铝箔典型质量问题及成因.docx

铝箔典型的质量问题及其原因Ozgul Keles , Murat DundarAssan Aluminum, E5 Karayolu Uzeri 32.km, 34944 Istanbul, Turkey摘要薄铝板，已被广泛用作包装和家用箔，用来防止环境对食物的影响。由于铝箔的厚度减少，有针孔和带断增加的可能性。在这项研究中，以双辊铸轧生产的厚度7至75微米的AA1200铝箔为例，对针孔和断带原因利用光学扫描电子显微镜和能量色散X射线光谱进行研究。模拟研究实验均采用同一轧机，从而分析出在铝箔的生产过程中导致针孔及断带机制。关键词：铝；箔片；针孔；带断裂；双辊铸轧；滚轧1.简介以低于200微米上的厚铝板被描述为箔。铝箔有很多应用如：隔热材料，散热片，散热器，电器线圈，电容器，变压器，电缆箔，半硬质容器，瓶盖，包装袋，包装纸，剥离盖，家用箔，平版印刷板，装饰产品等铝除了是一个可回收的材料，铝对环境的影响，高导热和抗渗氧和防潮性能也是首选材料。为了延长产品使用时间，使产品更适合客户的要求，铝可以涂层，层压，压花和印刷，为包装行业提供各种选择[1,2]。1xxx，3xxx，8xxx系列合金是铝箔生产的典型。铁和硅为1xxx和8xxx系列的主要合金元素，而3xxx系列的主要合金元素为锰。1xxx和8xxx系列铝箔厚度最小分别为6.3微米和8—10微米。3xxx系列合金大多用于容器箔。本研究探讨是包装工业和家庭使用铝箔生产过程中产生针孔和遇到的带断裂的原因。对从工业规模生产中收集的样本进行研究。卷材是利用双辊铸造技术（TRC）铸轧的，然后按照不同的退火和轧制铝箔做法来获取箔片。在最后一道轧制后，铝箔的最终厚度在200—260微米。它们将在能轧更薄厚度的铝箔轧机进一步滚轧。在TRC中，铝液转移是两个旋转辊之间的陶瓷喷嘴完成的，铝液凝固在一个辊缝间进行的。几毫米厚、1350—2120毫米宽的铝箔可以用TRC技术生产。相对于传统的DC铸件轧制过程，从采用铸轧坯料生产铝箔的加工生产成本显著降低。另外，TRC有一些微观结构特征。通过水冷式旋转辊实现冷却速度较高使TRC铸带表面迅速凝固。因此，TRC铝箔表面晶粒尺寸比中心地带和非均匀分布颗粒，弥散相，溶质含量，共晶结构整个板厚度较小。这些特征可能对铝箔质量是有害的，除非提供一个适合的铸轧坯料、轧制工艺、退火参数的工艺设计和合适的铝箔化学成分。图1表示的是影响双辊铸轧铝箔质量的主要参数。针孔和带断裂的主要原因是铝箔毛料性能和杂质。在这项研究中，铝箔中的气孔是由最专业的铝箔生产厂商进行检查的。由于铝箔毛料的性能超出范畴，引起针孔的原因可以将其分类为熔炼产生的杂质，轧制媒介和在轧制过称中直接的机械冲击。2.实验过程在这项研究中，在厚度为5-6毫米，宽度为2120 mm的双辊连铸机进行铸轧。铸造毛料的工业规模为10吨。为了得到更薄厚度的板材需进行几步冷轧和退火工序。从同一个铝箔连轧机组收集到的AA1200及AA8111铝箔，通过光学显微镜和能量色散X射线光谱仪扫描电子显微镜对其进行研究，发现它们的针孔厚度不同。样品的厚度变化范围是7到75微米。在实验室利用实验室的轧机和退火炉进行一系列的过程模拟。为了说明铝箔针孔的形成机理，从针孔中检测的各种杂质是由在电子显微镜下进行的模拟进行的。图1（同后表2）3.结果与讨论铝及铝合金中的杂质可分为外源性和内源性。如果杂质形式被称为内源性，当它们把从外部带入的过程是作为外源性来源已知的过程[5—8]。内源性和外源性是铝箔针孔和断裂的原因。在表1中，在生产中产生的铝箔杂质被分为溶解金属，气体，夹杂物和熔化或轧制过程带入的有机残渣。表1Possible causes for pinholesImpurities In melting In rollingGas H2 –Dissolved metals Na, K, Mg, Fe, Si, Cu, Mn –Inclusions SiO2, Al2O3, MgO, TiB2, Fe–Cr Al, Al2O3, AlN, SiO2, cellulose, Fe–CrOrganic residues Graphite Heavy oil3.1二硼化钛铝箔中确定存在的主杂质之一是二硼化钛,TiB2。众所周知