新型全合成水基润滑液轧制铝板表面白斑缺陷形成>机理及现场应对措施

周鑫,孙晓婷

(1.无锡中国石油润滑脂有限责任公司，江苏 无锡 214000;2.中国石油大连润滑油研究开发中心，辽宁 大连 116021)

0 引言

应用新型全合成水基液取代传统火油轧制技术，成功生产出某系合金铝板带成品，但产品表面出现白斑。目前该产品主要用于瓶盖料的制作，而对于瓶盖料，不仅要求有良好的深冲性能等机械性能，而且还要求产品表面质量不能存在腐蚀、起皮、色差、印痕、金属压入等缺陷。因此，本文对该白斑缺陷进行表面观察，对于其产生的机理进行分析、推断，从而指导在轧制过程找出白斑产生的原因，并在现场提出合理应对措施。

1 实验结果及分析

通过对现场白斑产生过程的分析认为，造成这一缺陷的可能原因有：表面氧化铝层破裂、板面腐蚀、润滑介质残留、润滑介质中部分成分黏聚等。因此，为了判定研究本次厂试过程中产生的原因是否为上述分析中的一种，设计实验进行了分析论证。

1.1 表面氧化层破损

氧化层破损：主要指铝板表面与空气形成的一层氧化铝层在轧制过程中破损。一般氧化铝层破裂存在以下特征：显微组织下轧制纹路不连续，板面存在明暗色差，氧化铝层破损处明显发白。因此，以这些特征为依据设计实验对同一板面白斑区和非白斑区表面形貌分别进行三维形貌、显微组织观察分析，从而判定白斑缺陷是否为铝板表面氧化铝层破损。

在铝板表面白斑处和正常部位各取高倍试样，试样清洗后在光学显微镜下观察三维形貌及表面组织，如图1,图2所示。其上可见白斑处明显发暗，表面存在很多黑色附着物。另外，在SEM上400倍下对白斑区和非白斑区进行了观察，如图3所示。

图2 光学显微组织

图3 SEM显微组织

观察图1可知在3D形貌方面白斑区和非白斑区存在明显区别，白斑区较非白斑区表面平整度差，纹理较为粗糙，有可能是轧制纹路表面涂覆或者缺失造成的。如图2、图3所示，对比两区域表面形貌可知，在白斑区板面明显存在较多发黑物质，使得整个白斑区发黑。总体观察认为白斑区表面并不存在破损现象。

1.2 板面腐蚀

板面腐蚀：这里所指的板面腐蚀一般指水对板面的腐蚀，通常表现为水腐蚀区域板面氧含量远高于未腐蚀板面。因此，设计实验在同一实验条件下对两样品同时进行EDS元素分析，确定其反应机理是否为板面水腐蚀，测试结果见表1。

表1 白斑及水腐蚀标准板EDS能谱成分分析结果

通过分析认为白斑区氧含量并未高及水腐蚀标准版，因此认为造成白斑的原因并非水腐蚀。

1.3 润滑介质或部分成分残留

水基液中可能造成板面残留的有：P剂添加剂、Si剂添加剂、水基液本身。为验证比较白斑缺陷是否为润滑液或其中部分成分的残留，对同一板面白斑及非白斑区进行了EDS元素分析，结果见表2。

表2 白斑及非白斑区EDS能谱成分分析结果

由表2数据可知，白斑及非白斑区域并不存在元素种类的差别，而两区域碳含量接近，另外，白斑区也没有发现P、Si等元素，也就是说在白斑区域并不存在有机成分在板面残留的可能，相反白斑区域较高的可能是水基润滑液自身在板面形成残留，并对板面造成一定的腐蚀所形成的。

2 结论

通过对白斑可能形成的机理进行逐一分析，最终确认白斑形成的机理可能是水基润滑液在板面上引起残留，而现场通过增设边部喷嘴，目的是通过加大对板面残留的冲洗，从而在现场验证板面白斑出现几率，发现加装喷射装置增加了回溶性，可有效减少或消除白斑缺陷的出现，如图4～图7所示。

图4 原状态 图5 加装喷射

图6 边部白斑 图7 边部白斑消失

全合成水基轧制液属于铝合金冷轧制行业的革命性技术产品，它的应用成功将直接取代铝冷轧传统油基润滑产品，技术性能优势方面可增加铝合金金属强变形率，提高生产效率，减少后续水清洗单元，降低生产成本，循环使用，满足新形势下的绿色经济要求。