铝箔退火过程的质量问题及预防

（陇西西北铝铝箔有限公司，甘肃 定西748100）

在铝箔退火过程中，轧制工艺润滑所用到的轧制油，特别是轧制油内的添加剂会在铝箔退火过程中，在铝箔表面形成一层油脂斑影，且出现大量冷却纹从而影响铝箔产品表面质量。传统退火过程仅能依靠先低温除油，再高温改善性能的方式，同时进行两种退火工艺。为了进一步解决铝箔退火过程中这一质量问题，基于热分析技术，对铝箔退火过程中轧制油污染质量问题进行实际分析，对轧制油添加剂和热物性以及温度包括时间在内的各项参数因素进行集中分析，了解退火过程中轧制油导致的铝箔质量问题，并进行问题预防[1]。

1 铝箔退火过程中质量问题成因分析

1.1 铝箔退火过程质量问题检测

以铝箔作为退火分析对象，轧制油选择为常用B-1型基础油。经过检测，轧制油内具有S1和S2轧制添加剂，其中S1型添加剂按照百分之5的质量分数添加到B-1型基础油中。S1和S2需要以单纯轧制油添加剂的形式进行后续热分析。经过检测，轧制油的基础性能为：运动粘度为40摄氏度，闪点为85摄氏度；馏程为205到245摄氏度[2]。选取上述基础用轧制油以及轧制添加剂，不断改变油品温度变化值，观测油品在受热失重的情况下自然产生的变化反应。此外，利用过热差分析法对油品受热发生的氧化、分解和聚合反应进行进一步分析。了解铝箔退火过程中产生冷却纹的原因。其具体分析结果如表1所示。

表1 热分析结果图

实验结果显示，对应的热差分析曲线上具有两个明显的吸热峰，起始温度为55摄氏度，说明轧制油存在一定的挥发性。第一阶段终止失重温度大约为225.5摄氏度，此时的失重百分比最高可以达到58%左右。在第一阶段结束以后，曲线开始平稳变化，并逐渐进入第二失重阶段。此时出现氧化反应以及热分析反应，表现在退火过程中出现的轧制油斑。因为S1型添加剂的结构不易被直接氧化，所以并没有明显的吸热峰。S2性添加剂的影响在第二阶段失重条件下更加明显，此时添加剂会产生明显的油斑现象。

1.2 退火表面污染分析结果

通过分析可以确定铝箔退火过程中产生的污染性质量问题，来自于轧制油和添加剂的二阶段失重反应。因为基础油具有挥发性快，残留量少，表面污染小所以污染量评级最低，属于基础性评级。

单纯添加S1型添加剂时，因为整体含量较少，退火表面污染量也相对较少属于二级评级。而当S1和S2添加剂混合时，因为整体退火过程挥发性较慢，会发生严重氧化反应，形成多种油斑，且S2比S1更严重，所以在实际应用中最多仅能使用一种添加剂，否则将会产生大量铝箔质量问题。

而冷却纹形成原因主要是受铝箔退火过程中导热性能的影响。因为铝箔表面密度较小、重量较轻比热容较小，反之热传递较高。在实际加热过程中，热膨胀性能较大，实际弹性应力较大。

此外通过对比铝箔表面屈服曲线可以看出，铝箔表面硬化曲线随延展率增加而迅速增加，但是整体冷却较快，容易产生收缩拉力，使价位位置的收缩张力比其他位置更大，先发生塑性形变，产生横向冷却纹。因为从本质上来看，受加热影响的变形速率是冷却纹出现的核心原因。

2 铝箔退火质量问题的预防措施

2.1 油斑预防措施

在实际铝箔退火过程中，为了预防轧制油对铝箔产生质量影响，退火除油工艺应该尽量保证在失重第一阶段完成。一般的铝箔退火除油温度在220摄氏度到240摄氏度之间，该温度主要取决于终馏点。

在退火过程中，大部分基础油均可以得到较好的挥发。此外可以对来料进行带油控制，一方面制定措施加强对生产工序设备的提前检查，防止具有较高粘度的油品滴入到滤波表面，另一方面积极对铝箔表面进行清洗，减少表面油量，然后进行实际退火。退火时一定保证合理的退火速度，保证油品的充分挥发，防止碳化现象。

2.2 冷却纹预防措施

通过冷却纹出现机理分析，可以预防冷却纹出现的核心在于控制铝箔表面的热量。首先可以采用预热的方式提高铝箔退火过程中的受热均匀性，减小表面弹性应力，提高温度扩散率，必要时可以采用外加热器，减少裂纹倾向。此外可以通过提高铝箔压扎工艺，提高铝箔表面稳定性，减少冷却纹的出现。

3 结语

针对铝箔退火过程中，轧制油对铝箔退火质量影响的问题成因进行集中分析讨论，并确定在退火时，轧制油温度的不断上升会产生两种质变，首先进行大量的挥发效应，然后进行氧化。

而铝箔扎后退火时产生的污染质量问题主要是轧制油氧化反应产生的退火油斑以及冷却纹问题。基于上述两类质量问题成因，提出了各自预防措施，减少铝箔轧制退火过程产生的质量问题。