浅析轧制及油品参数对轧制1235A合金双零箔边部擦划伤的影响

浅析轧制及油品参数对轧制1235A合金双零箔边部擦划伤的影响

张天帅，黄寿志，管飞鹏

（内蒙古联晟新能源材料有限公司，内蒙古通辽 029200）

摘  要：本文针对铸轧工艺生产的1235A合金双零箔，在开坯由6.8mm轧至0.48mm时，两边部经高温退火后轧制出现长条擦划伤，后续轧制无法消除的现象，通过调整油品、高退轧制工艺、轧辊凸度，未改善此类缺陷，进而通过轧制参数及轧制道次进行生产数据统计分析，提出了双零箔两边部擦划伤问题的解决方案。

关键词：1235A合金双零箔 擦划伤  轧制油  高退   轧辊凸度  张力  轧制道次 

最近我公司冷轧开坯生产的铸轧1235A双零箔，在压延轧制过程中发现轧至0.48mm厚度料卷两侧边部（距离边部10cm以内）出现对称性擦划伤缺陷（如图1.所示），对应上下表面均发现存在此类缺陷，程度及长短有轻有重，上下张不对应，上表面严重下表面较轻。经跟进，边部擦划伤缺陷经0.48mm厚度中间退火后轧至半成品坯料0.22mm厚度无法消除，导致料卷改切产生额外废料。因此，本文旨在双零箔轧制过程中研究工艺各类参数的合理调整，避免此类缺陷的产生，提出有效对比解决方案。

1、实验

目前国内广泛使用1235A合金投用双零箔，我司选用铸轧1235A合金6.8mm坯料作为冷轧基材，轧制工艺为：6.8-4.0高温退火-1.8-0.9-0.48中间退火-0.22切边，全程在我司φ500mm/φ1350mm*2300mm冷轧机上进行压延生产。对应铝卷坯料的化学成分如表1所示：

表1 双零箔铸坯基材化学成分

1.1实验方法

我司正常生产时，对应的轧辊、油品参数如表2所示。经探讨研究，本次实验对比用于1235A双零箔轧制，通过调整工作轧辊凸度、高温退火工艺、轧制道次、轧制油指标、张力参数并制定七种工艺方案来验证对比边部擦划伤缺陷，试验方案如表3所示。

表2  原始工艺轧辊参数、油品参数

表3 实验方案

1.2实验结果

通过控制单一变量验证边部擦划伤缺陷的产生与否及严重程度，经对比，实验结果如表4所示：

表4 试验结果

方案1、方案2通过调整高温退火升温速率，验证是否退火方面与层间擦伤存在对应关系，根据实验结果分析，高温退火工艺与缺陷擦划伤产生无对应关系。

方案3，通过调整工作辊凸度，轧制验证两侧版型边肋收紧进行实验验证，擦划伤并未出现改善。

方案4，在保持与方案1的对应醇值提高0.5%，其余保持一致，擦伤出现轻度减轻，长度变小，但并未消除，因此醇的提升不是导致产生擦划伤的主因。

方案5，在保持与方案1的其他变量一致的前提下，将醇酯值各提高0.5%左右，擦划伤缺陷与方案4一致，未出现进一步改善，因此在方案4的基础上继续提高酯含量不是改善擦划伤的有效手段。

方案6，在保持与方案4其他参数一致的前提下，高退后开卷入口张力加大2N/mm2，边部的擦划伤明显减轻。

方案7，在保持与方案6其他参数一致的前提下，将高退厚度从4.0mm压缩至3.8mm，边部擦划伤未见。

因此，综上分析要解决1235A合金双零箔坯料边部擦划伤问题，应从轧制道次、张力、油品上综合方面来考虑调整。

2  讨论与分析

2.1  油品参数的影响

由表4中方案1、2、3、4实验结果对比，在高温退火工艺、轧辊凸度、醇值单一调整的前提下，对应的双零箔仅在提高醇值后有轻度改善。

方案5，继续提高酯值，效果与方案4对比，并无改善，表明酯的提高对擦划伤改善已无效。

方案6、7，通过稳定油品参数的前提下，继续优化轧制道次、轧制张力，擦划伤出现了本质改善。

从以上实验结果分析，首先单一从油品参数的影响来看，轧制1235A电池箔，在不同的酸酯醇添加剂配比下，润滑状态存在显著差异，由于添加剂由极性分子组成，能吸附在金属表面上形成边界润滑膜，防止金属表面的直接接触，保持摩擦接口的良好润滑作用，醇酯作为油性添加剂，本身以其带有极性分子的活性物质，提高轧制油的润滑性能，提高油品的减缩能力，从而实现轧制过程中的大的道次加工率。随着试验方案中调整不同的添加剂比例，轧制油中的极性分子的浓度发生变化，在铝板表面形成足够支撑轧制变形承载力的吸附膜，在轧制变形滑移时，吸附膜起缓冲作用，可以有效阻止金属微凸体的直接接触，减少摩擦，从而改善铝板表面出现的擦划伤。本次生产轧制油粘度为2.45~2.50mm2/s，油膜较厚，油膜厚度与轧制油粘度呈现正相关，所以在对应纯铝系冷轧压延轧制变形中的油膜强度较高，同比测试油膜强度均在34kgf。但是添加剂的方案调整改善效果有限，表明整体润滑受控，匹配对应轧制道次，本次实验醇在8.0~8.5%提升至8.5~9.0%做实验改善变量对比，再此基础上继续提高酯的含量已无进一步改善，表征在8.5~9.0%醇、1.0-1.5%酯含量添加比例下，整体的润滑性能较好，再调大对应比例已无法改善擦划伤。

2.2  轧制开卷张力参数的影响

轧制高退道次，跟进在开坯6.8-4.0料卷边部并无擦划伤缺陷，经高退后，在开卷即出现粘连异响，前期12N/mm2的入口单位张力过小，无法撑平开卷版型，在轧制状态下润滑良好的前提下，料卷因高退处于再结晶状态，边部版型存在下榻经辊系后因料卷退火状态处于“O”态，产生局部相对滑动导致成片擦伤。适当提高入口张力，开卷版型足够撑平的情况下，料卷的擦划伤得到了本质改善。

2.3轧制道次压下量的影响

从实验结果看，降低高温退火后的第一道次压下量，产生擦划伤问题得到进一步改善，总体加工率从55%降至47%，减小加工率，轧制变形热和摩擦热同步减小，在变形区温度降低，材料的变形抗力得到缓解，最终边松版型得以矫正，匹配对应油品润滑、开卷张力，可有效改善擦划伤缺陷。

3  结束语

   通过以上分析，影响冷轧1235A合金双零箔坯料边部擦划伤主要是高退后道次压下量过大、开卷张力不足以及轧制油品润滑状态未调至最佳匹配所致。通过加大对应醇值，适当调整道次压下量，加大高退后入口张力，避免了此类擦划伤缺陷的发生。

    本实验所得到的避免1235A双零箔坯料边部擦划伤缺陷的产生方法，对应轧制生产工艺为：轧制道次6.8-3.8退火-1.8-0.9-0.48中退-0.22，工作辊凸度上凸0.015mm下平，轧制油粘度2.45~2.50mm2/s，醇值含量8.5~9.0%，酯值含量1.0~1.5%，酸值含量0.25~0.35mgKOH/g，连续生产跟踪验证，版型受控，表面质量良好，未见边部擦划伤缺陷产生，满足正常流转质量条件及客户继续加工使用需求，避免了料卷缺陷改切导致的铝卷成品率损失，我司已批量调整对应工艺进行稳定生产。

参考文献：

[1]葛建光.轧辊表面纹路与铝板轧制润滑及表面状态的影响[A].轻合金加工技术.2012.40（6），P63～65

[2]罗春辉.铝材轧制工艺润滑与表面质量[J].润滑与密封,1995(1), P42～49

[3]胡红旗.轧制油与板材表面质量的关系[B].轻合金加工技术.2008.36（06）：P21-22

[4]程杰.铝箔生产及深加工[M].长沙:中南大学出版社,2010(12),P28～37

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