薄鋁帶材表面變形紋缺陷產(chǎn)生原因分析及解決方法

張飛飛

（山東 鄒平 256200）

用于建筑裝飾用途鋁合金板帶基材，一般都需要經(jīng)過拉彎矯和退火等工序，對(duì)先經(jīng)過拉彎矯再退火直接分切的工藝流程，在成品分切時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)表面會(huì)有粘傷和板形變化，回復(fù)變形嚴(yán)重者便會(huì)出現(xiàn)變形紋的缺陷。通過長期生產(chǎn)跟蹤，經(jīng)過一次拉矯在切邊過程中除會(huì)發(fā)現(xiàn)明顯的邊松現(xiàn)象，對(duì)變形嚴(yán)重的表面缺陷從形狀來說，大致分為三種壓印形式的花狀，連續(xù)一段的彎曲線狀，還有呈現(xiàn)分散的點(diǎn)狀鼓包形式。缺陷產(chǎn)生位置以兩肋部居多，多出現(xiàn)在料卷中部往后，對(duì)于連續(xù)出現(xiàn)的一段形狀相似以一圈出現(xiàn)一處由某處變形反印出來，一卷間斷出現(xiàn)形狀不固定，以連續(xù)線狀或整體呈線狀缺陷出現(xiàn)概率較多，故統(tǒng)稱為變形紋。

本文從冷軋、拉彎矯、退火工序，分析產(chǎn)生此缺陷各種可能原因，提出相應(yīng)的解決方法，以供大家參考。

1 變形紋的形成

1.1 缺陷產(chǎn)生特點(diǎn)

冷軋板形表現(xiàn)為邊緊、中松現(xiàn)象嚴(yán)重，板面帶油（特別邊部）嚴(yán)重。

最終產(chǎn)品合金狀態(tài)以H22軟狀態(tài)的厚度在0.5mm以下的居多。

成品生產(chǎn)時(shí)表現(xiàn)板形邊部較松，且缺陷大多數(shù)出現(xiàn)在整卷中部往后。

位置以肋部為多，且形狀不規(guī)則，無固定周期。

同批次同熔次同批軋制表現(xiàn)出來的嚴(yán)重程度不一樣。

1.2 缺陷發(fā)生工序

在冷軋及退火前生產(chǎn)及檢驗(yàn)均未發(fā)現(xiàn)變形紋缺陷，在退火切邊時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，判斷此缺陷發(fā)生在退火工序。

1.3 缺陷形成原因

根據(jù)缺陷無固定位置和形狀，對(duì)于同一爐次同一批次軋制料卷有個(gè)別出現(xiàn)變形紋排除化學(xué)成分和軋制工藝問題，且在退火工序無施加外力，相同退火工藝條件下只是部分出現(xiàn)變形紋，所以排除退火工藝問題，所以根據(jù)缺陷不確定性來分析原因應(yīng)該也是不確定性的波動(dòng)，因?yàn)樵谕嘶鹬安淮_定性影響未表現(xiàn)處理，所以分析變形紋產(chǎn)生因?yàn)槌C直后變形和應(yīng)力分布極不均勻經(jīng)退火后應(yīng)力又能在一個(gè)較大空間內(nèi)產(chǎn)生回復(fù)產(chǎn)生的不規(guī)則變形。但每道工序都緊密相連，特別對(duì)于板形的影響，需要從熱軋、冷軋、拉彎矯都控制在可調(diào)的穩(wěn)定范圍內(nèi)，減少內(nèi)在影響因素累積和某一工序的控制難度，才能保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性，質(zhì)量的穩(wěn)定性。

2 變形紋形成的因素分析

根據(jù)大量缺陷料卷生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，排除一些干擾因素（操作水平），以對(duì)比、總結(jié)歸納的方法對(duì)可能產(chǎn)生因素進(jìn)行分析。

圖1 變形紋不同形狀

2.1 冷軋板形

通過選擇同一爐次同一批軋制同批拉矯的料卷對(duì)比來看，從冷軋板形圖來看，板形波動(dòng)不大，相比較而言無變形紋料卷邊部略松?？紤]到在線有較大張力和板形輥測(cè)量的精度，在線板形與離線板形相差較大，僅做參考，但可反映不同料卷板形相差情況。

2.2 冷軋板面帶油

冷軋表面帶油較多，一是直接退火會(huì)產(chǎn)生退火油斑，二是拉彎矯清洗不干凈，會(huì)在張力輥或矯直輥處產(chǎn)生壓印或微小滑動(dòng)。

2.3 加工率

對(duì)于此批出現(xiàn)變形紋的主要集中在厚度0.25mm～0.5mm，冷軋道次分配如下：

3.0 -1.4-0.75-0.45

3.0 -1.3-0.7-0.4

3.0 -1.25-0.65-0.34

較大的加工率使板形不好控制，出現(xiàn)肋松的情況，實(shí)際生產(chǎn)表明加工率較小的變形紋較輕，合適的加工率可以更好的保證板形值。

2.4 拉彎矯張力控制

拉彎矯張力分為三個(gè)張力，開卷張力、矯直張力和卷取張力，在實(shí)際生產(chǎn)中一般通過設(shè)定延伸率來調(diào)整板形，所以矯直張力因?yàn)檠由炻使潭ㄒ簿凸潭恕ｉ_卷張力一般為屈服極限的8%～15%，卷取張力一般為開卷張力的1.1～1.5倍。此批生產(chǎn)開卷張力范圍12～14N/mm2,卷取張力9～13N/mm2，延伸率0.05%～0.1%。

2.5 矯直機(jī)

矯直機(jī)上方有兩組輥盒，下方有兩組輥盒，因?yàn)樵O(shè)備廠家原因，目前上方只有一組輥盒，減弱了板形調(diào)節(jié)能力。且矯直機(jī)工作輥已使用很長時(shí)間未有磨削和表面處理。

2.6 退火工藝

退火主要是消除部分加工硬化，使材料力學(xué)性能達(dá)到我們期望的范圍，但升溫一般采用快速升溫一是來細(xì)化晶粒二是縮短退火時(shí)間，但過快的加熱速度會(huì)使材料變形速度變快?？梢韵鹊蜏剡M(jìn)行除油和釋放一些應(yīng)力。

2.7 層間狀態(tài)變化

冷軋完成后，直接并快速轉(zhuǎn)退火生產(chǎn)，不倒卷可以保證鋁卷層與層之間緊密相連，退火過程中既保證了層間均勻變化也方便軋制油的揮發(fā)。

3 變形紋關(guān)鍵質(zhì)量點(diǎn)控制

3.1 冷軋工藝控制點(diǎn)

保證套筒光潔及打底質(zhì)量，減少凸起和褶皺對(duì)材料造成應(yīng)力集中。

保證冷軋張力波動(dòng)較小，并在軋制開始很快調(diào)整到良好的板形。

合理分配的道次加工率，每道次加工率小雨40%。

控制板面帶油情況。

冷軋降低肋松的程度，軋制完成后盡快進(jìn)行退火。

3.2 拉彎矯工藝

設(shè)置合理的開卷和卷取張力，保證鋁帶與張力輥的滑動(dòng)小。

每卷開始調(diào)整好板形，中間過程不再調(diào)整。

保證2S輥及張力輥的表面粗糙度，減少打滑。

保證鋼套筒的表面光潔和打底質(zhì)量。

采用合適的噴油潤滑量。

3.3 退火工序

退火工序采用懸空方式，退火后先懸空冷卻后再轉(zhuǎn)運(yùn)。

設(shè)置合適的加熱速度。

退火完成后緩慢風(fēng)冷。

4 小結(jié)

變形紋是材料不規(guī)則的變形：一是應(yīng)力集中的釋放或已經(jīng)有不明顯的無規(guī)則的變形，二是有變形的空間。關(guān)鍵在控制板形的平整度，減少退火過程的受熱不均勻性；其次做好生產(chǎn)細(xì)節(jié)，套筒表面光潔，打底等。然后不斷優(yōu)化上下游工序匹配的工藝參數(shù)。最好在冷軋生產(chǎn)完后直接退火，采用成品拉矯工藝。