铝箔轧制的特点
铝箔是铝加工生产中工序多、加工技术难度、厚度薄的铝材产品。它通常是用工业纯铝(>99.0%lA,质量百分数,下同)加工而成。铝箔生产涉及了从熔铸、热轧、冷轧到箔轧的所有轧制工艺和热处理工艺。铝箱生产水平代表着铝加工工业的先进程度和发展水平。铝箔也是国民经济发展中日用民需非常关键的产品。因而铝箔工业已成为当前各国十分关注的工业。
铝箱轧制是一门特殊的压延技术,由于产品的厚度小,铝箔轧制具有与板带材轧制明显不同的特点,同时技术难度也增大。当轧件厚度达到小极限厚度hc时,无论再施加多大的压力也不能进一步获得任何压下量。同时,随着轧件厚度的减小,辊隙传递系数f也减小。
当轧件厚度减小到一定限值时,必须使轧辊间隙成为负值,才能获得所需要的压下量。此时,上、下轧辊不仅互相接触,而且紧密压靠,使轧辊表面产生压扁变形,轧辊间隙S为负值,这种轧制称为极限轧制或负辊缝轧制。铝箱必须进行负辊缝轧制。在负辊缝轧制条件下(图3),增加轧制压力对压下量已不起作用,此时,调节压下装置只能改变产品的平整度,而不能改变其厚度。而实际使用的轧制压力则是由预加压力和轧辊弧度所决定,并不是像板带材轧制那样,轧制压力是由材料的变形抗力所决定的一个确定数值。
在铝箔轧制中,轧制速度和后张力成为调节压下量的两个主要控制因素。当轧制速度增加时,油膜厚度增加,摩擦系数减小,压下量增加;同时轧制速度的增加使变形区的铝箔温度上升,从而使金属的变形抗力减小,压下量增加。但当轧制速度在给定的冷却条件下超过一定限值时,轧区温度的上升将使润滑条件变坏,从而影响铝箔的表面质量。增加后张力将使轧辊压力减小,或者当压力不变时使压下量增加。但后张力过大或过小都可能造成铝箔断裂,或出现斜角、起泡、折皱等缺陷。因此,轧制速度和后张力只能在有限范围内进行调节。此时,铝箔毛料材质本身的质量就显得尤为重要。
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,以及粗大第二相粒子、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,严重时将使铝箱断裂或轧辊损坏。统计资料表明,铝箔中的数随夹杂量、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。材质的性能愈不均匀,硬化率愈大,则愈易产生。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。
铝箔毛料的组织控制
要获得高品质、高成品率的薄箔产品,必须严格控制铝箔毛料的质量,包括减少含气量、提高熔铸质量、调整化学成分、完善热处理工艺、改善显微组织和相分布等,尽可能地降低材料的加工硬化率和变形抗力,提高材料的轧制性能。