铝合金纵切和切边质量问题探讨

金继勇

摘要：通过对影响纵切和切边各个参数摸索，在实际生产中出现切边质量因素不同的分析，提高切边质量、稳定固化参数，在带材切边质量上取得了不错效果。

关键词：常用术语;切边波浪;毛刺

Abstract： Through the exploration of various parameters that affect slitting and trimming and the analysis of different trimming quality factors in actual production， the trimming quality is improved and the curing parameters are stabilized， and good results have been achieved in strip trimming quality.

0  引言

随着国内铝加工行业的快速发展，客户对产品质量要求越来越高。对于精整生产线，纵切切边质量要求越来越高，切边质量包括剪切边缘质量、毛刺、刀寿命、毛发、铝粉和碎片等。切断边缘质量问题包括边缘波纹、卷材侧壁外观、光亮区域（刻痕）面积的百分比以及撕断区域（断裂）面积的百分比。毛刺是至关重要的关注问题，因为它们可以在随后生产中划伤辊面。毛刺是客户拒绝的主要原因之一。毛发、铝粉和碎片可以携带到活套，矫直机，工作辊，支撑辊造成凹陷的卷材表面缺陷。

1  切边中常用术语

①间隙或横向间距：顶部和底部刀刀锋之间在水平方向的距离;②重叠：顶部刀和底部刀重叠区在垂直方向的高度;③倾斜角度：从自上而下看幅宽（薄板，板材，铝箔），顶部刀和底部刀之间的夹角;④刀片跳动（轴向和径向）：纵切或切边期间顶部或底部刀片从设计中的位置发生的最不受欢迎的移动或偏移。轴向跳动大大影响在实际生产中刀间隙的设定，而径向跳动影响生产中重叠量发生偏离和切割点移动;⑤在剪切边缘横截面上部分的弯折区域分为两种，一是光亮区域（刻痕）：切割边有光泽的区域，二是撕裂区域（断裂）：切割边暗淡的区域;⑥毛刺：纵切或切边边缘留下的锋利脊梁，如图1所示。

2  间隙和重叠量影响因素

作为铝合金生产中的一个指导规则，间隙为实际生产带材厚度的10%，重叠量为实际生产带材厚度的50%。但是，必须根据不同合金和状态，顶部和底部刀类型进行调整。

2.1 间隙

剪切材料合金、状态、屈服强度、延伸率有关，在相同的合金系列内，即使相同的合金在不同的状态，机械性能也会明显变化。总体而言，间隙窗大约是板带厚度的±2.5%。举一个例子来看，对板带厚度0.010，如果有目标间隙是板带厚度的10%，则间隙调整将为0.001±0.00025。因此，间隙设定需要极大的精度和细心。刀和间隔环洁净度，均可对纵切或修剪边缘质量产生急剧影响。如微小灰尘和铝屑，哪怕是一丁点在刀或间隔环表面都可以抵消间隙设定，造成偏差，影响剪切质量。

2.2 重叠量

重叠设置通常需要带材（厚度）50%。实际生产中如何调整重叠这是非常困难的。关键是要努力保持最低限度的重叠。最好的做法是，该刀片重叠量要逐渐增加，直到它正好剪切切断。但是，如果纵切机为切多条的话，则为其中最窄的一个设置最小重叠量，以便使所有的刀片都可以剪切成功。通常情况下，最窄的剪切是那些靠近轴承的，而邻近于轴的哪些部位剪切具有最深的剪切，由于轴有重力偏转。

3  毛刺、剪切表面质量、切边波浪、细丝、铝屑和碎片

3.1 毛刺：当出现毛刺问题时，可能是由于以下因素所致

间隙（水平空隙）：首先要检查的是间隙（水平间隙）。毛刺通常预示着间隙大于所需要的程度。随着水平间隙的增加，毛刺的高度也会随之增加。

刀片锋利度：磨损的或有缺口的刀口可以增加毛刺的高度。

斜面角度：对于软轻合金，一个相当小的斜面角度可以减少毛刺的高度。通常，一個有效的斜面高度是0-0.25°。如果斜面角度设置得太大，刀的寿命就会大大缩短。同时，毛刺的高度可以增加，且也会导致切边的波浪。

刀片跳动：刀轴向跳动能够大大改变间隙并随之导致毛刺。

刀和间隔器清洁度和生锈：这些因素会造成间隙偏差。

3.2 细丝，铝屑，污垢和碎片

在纵切和切边生产过程的常见问题。有时候，会产生类似毛发的长条。更多的情况，它们会以小块铝碎片的形式出现，出现的位置不同它们的名字就不同，比如，铝屑，污垢或碎片。

间隙（或缝隙）：间隙的控制在细丝，铝屑和碎片的产生与毛刺信息上产生了相反的方向。尽管间隙过紧会产生更多的铝屑，但是可能产生很小量的毛刺。间隙过大将会减少铝屑但是能够增加毛刺的高度。

刀片跳动：刀轴向跳动将会大大改变间隙并导致细丝，铝屑，污垢和碎片。

铝板材料：在同样的刀设置下，较软的材料会产生比较硬材料更多的铝屑，但是较硬材料的毛刺高度将会比较软材料的毛刺高度更小。比起较硬的材料，较软的铝板材料需要较小的间隙来完成出色的切边质量。

顶部和底部的刀重叠量：通常要尽量保持重叠量尽可能的最小化。通常的调整在带材厚度的50%左右。随着刀重叠量的增加，产生铝屑的机率就会增加。

过小或过大的间隙征兆：当间隙过小，通常会产生铝屑/碎片，卷壁可能会发亮。当间隙过大时，尽管卷壁可能呈现“无亮光”，但是毛刺会产生。

3.3 切边波浪

在纵切或切边的切边的波浪是一种常见的缺陷。纵切和切边的波浪更倾向于软和薄合金。纵切波浪会以“星爆式”的形式出现在卷壁上，如图2所示。

在某些工厂，对切边波浪由不同的命名，切边起皱，切边纹等等。切边波浪的形成是一种变形现象。最基本的原因是由于在纵切或切边时刀片（刀）切铝板边缘而导致的平面内压缩应力（作用力）或平面外应力（作用力）。因此，解决这个问题的所有方法都是要减少这些应力（作用力）。

屈服强度：软，O-状态合金（强度较低）比起硬合金（屈服强度高）更容易形成切边波浪。

铝板厚度：较厚的铝板（或厚度）更容易形成褶皱。

刀尖的几何形状：锐角度较大的刀片可以导致更少的内部压缩力，因此减少了起皱的可能性。例如，某铝将2号厚薄剪的底刀开口度从4度提高到了10度。这个解决方案显著地增加了2号厚薄剪的坚固性，并从根本上解决了切边的波浪问题。

重叠量：过深的重叠量能够引起问题。较深的重叠量给于铝板与刀片之间更大的大面积重叠量区域，因此，增加了切边波浪产生的可能性。

间隙（缝隙）：当间隙过小或过大时，能够导致切边波浪。增加间隙首先降低（当间隙很小时）然后增加了（当间隙大了之后）产生切边波浪的可能性。

刀片跳动：径向刀片跳动影响重叠量，轴向跳动会影响间隙，两者会对纵切和切边的切边波浪产生显著的影响。

刀片的锋利程度：如同我们所预知的那样，钝的或有缺口的刀片当然会导致波浪。

斜面角度：过大的斜面角度会增加形成波浪的可能性。

线速：高线速会增加产生波浪的可能性。

线张力：由于波浪是由于内部的压缩应力（作用力）而引起的，增加线张力会减少产生切边波浪的可能性。

横跨宽度上的张力分布不均匀或不平均：横跨宽度上的张力分布不均匀增加了产生切边波浪的可能性。

刀的直径：刀径过小增加了速度差异（在上刀/下刀与铝板之间），随之增加了产生切边波浪的可能性。

3.4 刀的寿命

当刀的寿命成为关注的焦点时，首先要考虑的就是刀的材料的选择或一个涂层的解决方法。然而，如果现有的纵切或切边刀突然经历了刀的寿命问题，可以采取以下步骤检查：

间隙：间隙太小，间隙降低刀的寿命随之降低。

斜面角度：斜面角度太大。大的斜面角度减低刀的寿命。

重叠量：重叠量太深。

刀片跳动：轴向或径向跳动能够产生问题。

刀尖几何形状：正如在边部波纹状部分讨论过的，增加刀的后角/間隙角可以解决边部波浪纹问题。然而，通常如果刀的后角太大刀的寿命可能减低。

板带表面情况：板带上面的氧化层是非常具有磨损性的。同样，经过涂层的板带跟没有经过涂层加工的板带的表现极为不同。

机列速度：增加机列速度能够缩短刀的寿命。

4  结束语

通过上述对纵切和切边质量原因探究、分析，同时结合现场经验摸索，对切边质量影响因素有了初步了解，在实际生产中遇到毛刺、切边波浪、铝粉、碎片等问题，给纵切切边提供了一套解决方向，对切边质量提高有所帮助。

参考文献：

[1]卢维佳，陈家进.纵切钢带切边余量的控制[J].四川冶金，2000，022（002）：15-16，40.

[2]李高林.亲水铝合金箔材切边余量的优化控制[J].轻合金加工技术，2019，47（6）.

[3]张晶，张岩，王丽雪，等.铝合金带材的纵切工艺[J].轻合金加工技术，2013（04）：31-33.