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        鋁箔毛料表面鋁粉富集的形成原因及解決方法

        2018-08-20 09:48:22周樹德
        山東工業(yè)技術(shù) 2018年12期

        周樹德

        摘 要:使用掃描電鏡等現(xiàn)代高科技材料分析手段,確認(rèn)導(dǎo)致鋁箔毛料鋁粉表面富集的本質(zhì)原因是冷加工時的油膜強(qiáng)度弱所致;通過調(diào)整板帶軋制油油膜強(qiáng)度大幅減少了毛料表面脫鋁量,順利解決了毛料表面臟的質(zhì)量缺陷。

        關(guān)鍵詞:鋁箔毛料;表面鋁粉;油膜強(qiáng)度;潤滑狀態(tài)

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.017

        鋁箔毛料表面鋁粉富集,是目前國內(nèi)鋁加工企業(yè)最長遇到的系統(tǒng)問題之一,雖然這一問題隨鋁粉富集程度和產(chǎn)品最終用途的不同而大小不一,但這種一問題的存在,畢竟很現(xiàn)實(shí)的在影響國內(nèi)鋁制品,尤其是鋁箔產(chǎn)品的整體質(zhì)量等級和穩(wěn)定性。筆者依照多年的現(xiàn)場研究和檢測分析,確定了導(dǎo)致鋁粉的理化原因,為這一問題的解決提供了切實(shí)可行的控制方法。

        1 毛料表面富集的表現(xiàn)

        毛料鋁粉的富集,會在毛料的整個加工過程總造成鋁粉污染,導(dǎo)致所有板面接觸部,如導(dǎo)輥、板型輥、張力校正系統(tǒng)、重卷設(shè)備等都出現(xiàn)表面臟和軋制油黑的問題,這種問題最直接的問題,就是導(dǎo)致產(chǎn)品表面出現(xiàn)黑道等缺陷的重要原因之一。

        1.1 鋁粉富集的數(shù)據(jù)化定義

        如果把表面鋁粉附著量控制在一定程度以內(nèi),則不會對后繼的加工和產(chǎn)品質(zhì)量造成影響,這里把超過正常水平,能夠誘發(fā)產(chǎn)品不良的鋁粉附著量,定義為鋁粉富集。筆者從國內(nèi)各大主要鋁箔毛料的使用廠家取樣,并進(jìn)行了表面鋁粉附著量的測試工作,并形成如下數(shù)據(jù)基礎(chǔ):當(dāng)毛料鋁粉附著量≥28.2mg/m2時即表面毛料表面鋁粉富集。

        2 關(guān)鍵影響因子篩選與試驗結(jié)果

        筆者對鑄軋毛料的鑄軋因素對毛料鋁粉鋁粉附著量的影響進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)鑄軋區(qū)、鑄軋速度和鑄軋壓力等鑄軋核心因素,對鋁粉附著量的影響沒有區(qū)分性;在筆者對冷加工的過濾、加工率、速度等因素進(jìn)行測試和研究時,沒有證據(jù)表明這些參數(shù)本身會對表面鋁粉富集造成直接影響,但這些參數(shù)對潤滑參數(shù)的影響,可能對鋁粉富集造成直接影響,故而,筆者對影響冷軋潤滑的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。

        2.1 油膜強(qiáng)度檢測及結(jié)果分析

        為了確定判斷準(zhǔn)確性和找準(zhǔn)修正方向,研究人員首先進(jìn)行了板面形貌統(tǒng)計和在線軋制油油膜強(qiáng)度測試。研究人員提取現(xiàn)場基礎(chǔ)油與所使用的“STE12鋁板帶軋制添加劑”進(jìn)行了油膜強(qiáng)度和摩擦系數(shù)測試。測試結(jié)果如表1所示:

        筆者同時對沒有出現(xiàn)鋁粉富集的不同單位的軋制油進(jìn)行上述測試,確定其油膜強(qiáng)度全部≥310N,摩擦系數(shù)≤0.055μ。上述測試結(jié)果可知,油膜強(qiáng)度和摩擦系數(shù)的巨大差異,是出現(xiàn)與不出現(xiàn)鋁粉富集的重要區(qū)別之一。

        2.2 毛料表面觀察及統(tǒng)計結(jié)果

        研究人員進(jìn)行了毛料表面形貌特征觀察并與潤滑狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)圖譜做了對比。對比后確認(rèn):凡是出現(xiàn)鋁粉富集的表面,,毛料表面特征全部處于混合潤滑狀態(tài),結(jié)合油膜強(qiáng)度測試結(jié)果,筆者確認(rèn):油膜強(qiáng)度(摩擦系數(shù))是導(dǎo)致問題出現(xiàn)的核心誘發(fā)因素。

        2.3 毛料生產(chǎn)現(xiàn)場試驗及檢測結(jié)果

        缺陷本質(zhì)、表面統(tǒng)計、油膜強(qiáng)度測試三個結(jié)果同時顯示,通過相關(guān)方式對冷軋機(jī)軋制油的油膜強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整,并同步進(jìn)行鋁粉附著量的檢測并確認(rèn):

        當(dāng)油膜強(qiáng)度跨越290N之后,表面鋁粉附著量迅速低于25mg/m2;當(dāng)油膜強(qiáng)度繼續(xù)提高至310N時,毛料表面鋁粉附著量穩(wěn)定在14~20 mg/m2。

        3 結(jié)論

        通過上面各種分析及生產(chǎn)驗證得到如下幾項結(jié)論:

        其一,導(dǎo)致毛料鋁粉富集的根本原因,是冷加工時軋制油的油膜強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)。

        其二,板帶油膜強(qiáng)度是解決毛料鋁粉富集的關(guān)鍵,是保證油膜強(qiáng)度≥310N(此時摩擦系數(shù)≤0.055μ),此時鋁粉附著量穩(wěn)定于14~20 mg/m2。

        4 小結(jié)

        本研究從缺陷微觀定性開始最終確認(rèn)缺陷本質(zhì)入手,最終圓滿的解決了表面臟這一長期困擾生產(chǎn)的質(zhì)量缺陷,證明本研究所采用的缺陷分析方法和現(xiàn)場修正思路的正確性。

        參考文獻(xiàn):

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        [2]趙志業(yè).金屬塑性變形與軋制理論[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1980(09):125-130.

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