奎克好富顿:铝板带表面发暗的可能原因及相关工艺润滑措施分析

国际金属加工网 2021年04月06日

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当前,铝板带用户对铝板带表面质量要求越来越高,表面质量的提升和表面缺陷的改善是提升用户竞争力的最重要手段之一。

为提高铝板带产品的表面质量,奎克好富顿一直在工业润滑领域积极创新,与客户团队密切合作,一起战胜各种挑战。

通常,良好的铝热轧板带成品表面应该是较均匀、细腻,有一定金属光泽且没有明显缺陷的。很多因素会使热轧板带表面产生问题,如表面粘铝、黑丝,黑线、色差、残留等等。

板带表面粗糙度、润滑和冷却均匀性,设备,工艺和工艺润滑的适应性及匹配程度等都可能是原因。

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两个热轧表面对比(如图),分别是正常和发暗的表面。“发暗”表面,从一定角度观察有 “暗”和“亮”线。

SEM/EDX测试:发暗表面具有较深沟槽和横向撕裂,有颗粒压入。两种表面在宏观层面上具有很相似的化学成分。Al,O,C没有明显区别。

原因分析

通过对各方面细节进行调查分析(工艺,设备,乳化液等),初步判断可能原因是最后一个道次咬入区金属和金属直接接触所致,即在轧制咬入区出口,轧辊涂层突出轧辊刮擦轧制表面。其中原因之一,可能是轧辊间润滑有所不足所致。

可能措施

考虑综合过程变量,特别是影响油膜厚度的变量,如乳化液参数(浓度,有效成分等)、工艺参数(轧制速度、压下量、轧辊粗糙度等)。

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表面缺陷造成板面发暗。轧制时铝板表面局部被轧辊强行粘离,持续的表面氧化物在轧辊和板材上传递,金属氧化物压入板材。如图,阳极氧化(AQ)能更清晰的观察。

原因分析

高镁合金在热轧容易出现。SEM-EDX表征和识别发现同时存在高氧/高镁元素。此外,进行工作辊涂层分析。

可能措施

最重要影响因素包括乳化液,辊刷,工作辊温。

  • 乳化液润滑和冷却是否适合?

  • 润滑状况和有效成分,乳化液的管理等是否合理?

  • 工作辊温的冷却和喷射是否合适?

  • 刷辊的类型,速度,刷痕

  • 铸锭和铣面相关问题

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    铝粉和金属氧化物碎片(以下用Smut代替)是轧制过程中产生的无机碎片,主要由细小的Al2O3颗粒组成。Smut粘附在板带表面,可以擦去。

    产生Smut的结果

    可能让板面较暗/灰(整面)或黑/灰-点/片/条等。Smut不影响机械性能,但影响视觉效果,表面看起来较“暗/脏”。不利于高表面需求。

    Smut产生的原因

    轧制时表面氧化层脱落。由于轧制时轧辊和板带相对运动,磨粒磨损时,最软的材料颗粒容易脱落而形成。轧制表面产生的Smut,一定条下发生积累,到一定程度后变的可见。

    影响Smut强度的变量:轧辊粗糙度、辊缝油膜厚度、Smut尺寸、板带温度等。

    可能措施

    需从工艺,设备和乳液方面做综合讨论来减少Smut积累并吸附到板面上的影响。

    其中,工作辊表面状态,油膜厚度,乳化液污染程度,温度可优先考虑。

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    这里所提有机物残留包括乳液,油等过多地残留在铝板表面造成表面发暗发花现象。在轧制过程中若吹扫不好或其它因素,让多余的乳液或油品在板带卷上残留、吸附、卷入。

    原因分析

    原因多样,可能是板带温度过低,吹扫不好、乳化液或油品污染、其它工艺配合不当等。其中铝热轧板带温度,特别是板带终轧温度过低是其中重要因素,需要特别关注,因为,低温下,乳化液蒸汽膜破坏,乳液易粘附。

    可能措施

    几个方面可以重点考虑,如  

    • 工艺设备(吹扫,乳液喷射制度,料温控制等)

    • 乳液技术(优化乳化液组分,新技术开发和提升-奎克好富顿一直致力于此)

    • 乳液控制和使用(乳液测试和管理,控制污染,清洁化生产等)

    奎克好富顿高级产品应用经理-王建宁,就上述提到的铝板表面发暗原因及措施等于3月底在铝加工技术大会上发表了针对性的专题演讲,对各种代表性原因做了具体的探讨。

    总体来说,现场问题比较复杂,需要具体问题具体分析,问题解决需要一个持续改进的过程,根据情况不断优化,才能做到更好。

    奎克好富顿对客户独有的运营环境和业务目标有着深刻的理解,这使我们能够更为准确地帮助客户开发定制解决方案

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