双零铝箔针孔产生原因及控制方法
铝合金铸件针孔问题的分析及解决
上［ ５ ］ 。可 以说 ＡＩ ｚ （ 等氧 化夹杂 物杂 的存 在是 铝液 中气体 难 以除净 的限制 因素 ，因此 在净化 工艺设 计上 必须本 着 除
少原材料的水分和 油污 ，即铝 锭 、中 间合 金及 熔炼 工具 清 除表面油污锈 迹 ；所 有原 料 和工位 器 具使 用 前预 热烘 干 ； 尽量少用或不用 回炉料 ；增强 砂型 的排气 能力 ，呋喃树脂 ¨ 加入量为硅砂重 量 的 ３ ，同化剂 的加 入量 为树 脂 加入量
的３ Ｏ 以内。
就不会 产生针孔Ⅲ 。
３ ． ３ Ａｌ 。 Ｏ 。 等 氧化夹杂 物的影响
铝液 中 Ａ１ （ 等氧化夹杂 物 的含 量与含 氢量有 很大 关 系 ，见 图 ５ 。氧化夹 杂越 多 ，则铝 液 中 的含氢 量 越高 ，同 时是气泡成 核的现成 界面 ，促使 铸件 中针 孔 的形成［ ４ ］ 。有 实验表 明 ，Ａｌ ｚ （ ） ３ 含 量与 针孔 的等级 有一 定 的关 系 。当氧 化夹杂物 污度达到 ２ ． ５ 时，熔 体 氢含 量就 会增 加 ３倍 以
平 均值 及 等 级 对 比
图５ 氧 化 夹 杂 物 污 度 与 含 氢 量 关 系
双零铝箔针孔产生原因及控制方法
双零铝箔针孔产生原因及控制方法
2011/1/5 来源: 镇江鼎胜铝业点击数：669次
【中国铝业网】随着铝箔应用领域及需求量不断增加，国内铝箔工业不断发展，尤其是软包装用铝箔产业发展迅速。除了电解电容器中使用高质量的双零铝箔外，在包装用铝箔中，90%以上为双零铝箔。
铝箔的针孔数目与铝箔的厚度有关，随着铝箔厚度的减薄，其针孔数迅速增加，当其厚度在0.02mm以上时，铝箔可以达到完全无针孔。针孔是铝箔的主要缺陷之一，是所有缺陷中影响最为严重的缺陷，也正是有针孔的存在，使得铝箔的氧气透过率和水蒸气透过率不为零。铝箔针孔的大小和数量对铝箔及其复合材料的防潮性、阻气性和遮光性有着决定性的影响。
1铝箔坯料对针孔度的影响
铝箔坯料状况直接影响轧制产品的质量和成品率的高低。随着铝箔厚度的减小，隐藏在坯料内部的各种缺陷，如夹杂、气泡、外来杂质、粗大第2相粒子等都将逐步暴露出来，对铝箔轧制和产品质量产生不良影响，如形成穿孔或裂缝，严重时将使铝箔断带。统计资料表明，铝箔中的针孔数随夹杂量、化合物尺寸的增加而增加，并且随铝箔厚度的减薄而呈指数函数增加。存在于坯料表面的各种缺陷，如擦伤、起皮、水斑、灰污等，也将以拉长的形式继续存在于铝箔表面，当压下量达到一定程度时，会使铝箔穿孔或断裂。
1.1铝箔坯料的化学成分对铝箔针孔数的影响
铝箔中的化合物相主要有α（FeSiAl）相、β（FeSiAl）相和FeAl3相。α（FeSiAl）相是比较理想的铸态化合物，这种相以骨骼状和圆颗粒状为主，容易在变形过程中被破碎，而且较容易在均匀化过程中溶解到基体；FeAl3相为针片状化合物，在铝箔轧制过程中，这种粗大化合物相形成裂纹源，扩展形成针孔。进口坯料的化合物以α（FeSiAl）相和β（FeSiAl）相为主，而国产铝箔毛料中的化合物则以α（FeSiAl）相和FeAl3相为主，这也就造成国产双零箔针孔数高出国外的原因。要控制最佳晶粒度，得到组织均匀、晶粒细小的坯料，生产中可使用适量的Al-Ti-B晶粒细化剂细化晶粒。铝箔��料中的化合物尺寸应控制在0.001~0.005mm之间，过大容易形成裂纹源，裂纹扩展形成针孔，过小将使加工硬化率加大。
双零铝箔针孔产生原因及控制方法
双零铝箔针孔产生原因及控制方法
黎志勇1,史庆南2,杨钢1,罗许1,罗泽鹏3
(11昆明理工大学材料与冶金工程学院,云南昆明650093;21云南省分析测试技术研究中心,云南昆明650093;
31华南师范大学,广东广州510000)
摘 要:对铝箔坯料状况、生产工艺、装备水平等进行探讨分析,找出导致铸轧坯料轧制生产双零铝箔针孔原因,采取相应的控制方法,使双零铝箔针孔数得到了有效的控制,降低铝箔“针孔度”,达到提高铝箔质量稳定性的目标。对铝箔针孔偏多的原因进行探讨,并从铝箔坯料状况、装备水平、轧辊表面粗糙度、轧制油的过滤精度等方面进行控制,使双零铝箔针孔数大幅度降低断头率也相应减少。
关键词:双零铝箔;针孔;铸轧工艺
中图分类号:T G248文献标志码:A
当前铝箔在电气、仪表、航空、食品、医药包装等工业方面得到了广泛的应用,成为日常生活中不可缺少的材料,其中包装用铝箔占全部铝箔消费的65%以上,且在厚度规格上正朝日益更薄的方向发展。
当前生产的双零铝箔针孔偏多,在使用过程中易断,满足不了用户高速生产线的需求。优质双零铝箔已成为当今市场需求的主流,亦是各个铝箔生产企业抢占市场,提高效益所共同追求的目标和方向。提高铝箔质量,降低铝箔针孔的数目及大小,是当前国内铝箔厂急需解决的问题。本文对铝箔针孔偏多的原因进行探讨,并从铝箔坯料状况、装备水平、轧辊表面粗糙度、轧制油的过滤精度等方面进行控制,使双零铝箔针孔数大幅度降低,断头率也相应减少。
1 双零铝箔针孔的现状及影响
铝箔的针孔数目与铝箔的厚度有关,随着铝箔厚度的增加,其针孔数迅速减少,铝箔针孔数的对数与其厚度基本成正比,当其厚度达到0.02mm时,铝箔可以达到完全无针孔。国内铝箔的质量水平与国外有较大差距,主要就表现在针孔的数量和大小上。国外规定铝箔厚度大于0.020mm时应无针孔,而我国标准规定铝箔厚度大于0.050mm时无针孔;国外标准规定大于0.1mm的针孔不允许有,针孔孔径一般为0.015mm,而我国标准规定针孔最大尺寸可达0.5mm,按国标G B3198,针孔检验不是出厂检验项目[1]。
铝箔轧制过程产生的原因及控制方法教学内容
铝箔轧制常见缺陷的一般特征、原因及措施
铝箔作为一种极限加工，其生产工序多、加工技术难度大、厚度最薄的生产特点决定了其产生缺陷的几率要比其他压力加工高许多倍，其生产的可能性、稳定性除非设备有重大问题，否则绝大部分与缺陷有关，努力减少和消除轧制缺陷是实现安全、优质、高效、低耗生产的关键之一。
本资料主要以我厂在实际生产中遇到的一些问题为研究对象进行编制，旨在通过机台操作人员的学习来提升他们的基础知识和专业水平，更好地为顾客提供具有竞争力的产品。
* 表示该问题的原因尝不确定
铝箔生产中常见质量缺陷与检测方法
铝箔生产中常见质量缺陷与检测方法
(作者：李军单位：无锡创视新科技有限公司)
在带坯轧制成各种铝箔半成品和成品的过程中，以及在箔材精整、退火、转运、包装等工序的生产过程中，不可避免的会出现一些缺陷。这些缺陷的产生，一部分是铸锭、铸轧带坯本身的缺陷.有时在注锭、铸轧工序可暴露，有时不能发现，而在后续的进一步加工过程中才能暴露;另一部分是在带箔材轧制、精整、退火、转运、包装等工序生产过程中产生的。
这些缺陷的产生大部分是由于设备故障、违反操作规程、工艺参数调整不当、操作人员技术不够熟练和其他种种原因造成的。在铝箔的生产过程中，造成铝箔质量缺陷有许多种，主要是大量的针孔、厚度超差、平整度差、各种原因的断带等，减少这些缺陷，对提高箔材质量是很有意义的。
铝箔是在很薄状态下轧制的，对材料的厚度均匀性、轧制速度、张力、轧制油等都很敏感，在各种缺陷中最关键的是解决断带和针孔，尤其对高速轧机更为重要。断带和针孔的产生与铝箔坯料的质量极为密切。
铸轧、热轧坯料中的夹杂、气道、轧制过程中的金属和非金属压人、擦、划伤以及厚度不均等都能给铝箔轧制造成很大困难.引起断带、针孔、厚度超差等。且这些缺陷互相影响，铝悄越薄针孔越多，针孔越多则越容易断带，断带多，轧制升速中头尾必定有一部分箔材厚度超差。
机器视觉是以图像处理理论为核心，属于人工智能范畴的一个领域，它是以数字图像处理、模式识别、计算机技术为基础的信息处理科学的重要分支，广泛应用于各种无损检测技术中。基于机器视觉的创视MVC-
LB铝箔针孔检测仪基本原理是：一定的光源照在待测金属表面上，利用高速CCD 摄像机获得铝箔表面图像，通过图像处理提取图像特征向量，通过分类器对表面缺陷进行检测与分类。
铝箔针孔产生原因及预防措施
铝箔针孔产生原因及预防措施
张国伟;文建平;陈海红
【摘要】简要介绍了铝箔针孔的类型及其微观组织特征,详细分析了铝箔针孔在各工序产生的原因机制,并提出了切实可行的预防措施及生产各工序中的有效控制针孔的方法,可供生产铝箔过程中避免针孔超标之参考.
【期刊名称】《轻合金加工技术》
【年(卷),期】2011(039)009
【总页数】7页(P35-40,64)
【关键词】铝箔;针孔;改进;控制方法
【作者】张国伟;文建平;陈海红
【作者单位】广西机电职业技术学院,广西南宁530007;广西南南铝箔有限公司,广西南宁530031;广西南南铝加工有限公司,广西南宁530031
【正文语种】中文
【中图分类】TG339
1 针孔的定义及检测方法
铝箔表面迎光可见的不规则小孔中，小于0.3 mm的为针孔，等于或大于0.3 mm 的称为孔洞。针孔的检测方法:在规定的环境及灯箱光源下，利用铝箔针孔的透光性来观察针孔的数量，并测量针孔的尺寸［1－2］。具体检测标准按“GB/T 22638.2-2008 针孔的检测”。
2 针孔的分类及其特征
2.1 宏观分类及其特征
从宏观上看，铝箔针孔大致可分为三类:密集型针孔(如图1a)，大针孔(如图1b)和
孤立的针孔(如图1c)等。主要通过金相手段观察来辨认它们。
2.2 微观分类及其特征
从微观上看针孔的产生物，铝箔针孔可分为:化合物类，夹杂物类，非金属压入类、金属压入类和铝屑压入类等。主要使用扫描电镜、能谱仪、电子探针及光学显微镜等手段来观察，一般工厂企业可采用带摄影的反射光学显微镜进行观察。
铝箔孔洞缺陷形成原因及其预防措施
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廖孝艳，等：铝箔孔洞缺陷形成原因及其预防措施
工艺技术
品送检 SEM 和 EDS，观察异物形貌和检测异物组 成；同时送检无孔洞无异物的样品作为对照组，对 照组成分见表 1。可见阴极箔正常铝箔表面含有少 量的 C 和 O。含有 C 元素是由于在轧制过程中需要 使用轧制油进行润滑和冷却，铝箔表面会附着有微 量的轧制油；含有 O 元素是由于铝箔表面本身有一 层氧化膜 Al2O3，因此会检出少量的 O 含量。
表 5 孔洞样品 4 附近异物 EDS 成分检测结果
元素 C O Si Fe Ca Ti Ba S F AL
总量
质量分数/% 0.54 20.88 2062 23.55 8.55 3.5 8.96 5.32 1.06 7.02 100
合计
源自文库
100
2.1.2 第二类孔洞样品 样品 2 的 EDS 检测结果见表 3。可以看出孔洞
因，并针对产生原因制定了相应的预防措施。
关键词：铝电解电容器；阴极光箔；孔洞；异物；气泡
中图分类号：TG335.5+8
文献标识码：A
文章编号：1005-4898 （2021） 02-0028-05
doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2021.02.07
双零铝箔生产过程中针孔缺陷的形成及预防
１３ ． 毛料晶粒 度对铝箔针孔的影响
用铸轧坯生产铝箔时 ，受原 始 晶粒度 的影响 ，容 易 出 现晶粒度粗的问题 ，可使铝箔 双合轧制后 其 暗面产生 粗大
条 纹 ，晶 粒 粗 大 ，轧 制 变 形 力 增 加 ，变 形 不 均 匀 ， 内 应 力
１１ ． 毛料 中第二相化合物对铝箔针孔形成 的影响
铝箔毛 料 中的第 二 相化 合 物主 要是 圆粒状 的 ａ （ ｅ Ｆ—
ＳＡ１ ｉ ）相 、针 条 状 Ｂ （ ｅ ｉ ） 相 和 针 片 状 Ｆ Ａ１。 ａ （ ｅ Ｆ ＳＡ１ ｅ ３ Ｆ—
增加 ，单位针孔数量大大增加 。
为了使铸轧坯料晶粒细化 ，首先应严格控制熔铸 温度 。 熔铸温度过高会造成铸 轧坯料 晶粒 粗大 。在控 制熔体 温度 的同时 ，还要添加晶粒细化 剂 ，以便获得 细小 均匀 的 晶粒
铝箔 因其对水汽 、空气 、紫外 线和 细菌等 的屏蔽性 能 优 良，广泛用于食品 、饮 料 、香烟 、药 品 、家庭 日用 品等 的包装材料 ，已成为 日常 生活 中不 可缺少 的包装 材料 ，而 且铝箔厚度上正在朝更薄的方 向发展。 但是 ，当铝箔厚度小于 ０ ０ ５ 时不可避免地会 出现 ． ２ ｍｍ 针孔 ，对双零铝箔来说针孔 是所有 缺陷 中影 响最为严 重 的
铝熔体内的非金 属夹杂物方 面都非 常有效 ，可使 氢含 量控 制在 ０ Ｏ 一Ｏ １ＭＩ ｌ Ｏ Ａ 范 围内。 ．８ ． ２ Ｏ ｇ １ ／
铝合金针孔铸造缺陷及原因
铝合金针孔铸造缺陷及原因
铝合金是一种常见的金属材料，具有较低的密度、良好的加工性能和耐腐蚀性能，因此在许多领域得到广泛应用，如航空、汽车、建筑等。然而，在铝合金的铸造过程中，常常会出现针孔等缺陷，影响铝合金的性能和质量稳定性。本文将介绍铝合金针孔铸造缺陷及其原因。
针孔是在铝合金铸造过程中形成的一种微小气孔，呈球形或卵圆形，直径一般
在0.05-2mm之间。该缺陷通常分布于铝合金铸件的内部，对铸件的力学性能、气密性和耐腐蚀性能均有不利影响。铝合金的针孔缺陷主要由以下几个方面的原因造成：
1.气体溶解度。铝合金具有较高的气体溶解度，尤其对于氢气的溶解度
较高。在铸造过程中，金属液体中的气体含量会随着温度的下降而增加，当金属液体冷却到凝固温度时，气体会析出并形成针孔。
2.流动状态。金属液体在填充型腔过程中，可能会遇到流动不畅的情况，
例如流道的设计不合理、凝固过程中的液态金属细流等。这些不畅的流动状态使得气体无法顺利从铸件中排出，从而形成针孔。
3.气氛和浇注温度。在铝合金的铸造过程中，如果流道系统的气氛不纯
净（例如含有水蒸气、氧气等），或者铸件的浇注温度过低，都有可能导致气体吸附在金属液体中，进而形成针孔。
4.孔隙性材料。如果原材料中存在一些孔隙，这些孔隙会在铸造过程中
保留或扩大，形成针孔缺陷。因此，选择高质量的原材料是防止针孔缺陷的关键。
5.铸造工艺。不合理的铸造工艺参数，如冷铁位置、浇注速度、冷却时
间等，都会导致针孔缺陷的出现。例如，金属液体在填充型腔过程中速度过快，或者冷却时间过短，都容易造成气体在金属液体中聚集而形成针孔。
铝箔常见缺陷
铝箔常见缺陷
1.针孔
箔材穿透的无规律的孔眼。随厚度减薄，针孔数量增多，迎光可见似针尖细小孔眼，有时密集成行。
1.1 产生原因
1.1.1坯料中带有夹杂、气道、擦划伤、金属或非金属压入物等缺陷。
1.1.2轧辊表面粗糙或有缺陷。
1.1.3轧制时后张力太大。
1.1.4轧制油不清洁。
1.1.5坯料表面有严重麻皮(松树枝状)。
1.1.6铝箔轧制时，各种原因造成的金属及非金属压入。
1.1.7轧辊出眼。
1.1.8 外部环境差、灰尘大。
1.2 预防措施
1.2.1提高铝箔坯料的质量，采取有效措施，加强对铝熔体的净化，消除气道、夹杂废品。
1.2.2 轧制过程中防止金属及非金属压入。
1.2.3 箔材轧制时严格控制后张力的合理给定。
1.2.4 加强对轧制油的过滤，减少夹杂、脏物的产生。
1.2.5 对铝箔的生产，箔轧机的外部环境很关键，因此要搞好环境卫生，做到文明生产。
2.开缝
铝箔经轧制后按纵向自然裂开。
2.1 产生原因
2.1.1 轧制时后张力太小。
2.1.2上道次板形控制不当，来料两边紧、中间松或一边紧一边松。
2.1.3辊型控制不当。
2.1.4双合滴油过大或不均匀。
2.2 预防措施
2.2.1 轧制时，在允许的范围内尽量增大后张力。
2.2.2 控制来料的板形，使其平整。
2.2.3 轧制时合理的控制冷却润滑油的喷射量和位置。
2.2.4 轧辊磨削严格按规定的参数执行。
2.2.5 双合滴油时，使滴油嘴畅通并控制滴油量。
3.松树枝状花纹（麻皮）
箔材表面呈现的有规律的松树枝状花纹。表面有明显的色差，但较光滑。
3.1产生原因
铝箔针孔
姓名：赵伟班级：材料工程学号：2010730023
双零铝箔针孔问题初探
当前铝箔在电气、仪表、航空、食品、医药包装等工业方面得到了广泛的应用,成为日常生活中不可缺少的材料,其中包装用铝箔占全
部铝箔消费的65 %以上,且在厚度规格上正朝日益更薄的方向
发展。当前生产的双零铝箔针孔偏多,在使用过程中易断,满足不了户高速生产线的需求。优质双零铝箔已成为当今市场需求的主流,亦是各个铝箔生产企业抢占市场,提高效益所共同追求的目标和方向。提高铝箔质量,降低铝箔针孔的数目及大小,是当前国内铝箔厂急需决
的问题。本文对铝箔针孔偏多的原因进行探讨,并从铝箔坯料状况、装备水平、轧辊表面粗糙度、轧制油的过滤精度等方面进行控制,使双零铝箔针孔数大幅度降低,断头率也相应减少。
1. 双零铝箔针孔的外貌
双零铝箔针孔是穿透铝箔迎光可见的、类似针尖的细小孔眼。有的密集，有的成行，大部分是无规则的孔洞，而且针孔数量也多少不一。例如：厚度为’G’’O + @@的铝箔针孔，多时则有& ’’’P* ’’’ 个!@*，且随着铝箔厚度减薄针孔数增加。
2. 铝箔针孔数偏多产生的后果
(1)铝箔带如果有针孔，特别是当针孔直径大于0.3mm，用户在进行铝H塑或铝H纸复合时，箔的表面漏胶，烘干箱不能及时将其烘干，箔带缠卷后层与层之间粘贴到一起打不开，或打开后箔材被撕破，用它生产的包装材料不能正常使用。
（2）铝箔半成品如果针孔多，轧制或分切时易断带，使成品率、一级品率、
生产率降低，增加生产成本。铝箔成品如果针孔多，复合时易断带，不仅影响包装材料的质量，同时严重影响铝箔用户生产效率的提高。（3）铝箔针孔多，严重影响铝箔产品的销售，同时制约生产。因此减少针孔是铝箔生产厂家的重要课题。
铝箔加工缺陷及措施
铝箔轧制常见缺陷的一般特征、原因及措施
在轧辊的表面与机体中形成高微裂纹的铬层。这种高高微裂纹的网状结构有利于轧制油吸附在轧辊表面，以便润滑。网状结构的铬层可以承受轧制力高达2000吨以上的的压力。以下是其与传统镀铬的金相结构图的比较对照表：
轧辊镀铬的铬层硬度是随着镀铬的技术条件变化而变化的。科德工作辊服务集团的镀铬层硬度通过其技术的创新可以达到900-1100VICKERS PN。这么高的硬度值就是所谓的“镀硬铬”技术。通过这样的硬度值来增加轧辊的耐磨性能。它的硬度要比通常的铸铁或者热处理的锻钢工作辊的硬度还要高。
镀铬层的摩擦系数更低，以下是一些金属表面的摩擦系数表：
铝箔轧辊的镀铬对铝箔的生产带来了较好的效果。
工作辊—所有机架（粗轧→中轧）冷轧镀铬辊的所有绩效在铝箔轧辊上都能体现出来，此外，还具备以下优点：
（1）、能够成倍减缓随通过量轧制速度下降的趋势从而获得稳定的轧制速度；
（2）、能够从窄到宽的变规格轧制；
（3）、大幅度改善润滑状态减少了不明断带；
（4）、获得稳定一致的板型和表面质量。
在生产10—30um的箔材中，由于支撑辊的原因常常损坏工作辊。而对支撑辊的镀铬可以改善工作辊的损伤，减少氧化物的产生和线条的产生。
在铝箔精轧中，使用镀铬工作辊可以获得更稳定均匀的表面质量，延缓线条产生。抑制原料带来色差的倾向。
分切常见缺陷及调整措施
工艺参数与铝箔质量产量的关系
COMALCO
FOIL DIVISION
DEFECT CATALOGUE
Danyang Training Visit
May 1992
铝箔缺陷的产生与预防
;
,
会 在 暗 面 造 成亮 点 针 孔 辊 痕 是 指造 成大于
必0
.
、
。
消 除 方法 是
’
,
3m m
孔 洞 的 轧辊 印痕 这 种 缺 陷 主 要 是
;
,
出 口导 辊 通 常应 做 成 中凸 形 状 比
。
〕;
尽 量减 少
由于 铝 材 中或 油 中或 机 架 内 或 环 境 中 的 坚 硬 颗 粒 对 轧 辊 造成 了 损 伤 或 由 于 轧 辊 服 役 时 间太 长 表 面 疲 劳 或 粘 铝 出 现 麻 点 故 在 轧 辊 轧 制 箔 材时 印在 成 品 上 这种 缺 陷 如 果 产 生 在 双 合道 次 几 乎 百 分之 百 的 形 成 孔 洞 在双
、
,
(2 ) 亮点 亮 斑
次上 尤 为有 害 表 现 在 表 面 出 现 1 0 一2 0
,
。
m m
,
亮 点 亮 斑 是 指双 合 面 出现 的 亮印 在亮
印处 通 常 出 现 了 不 均 匀 变形 这 一 缺 陷 是 铝
,
、
周 期 的振 痕 主要原 因 是 由于 轧 辊 磨 削不 当 例如砂 轮 太 钝 磨 削 油 不 合 适 或 进刀 量 太大
。
,
亮 带 在轧完 的 成 品 上 可 以 发 现 一 条 比其 它
铝箔的缺陷分析
铝箔的缺陷分析
铝箔的主要缺陷有：
（1）针孔。针孔是铝箔材的主要缺陷。原料中，轧辊上，轧制油中，甚至空气中的尘埃尺寸达到6μm左右进入辊缝均会引起针孔，所以6μm铝箔没有针孔是不可能的，只能用多少和大小评价它。由于铝箔轧制条件的改善，特别是防尘与轧制油有效地过滤和方便的换辊系统的设置，铝箔针孔数目愈来愈依赖于原料的冶金质量和加工缺陷，由于针孔往往是原料缺陷的脱落，很难找到与原缺陷的对应关系。一般认为，针孔主要与含气量、夹杂、化合物及成分偏析有关。采取有效的铝液净化、过滤、晶粒细化均有助于减少针孔。当然采用合金化等手段改善材料的硬化特性也有助于减少针孔。优质的热轧材轧制的6μm铝箔针孔可在100个/㎡以下。铸轧材当净化较好时，6μm铝箔针孔在200个/㎡以下。在铝箔轧制过程中，其他造成针孔的因素也很多，甚至是灾难性的，每平方米数以千计的针孔并不稀奇。轧制油的有效过滤，轧辊短期更换及防尘措施均是减少铝箔针孔所必备的条件，而采用大轧制力，小张力轧制也会对减少针孔有所帮助。
（2）辊印、辊眼、光泽不均。它主要是轧辊引起的铝箔缺陷，分为点、线、面三种。最显著的特点三周期出现。造成这种缺陷的主要原因为：轧辊不正确的磨削；外来物损伤轧辊：来料缺陷印伤轧辊；轧辊疲劳；辊间撞击、打滑等。所有可以造成轧辊表面损伤的因素，均可对铝箔轧制形成危害。因为铝箔轧制辊面光洁度很高，轻微的光泽不均匀也会影响其表面状态。定期的清理轧机，保持轧机的清洁，保证清辊器的正常工作，定期换辊，合理磨削，均是保证铝箔轧后表面均匀一致的基本条件。
铝箔加工缺陷及措施
铝箔轧制常见缺陷的一般特征、原因及措施
在轧辊的表面与机体中形成高微裂纹的铬层。这种高高微裂纹的网状结构有利于轧制油吸附在轧辊表面，以便润滑。网状结构的铬层可以承受轧制力高达2000吨以上的的压力。以下是其与传统镀铬的金相结构图的比较对照表：
轧辊镀铬的铬层硬度是随着镀铬的技术条件变化而变化的。科德工作辊服务集团的镀铬层硬度通过其技术的创新可以达到900-1100VICKERS PN。这么高的硬度值就是所谓的“镀硬铬”技术。通过这样的硬度值来增加轧辊的耐磨性能。它的硬度要比通常的铸铁或者热处理的锻钢工作辊的硬度还要高。
镀铬层的摩擦系数更低，以下是一些金属表面的摩擦系数表：
铝箔轧辊的镀铬对铝箔的生产带来了较好的效果。
工作辊—所有机架（粗轧→中轧）冷轧镀铬辊的所有绩效在铝箔轧辊上都能体现出来，此外，还具备以下优点：
（1）、能够成倍减缓随通过量轧制速度下降的趋势从而获得稳定的轧制速度；
（2）、能够从窄到宽的变规格轧制；
（3）、大幅度改善润滑状态减少了不明断带；
（4）、获得稳定一致的板型和表面质量。
在生产10—30um的箔材中，由于支撑辊的原因常常损坏工作辊。而对支撑辊的镀铬可以改善工作辊的损伤，减少氧化物的产生和线条的产生。
在铝箔精轧中，使用镀铬工作辊可以获得更稳定均匀的表面质量，延缓线条产生。抑制原料带来色差的倾向。
分切常见缺陷及调整措施
工艺参数与铝箔质量产量的关系
COMALCO
FOIL DIVISION
DEFECT CATALOGUE
Danyang Training Visit
May 1992
影响铝箔成品率的主要因素和控制方法
３．２箔卷缠绕松紧程度的影响
除人为因素产生的螺纹。
铝箔是卷状生产的，层与层之间
３．退火后产生油粘的影响
紧贴，加之铝箔轧制油的成分复杂，
油粘是铝箔特别是双零铝箔在生产
分切时如果铝箔卷缠得不紧，因板形
过程中常常出现的质量缺陷，多数在
差而凹陷的部分含有一定的空气，退
成品卷的二肋处，主要是退火后层与
火时轧制油氧化燃烧不完全，产生残
作者简介： 任静上海恩远实业有限公司 工程师
９５
之间，Ｓｉ含量一般在０．０８％～０．１３％
性能和成品针孔度。轧制时铝箔较厚
之间最合适。 ３）韩国毛料中，化合物相以Ｑ
时不产生针孔，但对双零铝箔而言， 则是造成针孔严重时产生孔洞。因
（ＦｅＳｉＡＩ）和Ｂ（ＦｅＳｉＡＩ）为主，而国产
此，必须严格控制铝箔毛料中氧含
ＷＲＯＬ一１０、ＷＲＯＬ一１２复合型添加剂配成
芯投入生产。
轧制油，添加剂的总含量由原来的
另外，分切设备不稳定、操作人员技
４．５％～６．０％调为３．Ｏ％～４．５％。油粘缺
术水平差或责任心不强等都能导致
陷消除，同时降低了成本，延长了轧
螺纹的产生，对操作者进行培训、严
制油的使用寿命。
格各项管理制度，做到奖惩分明，消
并根据不同道次采用不同凸度的轧 辊进行轧制，以有效控制板形，一般 采用中轧辊凸度０．０５－－－０．０７ ｕ ｍ，精 轧辊凸度０．０８，－－，０．１０ ｕ Ｉｎ。 ５．结束语
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双零铝箔针孔产生原因及控制方法
黎志勇1,史庆南2,杨钢1,罗许1,罗泽鹏3
(11昆明理工大学材料与冶金工程学院,云南昆明650093;21云南省分析测试技术研究中心,云南昆明650093;
31华南师范大学,广东广州510000)
摘 要:对铝箔坯料状况、生产工艺、装备水平等进行探讨分析,找出导致铸轧坯料轧制生产双零铝箔针孔原因,采取相应的控制方法,使双零铝箔针孔数得到了有效的控制,降低铝箔“针孔度”,达到提高铝箔质量稳定性的目标。对铝箔针孔偏多的原因进行探讨,并从铝箔坯料状况、装备水平、轧辊表面粗糙度、轧制油的过滤精度等方面进行控制,使双零铝箔针孔数大幅度降低断头率也相应减少。
关键词:双零铝箔;针孔;铸轧工艺
中图分类号:T G248文献标志码:A
当前铝箔在电气、仪表、航空、食品、医药包装等工业方面得到了广泛的应用,成为日常生活中不可缺少的材料,其中包装用铝箔占全部铝箔消费的65%以上,且在厚度规格上正朝日益更薄的方向发展。
当前生产的双零铝箔针孔偏多,在使用过程中易断,满足不了用户高速生产线的需求。优质双零铝箔已成为当今市场需求的主流,亦是各个铝箔生产企业抢占市场,提高效益所共同追求的目标和方向。提高铝箔质量,降低铝箔针孔的数目及大小,是当前国内铝箔厂急需解决的问题。本文对铝箔针孔偏多的原因进行探讨,并从铝箔坯料状况、装备水平、轧辊表面粗糙度、轧制油的过滤精度等方面进行控制,使双零铝箔针孔数大幅度降低,断头率也相应减少。
1 双零铝箔针孔的现状及影响
铝箔的针孔数目与铝箔的厚度有关,随着铝箔厚度的增加,其针孔数迅速减少,铝箔针孔数的对数与其厚度基本成正比,当其厚度达到0.02mm时,铝箔可以达到完全无针孔。国内铝箔的质量水平与国外有较大差距,主要就表现在针孔的数量和大小上。国外规定铝箔厚度大于0.020mm时应无针孔,而我国标准规定铝箔厚度大于0.050mm时无针孔;国外标准规定大于0.1mm的针孔不允许有,针孔孔径一般为0.015mm,而我国标准规定针孔最大尺寸可达0.5mm,按国标G B3198,针孔检验不是出厂检验项目[1]。
双零铝箔针孔是穿透铝箔迎光可见的、类似针尖的细小孔眼,有的密集,有的成行,大部分是无规则的孔洞,而且针孔数量也多少不一。例如:厚度为0.0065mm的铝箔针孔,多时则有1000～2000个/米2,且随着铝箔厚度减薄针孔数增加。铝箔针孔的形貌、太小、分布多种多样,可分3种类型,第1类为密集型针孔,第2类为太针孔,第3类为孤立的针孔[2]。
针孔是铝箔主要缺陷之一,是所有缺陷中影响最为严重的缺陷,也正是由于针孔的存在,使得铝箔的氧气透过率和水蒸汽透过率并不为零。铝箔针孔的大小和数量对铝箔及其复合材料的防潮性、阻气性和遮光性有着决定性的影响。
2 双零铝箔针孔产生的原因及其控制方法
铝箔产生针孔的原因很多,例如:熔炼时氢含量、熔炼和静置时间等都对铝箔针孔有不同程度的影响,轧制力与张力大小不合适,铝箔坯料状况有质量问题,轧辊凸度和表面粗糙度控制不当,生产工艺不合理等也会造成铝箔针孔。下面从铝箔坯料状况、轧辊磨削质量、轧制油过滤精度和生产工艺等方面,对针孔产生的原因进行探讨。
2.1 铝箔坯料状况对铝箔针孔影响
铝箔坯料状况直接影响轧制产品的质量和成品率的高低。由于铝箔的厚度小,隐藏在坯料内部的各种缺陷,如夹杂、气泡、外来杂质,以及粗大第2相粒子、不均匀的毛料组织等,都将随着产品厚度的减小而逐步暴露出来,对铝箔轧制和产品质量产生不良影响,如形成穿孔或裂缝,严重时将使铝箔断裂或轧辊损坏。统计资料表明,铝箔中的针孔数随夹杂量、化合物尺寸的增加而增加,并且随铝箔厚度的减薄而呈指数函数增加。存在于坯料表面的各种缺陷,如擦伤、起皮、水斑、灰污等,也将以拉长的形式继续存在于铝箔表面,当压下量达到一定程度时,也会使铝箔穿孔或断裂。材料的性能愈不均匀,硬化率愈大,则愈易产生针孔。因此,用于轧制薄箔的铝箔毛料,必须具有优良的内在质量和表面质量。2.1.1 铝箔坯料的化学成分对铝箔针孔数的影响
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《新技术新工艺》・热加工工艺技术与材料研究 2008年 第10期
针孔的产生与铝箔毛料质量的关系从铝箔毛料内部质量看,进口毛料中的化合物以d(FeSiAl)和p (FeSiAl)相为主,而国产铝箔毛料中的化合物则以FeAl3和d(FeSiA1)相为主。d(FeSiAl)相是比较理想的铸态化合物,易在变形中破碎,FeAl3则为粗大化合物相(针片状),他是双零铝箔针孔数较多的一个主要原因。因为双零铝箔厚度只有0.006～0.007mm,任何大于0.005mm的粗大第2相均可产生针孔。但铝箔毛料并不是晶粒越小越好,晶粒小于0.001mm将使加工硬化率提高,加工硬化率提高,则变形抗力增大,塑性变形性能差。在加工过程中,粗大第2相很容易形成裂纹源,裂纹扩展而形成针孔。所以,铝箔毛料中的化合物尺寸应控制在0.001～0.005mm[3]。
Fe、Si是工业纯铝中的主要元素,对工业纯铝制品的组织和性能有很大的影响。因此,工业纯铝又被称为Al-Fe-Si合金。工业纯铝的力学性能不仅受纯度和Fe、Si含量的影响,还受Fe/Si比的影响,Fe/Si比偏低时,材料呈脆性,不易压下和轧制变形,则使加工硬化增加,变形抗力升高,在铝箔轧制到较薄时,针孔数会增加。目前,铝箔用工业纯铝的Fe/Si比一般控制在2.5～3.0之间。Si在Al 中的固溶度很大,强烈导致加工硬化。Si的含量与原铝锭的纯度有关。Si含量偏高时,易产生Si的晶界偏析,而且难于使Si充分析出,因此,Si含量应小于0.2。控制杂质的相对含量是改进铝箔产品质量的重要途径。
2.1.2 氢对双零铝箔针孔的影响
铝箔毛料中残存氢较多时,则形成气泡、砂眼,严重影响箔材的加工性能和成品的针孔度。轧制铝箔厚度较大时不产生针孔,但对双零铝箔而言,氢则是造成针孔的重要原因。因此,必须严格控制铝箔毛料中氢含量和铝熔体中的含氢量,一般应控制0108～0112mL/100g(Al)。
在熔点温度时,氢在铝液中的溶解度为此时固态溶解度的19倍以上,如果不将氢含量控制到一定范围内。铸造过程中氢就会析出,并以气泡形式存在于所铸材料内部。随着下一工序热轧或冷轧的进行,材料厚度不断减薄。这些气泡将逐渐被压扁拉平或拉长,形成沿纵向连续或断续延伸的气道。气道在板带或厚箔轧制阶段不易发现,其危害也不大,但在轧制薄箔,特别是双零箔时,就会在铝箔表面出现沿气道分布的大小不一的成串的针孔。其特征是孔周边是圆滑的,严重时轧制过程中造成断带或沿气道开裂,造成铝箔报废、使成品率降低。
无论是热轧毛料还是铸轧毛料,在熔炼时必须使铝熔体中的含氢量尽可能减少,氢是造成双零铝箔针孔的重要原因。
2.2 生产工艺的合理性对针孔的影响
生产工艺的合理与否对铝箔针孔数的多少有直接影响。例如,铝熔炼时氢含量的控制,精粒细化剂,熔炼温度与时间,轧制速度和后张力控制,轧辊表面粗糙度,工艺油的过滤精度,热处理情况等都是影响铝箔针孔数的主要原因。
2.2.1 晶粒细化剂对双零铝箔针孔的影响
Ti能细化铸造组织,而且在压延时容易产生加工软化[526],提高轧制性能。但Ti含量过高(> 0105%),易产生坚硬的、粗大的化合物,使针孔率增加。另外,如果与Ti同时添加50×10-6的硼,细化晶粒效果更佳,若硼含量超过50×10-6,TiB2粗大金属间化合物粒子将恶化轧制性能。所以在熔炼时加入适当的Al-Ti-B作为晶粒细化剂,以提高轧制性能,改善针孔状况。
2.2.2 轧制速度和后张力的控制
生产铝箔时,轧制速度和后张力(即开卷张力)的控制应结合轧辊表面粗糙度和轧制油的性能进行调整。特别是在轧制成品的前一个道次和成品道次,轧制速度和开卷张力的控制是否合适对针孔影响最大。实践证明,轧制速度太快或后张力过大时,双零铝箔针孔数明显增多,严重时造成断带。轧制速度太慢或后张力太小时,不仅影响生产率,而且使铝箔出现皱褶、开缝等。为了合理控制成品道次的轧制速度和后张力,我们对成品道次的轧制速度和后张力作了规定:轧制成品时速度不大于600m/ min;开卷张力通过开卷电流调控,张力电流不大于85A。经过一段时间的运作,双零铝箔针孔数得到了有效控制并趋于稳定。
2.2.3 热处理工艺
控制组织中粗大化合物相颗粒的尺寸和数量是降低针孔率、提高塑性加工性能和铝箔产品质量的重要因素之一。合金相的控制应包含2个方面的内容:一方面应尽可能地使Fe、Si元素从铝基体中析出、以第2相化合物的形式存在于铝基体中;另一方面还应通过适当的合金设计和工艺优化,控制第2相的种类、形状、大小、分布和数量。
热处理工艺与化学成分和合金相控制密切相关。热处理工艺设计应服务于尽可能降低Fe、Si元素固溶度,同时使第2相均匀合理分布这一组织原则。铝箔生产涉及了从熔铸、均匀化、热轧、冷轧、中间退火、箔轧等多个轧制工艺和热处理工艺环节;前一环节的组织特征必将遗传和影响到下一环节,各工艺之间是相互影响和制约的,孤立研究和设计各
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