駱啟榮

（安徽銅陵金威銅業(yè)有限公司，安徽 銅陵 244000）

銅帶材色澤光亮、導(dǎo)電性能良好、廣泛應(yīng)用于電子、電力以及電器等領(lǐng)域。特別是電子電器領(lǐng)域?qū)Ь肀砻尜|(zhì)量要求非常高，要求帶卷表面無劃傷、亮點(diǎn)（線）等。由于生產(chǎn)過程的特殊性，鑄造質(zhì)量對帶卷的表面質(zhì)量影響非常大，而且經(jīng)過軋制后鑄造和軋制的缺陷疊加很難分析出具體是哪道工序?qū)Τ善返馁|(zhì)量產(chǎn)生了影響。下文是對一種常見缺陷的分析過程。

1 分析檢查缺陷產(chǎn)品的工藝流程和相關(guān)記錄

生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)0.3mm厚度系列的紫銅帶，表面經(jīng)常呈現(xiàn)沒有規(guī)律的缺陷。經(jīng)查帶卷來源的鑄錠規(guī)格是180×310×5500(mm)，材質(zhì)C1100。爐料來源Cu-CATH-2，熔煉溫度1180℃，開始鑄造溫度1180℃，正常鑄造溫度1160℃～1170℃，開始鑄造速度60mm/min，正常鑄造70mm/min～80mm/min。開始冷卻水壓力60 KPa，正常鑄造是冷卻水壓力80KPa～110 KPa。結(jié)晶器內(nèi)金屬保護(hù)氮?dú)鈮毫?KPa～15 KPa。鑄錠爐后成分如表1所示。以上所有鑄造參數(shù)均符合正常工藝要求。

表1 成分分析結(jié)果

檢查鑄錠質(zhì)量檢查記錄顯示鑄錠在熱軋前上下表面質(zhì)量良好，只有在小面有輕微的冷隔。

此產(chǎn)品主要經(jīng)過的工藝路徑有：熱軋、銑面、粗軋、退火、精軋。熱軋開軋溫度880℃，檢查所有輥道運(yùn)轉(zhuǎn)良好，排除熱軋輥道劃傷下表面的可能。銑面后直接卷取無法全面對質(zhì)量進(jìn)行跟蹤判定，特別是下表面，對在這些工藝路徑過程其它可能影響質(zhì)量的工藝參數(shù)和裝備運(yùn)行情況進(jìn)行了檢查確認(rèn)，沒有發(fā)現(xiàn)異常的過程質(zhì)量問題，但在最后成品時發(fā)現(xiàn)表面有如下圖1的缺陷。

2 對缺陷產(chǎn)品的外觀觀察和初步分析

圖1是從現(xiàn)場取得的2塊樣品的外觀圖片。樣品來源：從同一卷帶的不同部位取得。（缺陷比較嚴(yán)重部位）可以看出長度方向上有很長的缺陷（割裂，擦傷）存在。第一塊缺陷長度大約在650mm～700mm。寬度最大大約在5mm。缺陷在帶材的位置不固定，有時在中部，有時在邊部。而且出現(xiàn)缺陷的規(guī)律沒有周期性。第二塊缺陷樣品的缺陷顯示情況，基本如同第一塊樣品，但是缺陷輕微。長度也大概在60cm。以下分析是將第一塊樣品分了兩個位置進(jìn)行分析。從現(xiàn)場照片和實(shí)物樣品都很難判斷是鑄造缺陷還是軋制缺陷。初步判斷有以下幾種可能：

（1）由于鑄錠中的縮孔、氣孔在軋制過程暴露產(chǎn)生了類似的缺陷。

（2）熱軋坯料銑面后有異物帶入帶材表面，再經(jīng)過軋制造成成品表面如此的缺陷。

（3）軋制時由于軋輥和夾送輥表面有缺陷造成帶卷表面的劃傷。

圖1 缺陷樣品

3 樣品的調(diào)查分析與結(jié)果

3.1 成分分析

對樣品的其他不純物質(zhì)進(jìn)行分析結(jié)果如表2所示。沒有任何問題。

表2 成分分析結(jié)果

3.2 微組織分析

對樣品的微組織進(jìn)行了檢測，結(jié)果如圖2～圖4所示，顯示了調(diào)查的位置和觀察方向。

圖2是缺陷最大的縱斷面觀察結(jié)果，可以看到硬被擠入時經(jīng)常會出現(xiàn)的形態(tài)。圖中左下的異常表面是硬被擠入的部分，此部分沒有經(jīng)過正常的軋制，因此沒能形成再結(jié)晶組織，所以有些泛白色。金屬流動（Metal flow）（軋制方向的流動）也由于要避免硬被擠入而有些傾斜。通常的金屬流動，軋制方向是水平的，中間不會出現(xiàn)彎曲的。

圖2 缺陷最大的縱斷面觀察結(jié)果

圖3 缺陷旁邊的橫斷面組織的觀察結(jié)果

圖4 樣品2的橫斷面觀察結(jié)果

圖3 是此缺陷旁邊的橫斷面組織的觀察結(jié)果?？梢耘袛啵脖粩D入的部分沒形成再結(jié)晶組織。無法確認(rèn)其他部分的異常。

圖4是第2個樣品的橫斷面觀察結(jié)果，這個與第1個相比程度較輕，但可以確認(rèn)為同樣的問題。

3.3 EPMA分析及氧的分布調(diào)查

對圖2中確認(rèn)的開口部分近旁進(jìn)行了EPMA的定性分析調(diào)查，結(jié)果及SEM像如圖5所示。定性分析的結(jié)果，并沒有銅以外的任何檢出成分。

圖5 EPMA的定性分析

4 整改與效果

通過以下措施改善銑面工藝，上面的這種缺陷在成品后即消失。

（1）通過加大抽屑的排風(fēng)能力，防止切屑被卷入，從而有效地避免了這種劃傷的出現(xiàn)。

（2）打開銑面系統(tǒng)的側(cè)門使抽屑系統(tǒng)的風(fēng)形成對流，提高了抽屑能力。

（3）減少銑削深度使銑面碎屑變小，容易抽吸。

（4）縮短抽屑管的長度，減少排屑距離。

5 結(jié)論

對微組織觀察的結(jié)果，金屬流動的異常，以及表面一部分未再結(jié)晶的情況的確認(rèn)，對該部分的定性分析結(jié)果顯示除了銅以外沒有其他元素，因此判斷是軋制時有硬被擠入的情況。因此就以上缺陷分析基本可以確定是軋制過程中造成的。推定原因是：銑面加工時有切屑?xì)埩粼趲Ь肀砻?，軋制時有硬被擠入造成了以上缺陷。