趙永林，李閣強

(河南科技大學(xué)，河南洛陽471003)

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電子銅帶精整工序表面質(zhì)量缺陷的分析和改進

趙永林，李閣強

(河南科技大學(xué)，河南洛陽471003)

文章對電子銅帶精整工序中易產(chǎn)生的三個表面質(zhì)量缺陷進行了分析，結(jié)合生產(chǎn)實踐，提出了有針對性的改進措施，提高了電子銅帶產(chǎn)品的表面質(zhì)量和成品率。

電子銅帶；精整工序；表面質(zhì)量

高精度電子銅帶加工工藝一般為，熱軋→銑面→冷軋→精整→剪切→包裝入庫，其中精整工序主要包括退火、酸洗、清洗、鈍化等，厚度在1.5mm以下的薄規(guī)格帶材在氣墊式退火線上進行。該工序易產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷有，退火后性能不合格，帶材表面存在刷紋、水跡、白點等質(zhì)量缺陷。實際生產(chǎn)中，通過對爐子溫度、帶材速度等的精確控制，基本能避免帶材退火性能不合格問題的發(fā)生，但在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)帶材表面質(zhì)量缺陷，對電子銅帶的成品率造成較大影響。由于精整工序位于整個電子銅帶加工工藝尾部，在此處因表面質(zhì)量缺陷而變成廢品或降級使用，將造成物料、能源、人工、設(shè)備等各方面的極大浪費，甚至由此產(chǎn)生產(chǎn)品退換貨現(xiàn)象，造成不可估量的經(jīng)濟損失，在客戶中產(chǎn)生不良影響。因此，在目前市場對電子銅帶產(chǎn)品表面質(zhì)量要求不斷提高的背景下，對帶材表面質(zhì)量缺陷的改善顯得尤為重要，本文對電子銅帶表面質(zhì)量缺陷進行了分析，并提出改進措施。

1 帶材表面質(zhì)量缺陷

在精整工序的氣墊式退火線中，對電子銅帶表面質(zhì)量缺陷影響較大的設(shè)備有[1]酸洗機、清洗機、刷機、鈍化箱、擠水輥、風(fēng)刀、烘干箱等。設(shè)備布置如圖1所示。

圖1 氣墊式退火爐生產(chǎn)線精整工序部分設(shè)備布置圖

酸洗機，主要用于去除銅帶在爐內(nèi)退火時表面形成的氧化物，同時也起到穩(wěn)定帶材表面狀態(tài)的作用。

清洗機，用于清洗帶材表面的臟物及殘留的酸液，壓力水通過噴嘴對帶材上下表面進行沖洗，沖洗水循環(huán)使用。

刷機，用于刷掉帶材表面的氧化物和殘留的酸液，也利于穩(wěn)定帶材表面狀態(tài)；每組刷機由刷子和支承輥成對使用。

鈍化箱[2]，循環(huán)使用的鈍化劑采用噴淋方式與通過的帶材進行反應(yīng)，在銅帶表面形成鈍化膜，達到防銹的效果，鈍化劑通常加熱至50℃左右。

擠水輥，用于擠除銅帶上下表面的鈍化液，利于銅帶表面快速干燥。

風(fēng)刀，由風(fēng)機將新鮮空氣通過風(fēng)刀吹向帶材上下表面，將殘留鈍化液快速吹除。

烘干箱，用于將鈍化后的帶材表面快速干燥；烘干箱由加熱器、新鮮空氣風(fēng)機、循環(huán)風(fēng)機、噴嘴等組成，將加熱后的空氣通過噴嘴循環(huán)吹向帶材上下表面，溫度通常保持在80℃左右。

電子銅帶在以上設(shè)備的處理過程中，易形成以下表面質(zhì)量缺陷：

(1)刷紋,指精整后的帶材表面存在的連續(xù)或有規(guī)律的間斷刷狀紋理，該質(zhì)量缺陷對帶材光潔度影響較大；

(2)水跡,指精整后的帶材表面沿帶材縱向呈線狀或水滴狀的水印痕跡；

(3)白點,指精整后的帶材表面存在的針尖狀點跡，且通常布滿整個帶材表面。

2 缺陷分析及改進措施

2.1 刷紋

2.1.1 產(chǎn)生的原因分析

(1)刷子本身的質(zhì)量問題，如刷毛材質(zhì)、直徑、硬度及其編織方法和密度是否符合工藝要求；

(2)新刷的磨合狀況，通常直接使用新刷進行帶材刷洗時將不可避免的產(chǎn)生刷紋；

(3)刷子在運行過程中振動較大。

2.1.2 控制及改進措施

(1)按照刷子的制作工藝要求，加強對刷子供貨的嚴格驗收；

(2)新刷在正常使用之前，使用備用帶對刷子按照正常生產(chǎn)轉(zhuǎn)速進行運轉(zhuǎn)磨合，通常需連續(xù)運行3～5h；

(3)在刷子安裝前，需要對裝配好的刷子和刷軸進行動平衡檢測，滿足規(guī)定要求；安裝后檢測刷子運行時的振動狀況，看是否在規(guī)定范圍之內(nèi)，根據(jù)情況對刷子緊固裝置進行調(diào)整。

通過以上措施，基本保證在視覺范圍內(nèi)看不到刷紋，滿足了工藝質(zhì)量要求。

2.2 水跡

2.2.1 產(chǎn)生的原因分析

(1)擠水輥擠水效果不好；

(2)風(fēng)刀對帶材表面的吹掃效果不好。

2.2.2 控制及改進措施

水跡主要是鈍化后和烘干前對帶材表面水分進行擠除和吹掃過程中產(chǎn)生的，所以要加強對擠水輥和吹掃風(fēng)刀的調(diào)試工作。

(1)設(shè)備上原裝擠水輥為Ф180mm×1000mm規(guī)格的鋼芯膠輥，壓下氣缸規(guī)格為Ф100mm×50mm。根據(jù)生產(chǎn)實際運行情況，擠水輥擠壓力不夠，同時膠輥起不到吸水作用，導(dǎo)致擠水不均勻，且殘留較多。

結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實際將壓下汽缸更換為Ф125mm×50mm規(guī)格，增大擠壓力；將鋼芯膠輥改為同尺寸的新型3M輥，與橡膠輥相比，由于3M輥表面為不織布材料，因而具有多孔性、開放結(jié)構(gòu)，可壓縮性、抗劃傷，便于維修、能修補，有自愈性、高摩擦性能的優(yōu)點。因此使用3M擠水輥既能大幅提高帶材表面的擠水效果，又能減少維修頻次和時間；

(2)將風(fēng)刀結(jié)構(gòu)形式進行改造，如圖2所示。原風(fēng)刀結(jié)構(gòu)在帶材速度超過80m/min時，由于風(fēng)是朝一側(cè)吹出殘余水分，在一側(cè)邊部留有水跡不能吹除干凈。改進后的風(fēng)刀結(jié)構(gòu)，風(fēng)刀同時向帶材兩側(cè)吹除水分，可加快帶材表面殘余水分的吹掃速度，通過在線100m/min帶材極限速度檢驗，無殘留水跡，完全滿足工藝質(zhì)量要求。

圖2 風(fēng)刀改進前后結(jié)構(gòu)形式

2.3 白點

2.3.1 產(chǎn)生的原因分析

對帶材表面白點成分進行實驗檢測，其成分為析出鈍化劑或鈍化劑與硫酸反應(yīng)生成的沉淀物。對現(xiàn)場生產(chǎn)運行情況進行分析，一方面可能為鈍化液配比參數(shù)不合適，溶解不夠，導(dǎo)致鈍化劑析出；另一方面可能為鈍化劑污染，即酸洗后的帶材表面殘酸未沖洗干凈，被帶入鈍化箱，將鈍化液污染，導(dǎo)致部分污染鈍化劑形成細粒狀沉淀附著于帶材表面。

2.3.2 控制及改進措施

(1)鈍化液配比嚴格按照工藝執(zhí)行[3]，生產(chǎn)過程中及交接班時要觀察鈍化液質(zhì)量，檢查鈍化液濃度，若濃度超出范圍應(yīng)及時進行稀釋；發(fā)現(xiàn)鈍化液渾濁要及時更換；

(2)加強對帶材表面殘酸的控制，避免或盡量減少殘酸進入鈍化箱?？蓪η逑聪溥M行改造，原清洗箱補水裝置根據(jù)水位的升降靠電磁閥自動控制，清洗箱是一個自循環(huán)系統(tǒng)，清水噴射到帶材表面，沖洗帶材表面殘酸，后又回流至箱內(nèi)。隨著生產(chǎn)的進行，箱體內(nèi)水的含酸量不斷增加，導(dǎo)致帶材清洗效果不斷下降，故增加一個手動常開進水管，進水量可根據(jù)生產(chǎn)實際情況進行調(diào)整，這樣使箱內(nèi)的水一直處于溢流狀態(tài)，可將部分殘酸帶出，避免酸濃度不斷升高。同時在保證殘酸清洗的情況下盡量降低用水量，經(jīng)過現(xiàn)場驗證效果明顯；

(3)若鈍化箱內(nèi)鈍化液已被殘酸污染，表面或箱壁甚至出現(xiàn)綠色漂浮物，要立即更換鈍化液。在重新配置鈍化液之前，對箱體進行徹底清潔，尤其是對箱壁上可能附著的綠色附著物進行徹底清除，防止其對新配的鈍化液形成二次污染。

通過以上措施，單次配制鈍化劑的使用由過去的平均三天到現(xiàn)在的平均半個月更換一次，并保證在鈍化劑使用周期內(nèi)帶材表面無白點質(zhì)量缺陷，同時由于鈍化劑使用時間大幅延長，既降低了生產(chǎn)成本，又提高了生產(chǎn)效率，也降低了勞動強度。

3 結(jié)語

本文通過對氣墊式退火生產(chǎn)線中，影響電子銅帶產(chǎn)品表面質(zhì)量的幾個工序設(shè)備或因素進行分析，采取了有針對性的改進措施，經(jīng)過現(xiàn)場生產(chǎn)實踐效果顯著，有效提高了產(chǎn)品成品率。其中有些措施看似簡單，但卻是在生產(chǎn)中一次次不斷摸索改進中得來的，如對風(fēng)刀改進、擠水輥壓下缸的設(shè)計改進、清洗箱補水量的確定等等。在此感謝現(xiàn)場生產(chǎn)及維護師傅們的密切配合和支持。通過以上改進措施，基本上杜絕了刷紋、水跡、白點等表面缺陷的發(fā)生，對電子銅帶產(chǎn)品表面質(zhì)量和成品率的提高做出了重大貢獻。

[1] 中鋁洛陽銅業(yè)有限公司．容克氣墊爐技術(shù)附件(內(nèi)部資料).2008：31-33.

[2] 鐘衛(wèi)佳主編．銅加工技術(shù)實用手冊[M]．北京：冶金工業(yè)出版社， 2007： 872-872.

[3] 中鋁洛陽銅業(yè)有限公司．容克氣墊爐工藝說明(內(nèi)部資料)．2011：5-6.

Analysis and Improvement of Surface Quality Defects of Electric Copper Strip in Finishing Process

ZHAO Yonglin, LI Geqiang

(Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, China)

The paper analyzed three common surface quality defects of electric copper strip in finishing process; it put forward targeted improvement measures in combination with actual production, thereby improving surface quality and production yield of electric copper strip.

electric copper strip; finishing process; surface quality

2015-02-02

趙永林(1979-)，男，在讀工程碩士，工程師，主要從事銅加工行業(yè)氣墊式退火爐、精軋機等設(shè)備的管理維護工作。

TG339

B

1671-6795(2015)05-0037-03