鋁合金縱切和切邊質量問題探討

金繼勇

摘要：通過對影響縱切和切邊各個參數摸索，在實際生產中出現切邊質量因素不同的分析，提高切邊質量、穩定固化參數，在帶材切邊質量上取得了不錯效果。

關鍵詞：常用術語;切邊波浪;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

隨著國內鋁加工行業的快速發展，客戶對產品質量要求越來越高。對于精整生產線，縱切切邊質量要求越來越高，切邊質量包括剪切邊緣質量、毛刺、刀壽命、毛發、鋁粉和碎片等。切斷邊緣質量問題包括邊緣波紋、卷材側壁外觀、光亮區域（刻痕）面積的百分比以及撕斷區域（斷裂）面積的百分比。毛刺是至關重要的關注問題，因為它們可以在隨后生產中劃傷輥面。毛刺是客戶拒絕的主要原因之一。毛發、鋁粉和碎片可以攜帶到活套，矯直機，工作輥，支撐輥造成凹陷的卷材表面缺陷。

1? 切邊中常用術語

①間隙或橫向間距：頂部和底部刀刀鋒之間在水平方向的距離;②重疊：頂部刀和底部刀重疊區在垂直方向的高度;③傾斜角度：從自上而下看幅寬（薄板，板材，鋁箔），頂部刀和底部刀之間的夾角;④刀片跳動（軸向和徑向）：縱切或切邊期間頂部或底部刀片從設計中的位置發生的最不受歡迎的移動或偏移。軸向跳動大大影響在實際生產中刀間隙的設定，而徑向跳動影響生產中重疊量發生偏離和切割點移動;⑤在剪切邊緣橫截面上部分的彎折區域分為兩種，一是光亮區域（刻痕）：切割邊有光澤的區域，二是撕裂區域（斷裂）：切割邊暗淡的區域;⑥毛刺：縱切或切邊邊緣留下的鋒利脊梁，如圖1所示。

2? 間隙和重疊量影響因素

作為鋁合金生產中的一個指導規則，間隙為實際生產帶材厚度的10%，重疊量為實際生產帶材厚度的50%。但是，必須根據不同合金和狀態，頂部和底部刀類型進行調整。

2.1 間隙

剪切材料合金、狀態、屈服強度、延伸率有關，在相同的合金系列內，即使相同的合金在不同的狀態，機械性能也會明顯變化。總體而言，間隙窗大約是板帶厚度的±2.5%。舉一個例子來看，對板帶厚度0.010，如果有目標間隙是板帶厚度的10%，則間隙調整將為0.001±0.00025。因此，間隙設定需要極大的精度和細心。刀和間隔環潔凈度，均可對縱切或修剪邊緣質量產生急劇影響。如微小灰塵和鋁屑，哪怕是一丁點在刀或間隔環表面都可以抵消間隙設定，造成偏差，影響剪切質量。

2.2 重疊量

重疊設置通常需要帶材（厚度）50%。實際生產中如何調整重疊這是非常困難的。關鍵是要努力保持最低限度的重疊。最好的做法是，該刀片重疊量要逐漸增加，直到它正好剪切切斷。但是，如果縱切機為切多條的話，則為其中最窄的一個設置最小重疊量，以便使所有的刀片都可以剪切成功。通常情況下，最窄的剪切是那些靠近軸承的，而鄰近于軸的哪些部位剪切具有最深的剪切，由于軸有重力偏轉。

3? 毛刺、剪切表面質量、切邊波浪、細絲、鋁屑和碎片

3.1 毛刺：當出現毛刺問題時，可能是由于以下因素所致

間隙（水平空隙）：首先要檢查的是間隙（水平間隙）。毛刺通常預示著間隙大于所需要的程度。隨著水平間隙的增加，毛刺的高度也會隨之增加。

刀片鋒利度：磨損的或有缺口的刀口可以增加毛刺的高度。

斜面角度：對于軟輕合金，一個相當小的斜面角度可以減少毛刺的高度。通常，一個有效的斜面高度是0-0.25°。如果斜面角度設置得太大，刀的壽命就會大大縮短。同時，毛刺的高度可以增加，且也會導致切邊的波浪。

刀片跳動：刀軸向跳動能夠大大改變間隙并隨之導致毛刺。

刀和間隔器清潔度和生銹：這些因素會造成間隙偏差。

3.2 細絲，鋁屑，污垢和碎片

在縱切和切邊生產過程的常見問題。有時候，會產生類似毛發的長條。更多的情況，它們會以小塊鋁碎片的形式出現，出現的位置不同它們的名字就不同，比如，鋁屑，污垢或碎片。

間隙（或縫隙）：間隙的控制在細絲，鋁屑和碎片的產生與毛刺信息上產生了相反的方向。盡管間隙過緊會產生更多的鋁屑，但是可能產生很小量的毛刺。間隙過大將會減少鋁屑但是能夠增加毛刺的高度。

刀片跳動：刀軸向跳動將會大大改變間隙并導致細絲，鋁屑，污垢和碎片。

鋁板材料：在同樣的刀設置下，較軟的材料會產生比較硬材料更多的鋁屑，但是較硬材料的毛刺高度將會比較軟材料的毛刺高度更小。比起較硬的材料，較軟的鋁板材料需要較小的間隙來完成出色的切邊質量。

頂部和底部的刀重疊量：通常要盡量保持重疊量盡可能的最小化。通常的調整在帶材厚度的50%左右。隨著刀重疊量的增加，產生鋁屑的機率就會增加。

過小或過大的間隙征兆：當間隙過小，通常會產生鋁屑/碎片，卷壁可能會發亮。當間隙過大時，盡管卷壁可能呈現“無亮光”，但是毛刺會產生。

3.3 切邊波浪

在縱切或切邊的切邊的波浪是一種常見的缺陷。縱切和切邊的波浪更傾向于軟和薄合金。縱切波浪會以“星爆式”的形式出現在卷壁上，如圖2所示。

在某些工廠，對切邊波浪由不同的命名，切邊起皺，切邊紋等等。切邊波浪的形成是一種變形現象。最基本的原因是由于在縱切或切邊時刀片（刀）切鋁板邊緣而導致的平面內壓縮應力（作用力）或平面外應力（作用力）。因此，解決這個問題的所有方法都是要減少這些應力（作用力）。

屈服強度：軟，O-狀態合金（強度較低）比起硬合金（屈服強度高）更容易形成切邊波浪。

鋁板厚度：較厚的鋁板（或厚度）更容易形成褶皺。

刀尖的幾何形狀：銳角度較大的刀片可以導致更少的內部壓縮力，因此減少了起皺的可能性。例如，某鋁將2號厚薄剪的底刀開口度從4度提高到了10度。這個解決方案顯著地增加了2號厚薄剪的堅固性，并從根本上解決了切邊的波浪問題。

重疊量：過深的重疊量能夠引起問題。較深的重疊量給于鋁板與刀片之間更大的大面積重疊量區域，因此，增加了切邊波浪產生的可能性。

間隙（縫隙）：當間隙過小或過大時，能夠導致切邊波浪。增加間隙首先降低（當間隙很小時）然后增加了（當間隙大了之后）產生切邊波浪的可能性。

刀片跳動：徑向刀片跳動影響重疊量，軸向跳動會影響間隙，兩者會對縱切和切邊的切邊波浪產生顯著的影響。

刀片的鋒利程度：如同我們所預知的那樣，鈍的或有缺口的刀片當然會導致波浪。

斜面角度：過大的斜面角度會增加形成波浪的可能性。

線速：高線速會增加產生波浪的可能性。

線張力：由于波浪是由于內部的壓縮應力（作用力）而引起的，增加線張力會減少產生切邊波浪的可能性。

橫跨寬度上的張力分布不均勻或不平均：橫跨寬度上的張力分布不均勻增加了產生切邊波浪的可能性。

刀的直徑：刀徑過小增加了速度差異（在上刀/下刀與鋁板之間），隨之增加了產生切邊波浪的可能性。

3.4 刀的壽命

當刀的壽命成為關注的焦點時，首先要考慮的就是刀的材料的選擇或一個涂層的解決方法。然而，如果現有的縱切或切邊刀突然經歷了刀的壽命問題，可以采取以下步驟檢查：

間隙：間隙太小，間隙降低刀的壽命隨之降低。

斜面角度：斜面角度太大。大的斜面角度減低刀的壽命。

重疊量：重疊量太深。

刀片跳動：軸向或徑向跳動能夠產生問題。

刀尖幾何形狀：正如在邊部波紋狀部分討論過的，增加刀的后角/間隙角可以解決邊部波浪紋問題。然而，通常如果刀的后角太大刀的壽命可能減低。

板帶表面情況：板帶上面的氧化層是非常具有磨損性的。同樣，經過涂層的板帶跟沒有經過涂層加工的板帶的表現極為不同。

機列速度：增加機列速度能夠縮短刀的壽命。

4? 結束語

通過上述對縱切和切邊質量原因探究、分析，同時結合現場經驗摸索，對切邊質量影響因素有了初步了解，在實際生產中遇到毛刺、切邊波浪、鋁粉、碎片等問題，給縱切切邊提供了一套解決方向，對切邊質量提高有所幫助。

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