)致終軋溫度過(guò)低及裂邊等問(wèn)題的出現(xiàn)。筆者提供高溫開軋和低溫開軋化下的1080鋁合金表面質(zhì)量的差別供大家參考：

圖1：550℃開軋時(shí)的的1 080鋁合金表面狀態(tài)

（色差明顯）

圖2：520℃開軋時(shí)的1 080鋁合金表面狀態(tài)

（無(wú)任何可視色差）

從圖1和圖2中發(fā)現(xiàn)，不同的開軋溫度會(huì)對(duì)最終的表面質(zhì)量造成直接影響。

（三）冷加工工藝因素對(duì)氧化用高純度鏡面毛料表面質(zhì)量的影響

就冷加工而言，工藝因素將在如下幾個(gè)方面對(duì)坯料的表面質(zhì)量形成影響：

1.道次分配對(duì)氧化用鏡面毛料表面質(zhì)量 的影響

冷軋遵循的基本原則：熱軋來(lái)料的表面質(zhì)量越差，冷軋所需要的潤(rùn)滑強(qiáng)度要求越高，尤其是冷軋第一道次的加工率不易超過(guò)35%。

2.均勻化工藝對(duì)表面質(zhì)量的影響

就表面質(zhì)量控制而言，存在如下規(guī)律：均勻化時(shí)的完全再結(jié)晶程度越高，繼續(xù)加工時(shí)的毛料的表面均勻化程度越好，但同時(shí)毛料強(qiáng)度會(huì)降低，而毛料強(qiáng)度的降低將直接導(dǎo)致鏡面軋制完成后鏡面亮度的降低。

3.清洗工藝對(duì)氧化用鏡面坯料表面質(zhì)量的影響

鏡面坯料的清洗目的，是清洗鋁粉，而不是清洗表面的軋制油，經(jīng)過(guò)筆者大量實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為，清洗后的鏡面毛料，表面鋁粉附著量≤15mg/㎡后，可以保證鏡面氧化后，氧化鏡面的漫反射率低于4%。

沒(méi)有清洗的鏡面坯料在完成鏡面加工后，雖然看不到任何形式的表面缺陷，但在進(jìn)行氧化后，表民出現(xiàn)大量細(xì)密均勻的小坑，而正是這種小坑，導(dǎo)致鏡面鋁漫反射率的大幅提高[2]。

（四）鏡面加工時(shí)的上表面必須是熱軋上表面

單機(jī)架熱軋機(jī)的設(shè)備特點(diǎn)決定，不管是表面均勻性還是表面缺陷率，熱軋上表面一定比下表面的質(zhì)量要好，考慮到鏡面軋機(jī)的上開卷上卷取的加工特點(diǎn)，在為客戶提供鏡面毛料時(shí)，一定要保證毛料的上表面對(duì)應(yīng)熱軋上表面。

三、結(jié)束語(yǔ)

鏡面毛料的加工，集中了整個(gè)氧化用高純度鏡面鋁的最核心技術(shù)，坯料的加工工藝會(huì)對(duì)鏡面成品的質(zhì)量形成直接影響，筆者認(rèn)為，純鋁系氧化用鏡面鋁的突破，將伴隨著鏡面毛料工藝的突破而快速到來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張景祥.變形鋁合金晶粒細(xì)化技術(shù)的進(jìn)展[J].輕合金加工技術(shù)，2000（7）.

[2]閻志宙.高檔鏡面拋光鋁材生產(chǎn)技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2008（33）：2-3.