鋁箔退火過程的質量問題及預防

（隴西西北鋁鋁箔有限公司，甘肅 定西748100）

在鋁箔退火過程中，軋制工藝潤滑所用到的軋制油，特別是軋制油內的添加劑會在鋁箔退火過程中，在鋁箔表面形成一層油脂斑影，且出現大量冷卻紋從而影響鋁箔產品表面質量。傳統退火過程僅能依靠先低溫除油，再高溫改善性能的方式，同時進行兩種退火工藝。為了進一步解決鋁箔退火過程中這一質量問題，基于熱分析技術，對鋁箔退火過程中軋制油污染質量問題進行實際分析，對軋制油添加劑和熱物性以及溫度包括時間在內的各項參數因素進行集中分析，了解退火過程中軋制油導致的鋁箔質量問題，并進行問題預防[1]。

1 鋁箔退火過程中質量問題成因分析

1.1 鋁箔退火過程質量問題檢測

以鋁箔作為退火分析對象，軋制油選擇為常用B-1型基礎油。經過檢測，軋制油內具有S1和S2軋制添加劑，其中S1型添加劑按照百分之5的質量分數添加到B-1型基礎油中。S1和S2需要以單純軋制油添加劑的形式進行后續熱分析。經過檢測，軋制油的基礎性能為：運動粘度為40攝氏度，閃點為85攝氏度；餾程為205到245攝氏度[2]。選取上述基礎用軋制油以及軋制添加劑，不斷改變油品溫度變化值，觀測油品在受熱失重的情況下自然產生的變化反應。此外，利用過熱差分析法對油品受熱發生的氧化、分解和聚合反應進行進一步分析。了解鋁箔退火過程中產生冷卻紋的原因。其具體分析結果如表1所示。

表1 熱分析結果圖

實驗結果顯示，對應的熱差分析曲線上具有兩個明顯的吸熱峰，起始溫度為55攝氏度，說明軋制油存在一定的揮發性。第一階段終止失重溫度大約為225.5攝氏度，此時的失重百分比最高可以達到58%左右。在第一階段結束以后，曲線開始平穩變化，并逐漸進入第二失重階段。此時出現氧化反應以及熱分析反應，表現在退火過程中出現的軋制油斑。因為S1型添加劑的結構不易被直接氧化，所以并沒有明顯的吸熱峰。S2性添加劑的影響在第二階段失重條件下更加明顯，此時添加劑會產生明顯的油斑現象。

1.2 退火表面污染分析結果

通過分析可以確定鋁箔退火過程中產生的污染性質量問題，來自于軋制油和添加劑的二階段失重反應。因為基礎油具有揮發性快，殘留量少，表面污染小所以污染量評級最低，屬于基礎性評級。

單純添加S1型添加劑時，因為整體含量較少，退火表面污染量也相對較少屬于二級評級。而當S1和S2添加劑混合時，因為整體退火過程揮發性較慢，會發生嚴重氧化反應，形成多種油斑，且S2比S1更嚴重，所以在實際應用中最多僅能使用一種添加劑，否則將會產生大量鋁箔質量問題。

而冷卻紋形成原因主要是受鋁箔退火過程中導熱性能的影響。因為鋁箔表面密度較小、重量較輕比熱容較小，反之熱傳遞較高。在實際加熱過程中，熱膨脹性能較大，實際彈性應力較大。

此外通過對比鋁箔表面屈服曲線可以看出，鋁箔表面硬化曲線隨延展率增加而迅速增加，但是整體冷卻較快，容易產生收縮拉力，使價位位置的收縮張力比其他位置更大，先發生塑性形變，產生橫向冷卻紋。因為從本質上來看，受加熱影響的變形速率是冷卻紋出現的核心原因。

2 鋁箔退火質量問題的預防措施

2.1 油斑預防措施

在實際鋁箔退火過程中，為了預防軋制油對鋁箔產生質量影響，退火除油工藝應該盡量保證在失重第一階段完成。一般的鋁箔退火除油溫度在220攝氏度到240攝氏度之間，該溫度主要取決于終餾點。

在退火過程中，大部分基礎油均可以得到較好的揮發。此外可以對來料進行帶油控制，一方面制定措施加強對生產工序設備的提前檢查，防止具有較高粘度的油品滴入到濾波表面，另一方面積極對鋁箔表面進行清洗，減少表面油量，然后進行實際退火。退火時一定保證合理的退火速度，保證油品的充分揮發，防止碳化現象。

2.2 冷卻紋預防措施

通過冷卻紋出現機理分析，可以預防冷卻紋出現的核心在于控制鋁箔表面的熱量。首先可以采用預熱的方式提高鋁箔退火過程中的受熱均勻性，減小表面彈性應力，提高溫度擴散率，必要時可以采用外加熱器，減少裂紋傾向。此外可以通過提高鋁箔壓扎工藝，提高鋁箔表面穩定性，減少冷卻紋的出現。

3 結語

針對鋁箔退火過程中，軋制油對鋁箔退火質量影響的問題成因進行集中分析討論，并確定在退火時，軋制油溫度的不斷上升會產生兩種質變，首先進行大量的揮發效應，然后進行氧化。

而鋁箔扎后退火時產生的污染質量問題主要是軋制油氧化反應產生的退火油斑以及冷卻紋問題。基于上述兩類質量問題成因，提出了各自預防措施，減少鋁箔軋制退火過程產生的質量問題。