铝合金箔断带原因_窦维买.pdf

：铝合金箔断带原因窦维买（江苏常铝铝业集团股份有限公司，苏州 ）摘要：某铝合金箔在生产过程中发生断带，采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、扫描电镜和能谱分析等方法对其断带原因进行分析。结果表明：在铝合金箔的厚度较小时，夹杂物影响了轧制过程中的金属流动，形成了孔洞和裂纹，裂纹扩展导致铝合金箔发生断带。关键词：铝合金箔；断带；夹杂物；裂纹中图分类号：；文献标志码：文章编号：（）收稿日期：基金项目：江苏省成果转化专项资金项目（）作者简介：窦维买（），男，工程师，主要从事理化检验工作，（，）：，：；铝合金箔一般是指厚度小于的铝合金压延扁平材，多指，系的变形铝合金。在生产过 程 中，铝 合 金 箔 冷 轧 机 运 转 速 率 一 般 大 于 ，以提高铝合金箔的产量，提升工厂交付能力。为了保证铝合金箔版型平整、表面清洁，并减少工作辊和铝合金箔表面的摩擦，需要使用铝合金箔冷轧轧制油。铝合金箔的生产速率大，油汽在轧制热量的作用下，在辊缝处蒸腾成油雾。铝合金箔断带后形成的冲击热量会瞬间爆燃油雾，导致火灾，造成生产中断和设备损坏，给生命财产带来重大损失。某铝合金箔的牌号为 ，使用铸轧工艺生产 厚的铝板，经过冷轧到 厚度，再结晶退火温度为 ，再将其冷轧到 厚度。铝合金箔成品反复出现断带，并且在断口附近发现纵向裂纹，且箔带表面发现点状缺陷，在辊缝内断口发生扭曲和挤压变形。笔者采用一系列理化检验方法对铝合金箔的断带原因进行分析，以防止该类事故再次发生。理化检验宏观观察某铝合金箔断带的宏观形貌如图所示。由图可知：断带断口附近有纵向裂纹，断带上有点状缺陷。采用基恩士 显微系统 对断带铝箔的表面进行观察。化学成分分析对铝合金箔断带的化学成分进行分析，结果如表所示。由表可知，其化学成分分析结果符合标准 变形铝及铝合金化学成分 要求。窦维买：铝合金箔断带原因图某铝合金箔断带的宏观形貌表铝合金箔断带的化学成分分析结果项目质量分数 实测值 标准值 金相检验在箱式退火炉中对轧制态的铝合金箔进行再结晶退火，退火温度为 ，保温时间为，推断原始组织对材料韧性的影响。铝合金箔经过再结晶退火，形成再结晶组织，在光学显微镜下观察，铝合金箔断带的再结晶显微组织形貌如图所示，其平均晶粒尺寸为。图铝合金箔断带的再结晶显微组织形貌冷轧断带铝合金箔表面的微观形貌如图所示，由图可知，垂直于轧制方向出现了很多条裂纹，长度不一致，深度没有贯穿铝合金箔的厚度。图冷轧断带铝合金箔表面的微观形貌扫描电镜和能谱分析对断口处进行扫描电镜（）和能谱分析，结果如图所示。由图可知，断口为撕裂状，且河流状花样特征明显。对断口附近的裂纹进行扫描电镜和能谱分析，结果如图所示。在裂纹附近的基体中发现异常颗粒，颗粒物的、元素含量较高，还有 、等异常元素。其 形貌、能谱分析位置和能谱图如图所示。图铝合金箔断口的 形貌、能谱分析位置和能谱图综合分析在连铸连轧工艺中，工艺流程包括熔炼、精炼、除气、铸轧等。在熔炼过程中，为了降低烧损、减少铝中夹杂、减少吸气，需要加入含有氯盐成分的覆盖剂。熔化完成后，为了进一步净化熔体，需要喷入精炼剂，工业中经常使用精炼剂的有效成分也含有氯盐。窦维买：铝合金箔断带原因图断口附近裂纹的 形貌、能谱分析位置和能谱图图裂纹附近基体中异常颗粒的 形貌、能谱分析位置和能谱图熔体精炼完成后，还要通过陶瓷孔板进一步过滤杂质。过滤后，通过铸轧辊冷却和适度轧制，形成铸轧板。铸轧板是冷轧的坯料，冷轧中使用轧制油进行润滑和冷却，保证冷轧产品的尺寸、表面质量和板形。经过多次冷轧后，形成不同厚度的铝板带或者铝箔。铝合金箔断口的化学成分无异常，由于冷轧过程中使用轧制油，油存储于裂纹处，能谱分析后元素含量极高。断口附近的裂纹处发现了氯盐和、元素，来自于熔炼过程中使用的覆盖剂、精炼剂以及含有、元素的添加剂。熔体在精炼后没有经过充分静置，使精炼剂与铝液充分反应，悬浮脱离。含有、元素的添加剂没有在熔炼阶段充分扩散、吸收，形成夹杂物。带有氯盐和合金添加剂的铝液熔体通过陶瓷孔板后，较大尺寸的颗粒被过滤消除，而较小尺寸的夹杂物透过陶瓷孔板进入铸轧机，经过轧制形成铸轧板中的夹杂物。这些夹杂物为无机盐颗粒、元素和 元素的颗粒，与铝合金相比硬而脆，变形能力极差。在随后的冷轧过程中，在冷轧初期，在厚度方向上发生变形，尺寸较小的夹杂颗粒不会对轧制表面产生显著影响。轧制过程中，厚度不断减小，当厚度接近夹杂物尺寸时，颗粒物的影响较大，由于颗粒物变形能力极差，金属流动不连续，在颗粒物破损的同时形成了孔洞，夹杂物尺寸越大，孔洞尺寸越大。在张力的作用下，孔洞扩展导致铝合金箔发生断带。尺寸较小的颗粒镶嵌于基体中，并导致裂纹。结论（）铝合金箔的化学成分符合标准要求，其显微组织细小均匀。（）铸轧板中存在氯盐以及含 、元素的颗粒等夹杂物，夹杂物来自于铝熔体。（）在铝合金箔的厚度较小时，夹杂物影响了轧制过程中的金属流动，形成了孔洞，并进一步形成裂纹，裂纹扩展导致铝合金箔发生断带。（）在熔炼和精炼过程中，需要控制温度和时间，让合金添加剂充分吸收，精炼剂要充分悬浮，以提高铝液的纯净度，避免发生断带，从而提高冷轧机组的安全性。参考文献：路丽英，王祝堂 中国铝加工业概况 轻合金加工技术，（）：姜宁，王日侠高功效、低油斑轧制油添加剂与润滑油的研制有色金属加工，（）：，黄灏，曾兰英铝冷轧制油的研制润滑油，（）：陈宏才电子铝箔生产车间的安全因素分析及防范措施有色金属加工，（）：，