影響鋁箔退火過(guò)程的質(zhì)量問(wèn)題及預(yù)防

陳帥

摘要：退火主要是降低金屬材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或壓力加工，減少殘余應(yīng)力，提高組織和成分的均勻化，或?yàn)楹蟮罒崽幚碜骱媒M織準(zhǔn)備等。在鋁箔制造的過(guò)程中，需要根據(jù)一定的要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱處理，因此退火過(guò)程的質(zhì)量的好壞對(duì)鋁箔的強(qiáng)度和耐腐蝕性有著直接的影響。

關(guān)鍵詞：鋁箔;退火過(guò)程;質(zhì)量問(wèn)題;預(yù)防措施

1 鋁箔退火處理的目的

①改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋制和焊接過(guò)程中所造成的各種組織缺陷以及殘余應(yīng)力，防止工件變形、開(kāi)裂;②軟化工件以便進(jìn)行切削加工;③細(xì)化晶粒，改善組織以提高工件的機(jī)械性能;④為最終熱處理（淬火、回火）作好組織準(zhǔn)備。

2 鋁箔的退火工藝

鋁型材在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)做退火工藝，做退火工藝是為了能夠獲得成分均勻、組織穩(wěn)定或者優(yōu)良的工藝性能為目的的一種熱處理方式。退火工藝也不是那么簡(jiǎn)單的，它也有很多的分類(lèi)。我們可以根據(jù)目的和要求的不同，將鋁型材的退火工藝分為以下幾種。

2.1 均勻化退火。均勻化退火主要是在鋁合金冶煉廠進(jìn)行.如果均勻化退火冷卻速度過(guò)快，可能產(chǎn)生淬火效應(yīng).為防止淬火效應(yīng)的形成，退火后應(yīng)隨爐冷卻，或出爐后堆放在一起空冷。

2.2 再結(jié)晶退火。采用再結(jié)晶退火可消除各種塑性變形而造成的晶體缺陷和加工硬化，提高產(chǎn)品塑性和韌性.金屬再結(jié)晶過(guò)程是一個(gè)形核和核長(zhǎng)大的過(guò)程。

2.3 中間退火。在冷變形加工過(guò)程中，當(dāng)變形量較大時(shí)，一次冷變形往往難以達(dá)到要求的尺寸行業(yè)形狀，需要通過(guò)退火來(lái)消除加工硬化，恢復(fù)塑性，以利于繼續(xù)加工變形。

2.4 成品退火。根東莞異型工業(yè)鋁型材據(jù)合金特性和使用要求，成品退火可分為不完全退火（低溫退火）和完成退火（高溫退火）兩類(lèi).完成退火是將廣東工業(yè)鋁型材價(jià)格冷塑性變形引起的冷作硬化，或已產(chǎn)生部分淬火硬化的合金，加熱至相變點(diǎn)以上的溫度、保溫，使合金變成單相固溶體，然后緩慢冷卻（一般為隨爐冷卻），以保證固溶體分解和第二相質(zhì)點(diǎn)聚集的擴(kuò)散過(guò)程得以進(jìn)行。

2.5 不完全退火。不完全退火是將合金加熱至相變臨界點(diǎn)以下某一適當(dāng)溫度保溫，然后較快冷卻（一般為空冷），消除部分冷作硬化效應(yīng)，以便隨后進(jìn)行變形量較小的成形工序，或在提高塑性的同時(shí)還要保留部分冷變形獲得的強(qiáng)化效果（半冷作硬化）。

3 鋁箔退火過(guò)程中質(zhì)量問(wèn)題成因分析

3.1 鋁箔退火過(guò)程質(zhì)量問(wèn)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(guò)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(guò)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"。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(guò)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(guò)程中產(chǎn)生冷卻紋的原因。其具體分析結(jié)果如表1所示。

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(shuō)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(kāi)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(guò)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(méi)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。

3.2 退火表面污染分析結(jié)果。通過(guò)分析可以確定鋁箔退火過(guò)程中產(chǎn)生的污染性質(zhì)量問(wèn)題，來(lái)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(guò)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(wèn)題。

而冷卻紋形成原因主要是受鋁箔退火過(guò)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(guò)程中，熱膨脹性能較大，實(shí)際彈性應(yīng)力較大。

此外通過(guò)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(lái)看，受加熱影響的變形速率是冷卻紋出現(xiàn)的核心原因。

4 鋁箔退火質(zhì)量問(wèn)題的預(yù)防措施

4.1 油斑預(yù)防措施。在實(shí)際鋁箔退火過(guò)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-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(guò)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(lái)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。

4.2 冷卻紋預(yù)防措施。通過(guò)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(guò)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(guò)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)。

5結(jié)語(yǔ)

鋁箔是鋁加工生產(chǎn)中工序較多、加工技術(shù)難度較大、厚度較薄的鋁材產(chǎn)品。它通常是工業(yè)純鋁加工而成。鋁箔生產(chǎn)涉及了從熔鑄、熱軋、冷軋到箔軋的所有軋制工藝和熱處理工藝。鋁箔的生產(chǎn)水平代表了鋁加工工業(yè)的先進(jìn)程度和發(fā)展水平。鋁箔也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中日用民需非常關(guān)鍵的產(chǎn)品。因此，提高鋁箔退火過(guò)程的質(zhì)量控制非常重要。

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（作者單位：新疆眾和）