雙零鋁箔發粘現象的解決

雙零鋁箔發粘現象包含現兩層意思：鋁箔的力學性能不合使用要求及鋁箔表面除油效果不良而造成鋁箔在使用過程中產生剝離困難．通過改善成品退火工藝并控制軋制工序的軋制油量及其理化性能，調整分卷分切的張力使用參數，消除了鋁箔發粘缺陷．
　　鋁箔按生產狀態有軟硬兩種，雙零箔大多數是在軟化退火后使用，軟化退火不僅是為了控制鋁箔的力學性能，而且要消除鋁箔表面的殘油，獲得平整光亮的表面，并能自由展開．不同用途的鋁箔，要求的除油程度不同，如復合用鋁箔及電容器用鋁箔表面不得有殘留潤滑油．但近年來，用戶對雙零箔的質量提出的要求越來越高．鋁箔發粘成為主要缺陷之一，軟狀態雙零箔發粘現象主要表現為：雙零箔手感“發軟”，用戶使用過程中不易于保持平整的板型；雙零箔卷層與層之間粘連，嚴重的形成“板結”，在開卷過程中，剝離困難，造成鋁箔不能正常使用．嚴重影響了鋁箔的生產銷售．本文介紹了我們解決這一問題的措施．
　　1　退火工藝改進
　　1.1　雙零箔成品退火制度的原則
　　通常雙零箔退火的目的，一是為了獲得一定的塑性；二是為了獲得光亮、干凈無殘油的表面質量．過去制定雙零箔成品退火工藝的主要考慮因素，是純鋁箔的再結晶溫度和軋制油的餾程．由于純鋁箔的再結晶溫度約為240～260℃，鋁箔軋制油的餾程一般約為200～260℃，過去制定的退火工藝，退火溫度一般為300～400℃，退火周期10～40h．這種退火制度，由于溫度高，油脂燃燒，發生油膜碳鏈分解氧化，引起鋁箔污染，造成黃褐色油斑．
　　1.2　以往雙零箔成品退火工藝的不足
　　近幾年來，逐步采用所謂低溫長時間退火工藝，其退火溫度不低于280℃，退火時間可達到150h,但雙零箔退火后的效果并不理想．雙零箔的退火溫度是否必須高于純鋁箔的再結晶溫度？如果低于再結晶溫度進行退火，能否滿足用戶的使用要求？低溫下，除油效果怎么樣？退火溫度和時間如何掌握，才能保證力學性能表面質量均符合要求，是必須通過試驗回答的問題．
　　1.3　新退火工藝的制定依據
　　退火工藝主要參數是退火時間，主要取決于裝爐量、箔卷的寬度和卷徑．裝爐量大，卷徑越大，箔材越寬,則退火時間越長．應保證除油效果的前提下，退火溫度越低越好，而不必考慮鋁箔是否充分再結晶．滿足用戶使用要求是制定新退火的依據．
　　1.4　新退火工藝應用效果
　　在循環空氣爐中進行鋁箔的退火試驗．考慮到消除鋁箔卷的起棱鼓缺陷，要慢速加熱，慢速冷卻，采用階梯式加熱制度．根據鋁箔卷徑和鋁箔寬度來試驗退火保溫時間；根據不同的退火溫度來考察鋁箔的力學性能、鋁箔的粘附性和鋁箔的脫脂性能．
　　退火試驗結合工業生產，選用10t箱式循環空氣爐，加熱功率為360kW,zui高加熱溫度為535℃．試驗鋁箔的合金狀態為1235-O,厚度為0.006～0.007mm,卷徑300～500mm,寬度分別為350、460、520、787、920、1024、1216mm,根據試驗鋁箔的規格退火時間（加熱+保溫+冷卻）為30～150h,退火溫度為180～300℃．
　　鋁箔的力學性能，粘附性和脫脂性的檢測方法分別執行GB3198-1996附錄C～附錄E．拉伸試驗設備為ZLD-10電子拉力試驗機．
　　試驗結果見表1,根據試驗數據，經分析研究，確定工業生產的退火溫度在250℃以下，可消除鋁箔的發粘缺陷．
　　表1　鋁箔退火試驗結果對比
　　退火溫度/℃ σb/MPa δ/% 脫脂性 開卷特性
　　280～250 41～69 0.5～1.0 * 易粘連
　　240 73～89 0.5～1.0 * L≤200mm
　　230 76～91 0.5～1.0 * L≤200mm
　　220 87～98 1.0 B級 -
　　2　軋制工藝控制
　　通過適當的退火工藝，可以達到良好的除油效果，獲得表面干凈無殘油、無粘接、無油斑、光滑能自由展開的高質量鋁箔．但這里有一個前提，即軋制工序的鋁箔帶油量及軋制油和添加劑的性能、種類和配比必須適宜．如果軋制工序帶油量大的話，靠后續的退火工序無法達到良好除油效果．
　　2.1　軋制油量的控制
　　雙零鋁箔硬狀態下表面殘油厚度約0.02～0.2μm[1]．表面殘油量大，會使鋁箔的復合、印刷等精制加工產生困難．在實際生產中，應嚴密監視軋機出口側鋁箔表面的帶油量，不允許有可見的白色帶油痕跡，否則應及時檢查并調整支承輥清輥器、出口則防油板清輥器以及軋制線參數等．如1999年2月，我公司精軋機生產1707批和1710批時，由于清輥器故障，軋機帶油多，造成鋁箔退火后，除油不好，形成“板結”．
　　2.2　軋制速度的控制
　　軋制速度過快，鋁箔表面的油膜會加厚，通過甩濺造成的帶油量也增加，鋁箔表面光澤變暗，這將會給退火脫脂工序造成困難．雙零箔的成品精軋速度不易于超過500m/min,道次壓下率也控制在50%左右．
　　2.3　軋制油及添加劑的理化性能
　　鋁箔軋制油除冷卻和潤滑作用外，還應能夠保證鋁箔表面光亮，退火時易揮發，軋制達到一定的壓下率，氧化穩定性好，無難聞氣味等．
　　軋制油一般以礦物油為基油，粘度為（1.5～3.0）×10-6m2/s,添加劑為脂肪酸、脂及醇．酸類分子的極性強，與鋁箔表面形成較為牢固的吸附膜，在較高的退火溫度下，發生油膜碳鏈的分解氧化，引起鋁箔污染，造成黃褐色油斑．由于油酸飽和吸附zui小濃度為1%，因此在軋制油中加入少量油酸即可在鋁箔表面形成一層較為牢固的化學吸附膜，況且，油酸屬于不飽和分子結構，在長期使用過程中，易發生氧化變質，所以，不希望多量使用．
　　軋制油溫的控制很重要．隨著軋制油溫的增加，軋制油變稀可能潤滑不良，使軋制負荷迅速增加，軋制速度提高，軋機甩油嚴重，粘鋁現象增加．使用脂肪酸時，細粉生成速度快于醇或脂的，基于此，也應限制油酸的過量使用．
　　3　分切工藝控制
　　鋁箔的表面除油質量，除與軋制工序和退火工序的質量控制有關外，還與分切工序的卷緊程度有關．由于鋁箔卷在退火爐中被熱空氣所包圍，箔材層與層之間的軋制油需通過一定的縫隙逸出，揮發變成氣體，如鋁箔卷卷得太緊，軋制油的揮發就變得困難．生產中，控制好雙零箔的空隙率很重要．分切操作中，根據不同的料寬，把分切的錐度張力在6%到32%之間進行調整，取得了較好的除油效果．
　　4　結　論
　　在退火溫度低于雙零箔的再結晶溫度和軋制油終餾點溫度的情況下，通過采取適當的加熱制度、冷卻制度、退火保溫時間等退火工藝參數，使得軟狀態雙零箔的力學性能和表面除油效果均能滿足用戶的使用要求，消除了鋁箔發粘、開卷剝離困難的現象．這表明雙零箔成品軟化退火的基本目標不再是首先確保金屬充分再結晶，而是要尋求一個滿足用戶使用要求的力學性能的退火溫度，并確保在這一退火溫度下，鋁箔的表面除油質量達到*．
　　確保雙零箔退火除油效果的前提是軋制工序軋制油理化指標合理，軋制鋁箔表面帶油不能過多，同時，分切機張力控制要準確，一般卷取張力應隨鋁箔卷徑的增大而減少，達到一個合理的空隙率，方能保證除油質量合格。