铝及铝合金的基础知识(3)

2018-12-20 10:18

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动值不超过给定的范围。

2)轧制速度的影响 轧制速度对厚度的影响,在前面所述的速度效应中已经进行了阐述。轧制速度对产品厚度的影响,主要是通过影响摩擦系数、轴承油膜厚度及轧件的变形抗力来改变轧制压下量而起的作用。这里需要说明的是,要保证厚度的均匀,应要保证轧制速度的恒定,或在要求的范围内波动。

3 润滑条件的影响

润滑条件的影响,表现在轧制时摩擦系数的变化对轧制出口厚度的影响。润滑条件越

好,润滑越均匀,摩擦系数越小,轧制压力降低,轧出厚度减薄。对于铝箔轧制而言,润滑条件的影响非常显著,我们在后面的章节中对此进行详细的介绍。

为了保证厚度的控制精度,首先要有高精度的铝箔毛料,现代化的铝箔轧机,都配备

了厚度自动控制系统以保证成品的厚度精度。

#四 制订铝箔轧制制度的原则

轧制制度是轧制过程的重要参数。.它与所用的轧制设备的能力、轧件性质及生产密

切相关,它直接影响轧机的生产率和产品的最终质量。所以,在制订轧制制度时,必须全面、综合的考虑各项因素,使其在设备、工艺条件允许的条件下,即能保证生产效率,又能保证产品质量,达到压下制度的最优化。

1)总加工率的确定

由于成品厚度的不同,箔材轧制一般取2-6个道次,轧制道次要根据发挥轧机效率、成品箔材的规格和组织性能的要求,前后工序生产能力的平衡加以确定。纯铝箔材的总加工率一般都可达到99%,铝合金箔材则在90%以内。

2)轧制道次加工率的确定

a 在设备能力允许,具有较好的工艺润滑和冷却,并能获得良好表面质量和平整度的条件下,应充分发挥轧制金属的塑性,尽量采用大的道次加工,以减少轧制道次,提高轧机的生产效率。一般纯铝轧制时的最大道次加工率可达65%,但当润滑冷却条件不好,轧辊温度过高时,容易产生波浪、松树枝状、粘铝等表面缺陷。坯料退火后的第一个道次,由于抗拉强度低,塑性好,一般最大加工取50-60%,以下各道次在50%左右。在考虑道次压下率时,还要考虑设备的负荷,一般应在设备允许负荷的90%以内。

b 为了得到厚度均匀、平整度好的产品,各道次的轧制力应接近恒压力轧制。波动范围要小,尤其头几道次轧制的厚度和平整度好,才能为以后的道次创造良好条件,以保证最终制品的厚度、平整度和表面质量。

c 道次加工率的分配要与轧机性能、工艺润滑和冷却条件、张力、原始辊型、轧制速度和表面质量等多种因素相协调,不应盲目采用大的道次加工率。对于厚度偏差要求严格,表面质量要求高的产品,应选用较小的道次加工率。在编制与选择道次加工率时,必须从实际出发,通过现场实验来确定。

3)轧制速度的确定

提高轧制速度,对铝箔轧制,尤其对大卷径的产品是很有意义的。

采用高速轧制,除了轧机本身一些问题需要解决外,必须相应解决板型控制、坯料质量等问题。一般来说,随着箔板厚度的减薄,辊型变化相对地减小,比较容易控制,轧制速度也可以相应再增加。如果设备能力 允许,在保证质量的前提下,速度越快越好,这样可以提高生产效率。专家们又认为,为了获得所需铝箔表面光泽度好,最后一道次轧制速度不宜超过600米/分。

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第四章 铝箔轧辊的控制

轧辊是铝箔轧机的重要组成部分。铝箔轧制的表面质量和平整度,主要取决于轧辊的原始辊型和工作条件。用于铝箔生产的轧辊,对其材质、辊型、硬度、磨削精度等都有十分严格的要求。

第一节 轧辊的基本情况

铝箔四重不可逆式轧机,共有四根轧辊,即两根工作辊、两根支承辊。由于轧辊在生产

过程中要承受相当大的压力,故一般都采用经过特殊处理的锻造合金钢来做为轧辊的材料。其中工作辊的硬度一般要求为100-102HSD,支承辊的硬度为75-78HSD,根据生产道次及产品质量要求的不同,工作辊又可分为粗轧辊、中轧辊、精轧辊三种,其基本情况见表4-1

表4-1 各种工作辊的基本情况表

种类 砂轮号 粗糙度 μm 凸度 ‰ 60 60 60 辊径 mm 260 260 260 辊身长度 mm 1600 1600 1600 粗轧辊 80 0.25-0.30 中轧辊 精轧辊 220 500 0.07-0.09 0.03-0.04 第二节 铝箔生产对轧辊的要求

一 轧辊的辊型

铝箔轧制过程中,轧辊在受力的条件下发生弹性变形,使轧辊产生挠度。为了补偿此挠度,

把轧辊磨成具有一定凸度的以轧辊中心为顶点向两端均匀分布的抛物线,称为辊型。根据轧辊的尺寸,不同的轧制厚度,轧件宽度,合金状态和轧制速度应有相应的辊型。才能获得所要求的压下量和良好的平整度。

铝箔轧制的工作辊全部采用凸辊,支承辊一般为平辊,或略带凸形。辊型设计或磨削不正确,会使箔带产生板形不良,严重时,会影响轧制过程的顺利进行,对产品质量及成品率带来不利的影响。

影响轧辊辊型的因素,主要有以下几个方面:

1.轧制时的压下量。压下量越大,金属产生的变形热和轧件与轧辊的摩擦热就越大,

从而使轧辊热凸度增加。

2.轧制箔材的屈服强度越高,则轧辊的凸度应该越大。 3.轧制箔材越宽,则轧辊凸度应越大。 4.轧制速度越高,则轧辊凸度应减小。

5.冷却与润滑条件不同,也影响轧辊的凸度。

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二 轧辊的表面粗糙度

轧辊的表面粗糙度对轧制过程的影响是十分明显的,不同的轧制过程,对轧辊的表面粗糙度都有不同的要求。在粗轧过程中,由于压下量大,变形热高,对表面质量要求不高,一般采用80#砂轮磨削的工作辊。在精轧过程中,由于对材料的表面质量要求高,对润滑条件的要求高,一般采用500#砂轮磨削的工作辊。另外,轧辊的表面粗糙度对轧制生产过程具有十分显著的影响。粗糙度偏高,则轧制速度加快,粗糙度降低,则轧制速度减慢。因此,要求辊面粗糙度要保持均匀一致,

三 轧辊的几何精度

每对工作辊,对它的几何尺寸要求很严,辊身和辊颈的椭圆度应不超过0.005mm,辊身的凸度公差要控制在0.005mm以下,安装在一台双辊驱动的轧机上的两支工作辊的辊径差不应超过0.02mm

四 轧辊的材料及表面硬度

箔材轧制的轧辊多采用含铬的合金工具钢:9Cr2,工作辊的表面应无缺陷、光亮、坚硬,中心要有韧性,以防止脆断。工作辊必须进行淬火,淬火层深10mm,辊身硬度要求在肖氏100-102之间,在整个辊面上要均匀一致。支承辊不应损伤工作辊表面,因此它的硬度略低,一般辊身的肖氏硬度为75-78,辊颈的硬度要求在肖氏45-50左右。

※第三节 轧辊的辊型控制

轧辊的凸度对轧出铝箔的平整度、厚度均匀性以及所需施加于轧辊的压力有决定性的影响。凸度偏大,轧出的铝箔两边紧中间松,必须增加轧辊压力,才能轧出平整的 箔,但是轧辊中部辊温又会上升,又需要调整油嘴的油量,增加中部喷油量,减小或关闭边部喷油嘴。使之保持热平衡。反之亦然。轧制中施加于轧辊的压力过大,会使轧制负荷过大,容易发生断辊事故。因此,为了使轧出的铝箔板形良好,又要保证设备安全和获得所需要的压下量, 辊必须有正确的凸度。

辊型控制的方法很多,通常采用的有: 1 调整轧制工艺参数 在轧制过程中,当箔材出现波浪时,应根据当时的轧制条件,适当地调节轧制工艺参数,以消除波浪。当出现边浪时,采取的手段有:减小压下量、增大张力、提高轧制速度、加大边部或减少中部的喷油量;当出现中间浪是,采取的手段有:增大压下量、减小张力、降低轧制速度、加大中部或减小边部的喷油量。

2 加热或冷却轧辊

对轧辊进行人为的加热和冷却,可以在一定程度上改善辊型。 3 利用弯辊装置

先进的铝箔轧机,都配备有液压弯辊装置,采用弯辊控制辊型,有以下优点: a 在轧制过程中可以迅速改变辊型来调整箔材的不平度。

b 在改变轧制合金的品种、箔材宽度和压下量等条件时,可以迅速调整辊型、减小调整辊型的时间和重新换辊所带来的麻烦。

4 辊型自动控制,

现代化的铝箔轧机,目前大多配备了板型自动控制系统,利用板型仪对板型进行自动控制。

第五章 箔材轧制工艺润滑油

轧制油是铝箔轧制过程中的一种重要的辅助材料,它与箔材的表面质量及轧制工艺过程

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有着十分密切的关系。轧制油在轧辊与轧件之间形成一层油膜,它降低了摩擦系数,使轧件获得大的加工率。它冷却轧辊,调整和控制辊型,使轧出的箔材平整。由于它在铝箔及轧辊之间形成了一层油膜,在轧制力的作用下,由于油膜具有一定的承载能力而不破裂,使轧制压力可以比较均匀地作用在轧件上,使之均匀变形,形成光亮的表面。轧制油又能影响到铝箔产品的表面除油情况。因此,轧制油对于铝箔生产来讲是相当重要的一个环节,轧制油组分和配比选择不适当,在轧制中会产生各种不良现象。甚至无法进行生产。

#第一节 摩擦与润滑的基本常识

一 摩擦

一个物体对另一个物体表面发生移动时的受阻滞现象称为摩擦。摩擦时产生的阻力称为摩擦力。摩擦力产生的原因是由于接触表面凹凸不平处相互咬合,碰撞或碎屑卡阻以及接触表面的分子吸引力。

根据摩擦物体表面的润滑状态,摩擦可分为4种类型:

(1)干摩擦:在没有润滑剂存在的情况下,运动表面直接接触发生的摩擦。 (2)边界摩擦:两摩擦物之间仅有一层极薄的油膜时产生的摩擦。

(3)液体摩擦:两个相互的运动的物体被一层润滑油完全隔开,则发生液体摩擦。 (4)半液体摩擦:两摩擦表面上同时存在液体摩擦和边界摩擦,或干摩擦时的摩擦。 二 润滑

润滑就是利用润滑装置供给两个相互接触的金属摩擦面之间一定的润滑剂,以改变它们的接触情况,从而达到减少摩擦,降低摩擦表面温度,减少磨损,防止腐蚀和清洗污垢等作用。

根据润滑状态,润滑可分为三种方式: (1) 液体润滑:两个相互运动的物体表面被一比其表面粗糙度小很多倍的润滑油膜

完全隔开状态下的润滑。

(2) 边界润滑:摩擦表面之间仅有一层吸咐在其表面上的极薄油膜,这种润滑状态

称为边界润滑。

(3) 半液体润滑:是处于液体润滑和边界润滑的一种中间状态。

第二节 铝箔轧制油与添加剂的性质及应用

在铝箔轧制过程中,轧制油起的作用主要有:润滑作用、调节压下量、冷却作用、清洗作用、卸荷作用、保护作用。轧制油又可分为基础油及添加剂。

一 基础油

用于铝箔轧制的基础油一般为矿物油,它主要起载体和冷却作用,它对减缩能力和污染也有影响。对基础油的要求,主要有以下几个方面:

(1) 具有良好的油性、润滑性及润湿性 轧制油在轧件与轧辊表面形成一层连续的、均匀分布的油膜,能承受大的轧制压力而不破裂,使轧件各部分延伸均匀。摩擦系数小,减缩能力要大,轧出的箔材要光亮。

(2) 良好的流动性、导热性和大热容量

一般要求油的粘度小、流动性好,轧制油容易均匀分布在箔面上,有利于轧辊的冷却及控制辊型,同时对轧辊具有清洗作用。

(3) 有适当的闪点

(4) 要求在保证安全的情况下,闪点要尽量的低,使产品在退火过程中易于挥

发。

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(5) 粘度适当,粘温特性良好。

(6) 氧化安定性好,不易变质,有较长的使用寿命。 (7) 不含有水分及水溶性酸碱,防止铝箔腐蚀。 (8) 难闻的气味及对人体有害的挥发物。 (9) 无灰分、机械杂质等要少 (10)资源充足,价格低廉 二 添加剂

为了轧制润滑油的各种功能,在基础油中,要加入适量的添加剂。对铝箔轧制来说,最重要的是要求轧制油具有较大的减缩能力,退火后不发生污染,以及在使用过程中不易发生氧化变质。

添加剂分为单体添加剂和复合添加剂两种,复合添加剂又可分为醇型添加剂和酯型添加剂,各种添加剂对轧制油性能的影响见表5-1所示

种类 酯肪酸 酯 油膜强度 强 强 油膜厚度 薄 厚 润湿性 良 差 热安定性 光泽 差 良 优 可 抗氧化性 差 可 醇 弱 厚 优 可 良 良 轧制油中随着添加剂浓度增加而减缩能力增加,当浓度增加一一定值后,减缩能力的增加逐渐缓慢。但是随着添加剂浓度的增加,退火后污染的趋势也增加,二者是相互矛盾的,在使用过程中,我们要综合考虑,寻找最佳值。

目前我公司使用的均为复合添加剂,这种添加剂添加方便,易于管理,并能够满足轧制工艺润滑及产品质量的需求。

※第三节 轧制油的过滤

在铝箔轧制过程中,由于轧制速度较快,轧辊与轧件之间因为摩擦会产生大量的铝灰,另外还会因为其它一些因素产生一些杂质,使轧制油变黑。为了使轧制油在使用过程中始终保持洁净,应需要对轧制油进行过滤。

1 过滤器的工作原理

铝箔轧制油的过滤采用的多为板式全流量过滤器,下面对过滤器的工作过程及原理进行简单的介绍:

过滤过程分为合箱、预涂、过滤、清扫四个过程,首先,应按规定的比例要求在涂罐内加入过滤助剂并充分搅拌均匀,然后启动过滤器,在预涂过程中,首先在过滤纸上预涂一层过滤土。在过滤过程中,随着工作时间的增长,过滤土层不断增厚。污油箱内的污油经过过滤器进行过滤后,返回净油箱,净油箱内的轧制油通过管道进入轧机,参加生产,生产后的轧制油返回污油箱,污油箱内的污油又经过过滤器进行过滤,如此反复,完成了对轧制油的连续不断的过滤过程。正常情况下,过滤器过滤油的流量大于从轧机返回污油箱的流量,所以净油箱应该始终是满的。但当过滤器出现故障,或操作手未按要求进行过滤操作,则会出现过滤器的过滤能力不能满足轧机生产的情况,即出现倒流现象,这时,轧制油的透过率将会大大降低,严重影响产品的质量及轧制生产,出现这种情况,应立即停机进行清扫,待轧


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