Análise de problemas comuns na produção de folhas de alumínio duplo zero de alta qualidade

Análise de problemas comuns na produção de folhas de alumínio duplo zero de alta qualidade

A folha de alumínio é um material metálico que é enrolado em folhas finas por meio de vários processos. É um novo tipo de material com peso leve e alta resistência. Folha de alumínio pode ser usada como material de embalagem para alimentos, bebidas, cigarros, medicação, placas fotográficas, necessidades diárias domésticas, etc. Pode ser usado como material isolante para edifícios, veículos, navios, casas, etc. Pode ser usado como material de capacitor de bateria para baterias, TVs de tela plana, notebooks, câmeras digitais e outros produtos eletrônicos. Também pode ser usado como outros materiais para fios decorativos de ouro e prata, impressões de papelaria e marcas decorativas de produtos industriais leves. O alumínio tem um brilho metálico único, fortes propriedades de barreira, propriedades antibacterianas, condutividade térmica, e plasticidade. Também não é tóxico e inodoro, e tem propriedades de impressão de superfície. Além disso, materiais de folha de alumínio usados ​​podem ser reciclados e reutilizados, e pode ser usado para reprocessamento de alumínio após tratamento.

Folha de alumínio duplo zero de alta qualidade

De acordo com dados da Associação da Indústria de Processamento de Metais Não Ferrosos da China, de 2016 para 2021, a produção de folhas de alumínio do meu país mostrou uma tendência de crescimento constante, com uma taxa média anual de crescimento de 5.57%. Em 2022, a produção total de folhas de alumínio do meu país será 5.13 milhões de toneladas. Com o desenvolvimento contínuo da sociedade e o avanço contínuo da ciência e da tecnologia, as pessoas têm maiores demandas pela vida material. A pesquisa e desenvolvimento de folhas de alumínio para móveis emergentes e baterias de energia, especialmente o desenvolvimento da aviação, assistência médica, e produtos de folha de alumínio para proteção de plantas, estimulou ainda mais a demanda por folhas de alumínio.

Características da folha de alumínio duplo zero

O padrão nacional (GB/T3880-2006) estipula que placas de alumínio com espessura inferior a 0.2 mm são chamados de folha de alumínio. A folha de alumínio duplo zero é uma folha de alumínio com espessura entre 0,001 mm e 0,009 mm. A folha de alumínio com dois zeros após a vírgula decimal é geralmente chamada de folha de alumínio com zero duplo.

• (1) A folha de alumínio duplo zero tem boa resistência à umidade. A distância entre os íons metálicos é menor que a distância entre as cadeias de polímeros de resina, o que pode impedir que o vapor de água penetre. A folha de alumínio tem uma resistência à umidade muito melhor do que os filmes de resina da mesma espessura. Portanto, mesmo que haja furos na folha de alumínio, contanto que o diâmetro do furo seja menor que 5 μm, oxigênio e vapor de água ainda não conseguem passar suavemente pela folha de alumínio.
• (2) A folha de alumínio duplo zero tem bom isolamento térmico. A folha de alumínio tem desempenho de radiação de temperatura muito baixo e forte capacidade de reflexão da luz solar. No entanto, a absorção e emissividade da folha de alumínio em energia de radiação são particularmente pequenas. Como a emissividade da folha de alumínio é semelhante à sua absortividade, geralmente é considerado um corpo cinza em cálculos de engenharia térmica.
• (3) A folha de alumínio duplo zero é um bom material condutor. O alumínio é o segundo melhor condutor de eletricidade depois do ouro, prata e cobre. A condutividade isovolumétrica do alumínio é de 57% ~ 62% IACS. Isto significa que quando a folha de alumínio é enrolada em uma bobina ou enrolamento, devido à sua maior área de superfície, a condutividade real da folha de alumínio pode chegar a 60% ~ 80% IACS. Portanto, em comparação com outros materiais, o uso de folha de alumínio para fazer capacitores eletrolíticos tem maior custo-benefício.

Além disso, a folha de alumínio também possui certas propriedades mecânicas, como resistência à tração, alongamento e resistência ao rasgo. Claro, alumínio diferente tem propriedades mecânicas diferentes devido a diferentes espessuras, composição química e métodos de laminação selecionados.

Problemas comuns no processo de produção de folhas de alumínio duplo zero domésticas

A produção de folha de alumínio duplo zero inclui todo o processo, desde a folha em branco até o processamento da folha de alumínio. Existem muitos processos de produção e o processamento é difícil. Envolve principalmente vários processos de laminação e ligações de processos de tratamento térmico, como fusão, laminação a frio, recozimento intermediário, e rolo de papel alumínio. É precisamente por causa da complexidade do processo de produção que existem muitos fatores que afetam a qualidade da folha de alumínio com duplo zero. Configuração do modelo do equipamento, qualidade em branco de folha de alumínio, seleção de processo de laminação, especificações de operação de pessoal, etc. afetará a produção de folhas de alumínio duplo zero.

Atualmente, os problemas comuns no processo de produção de folhas de alumínio duplo zero domésticas são principalmente muitos furos, planicidade pobre, e óleo na superfície da folha de alumínio. O problema do pinhole é o problema mais sério no processamento de folhas de alumínio. Os furos podem afetar diretamente as propriedades da folha de alumínio com duplo zero, especialmente a resistência à umidade, isolamento térmico, proteção contra luz e propriedades antibacterianas de materiais de folha de alumínio.

A qualidade dos espaços em branco da folha de alumínio afetará o número de furos na folha de alumínio. Se o branco contiver mais moléculas de gás e impurezas sólidas, ou ainda tem certos defeitos de irregularidade de grãos, isso afetará o número e o tamanho dos furos no processamento da folha de alumínio. O número de furos na folha de alumínio dupla produzida por folhas de alumínio importadas é geralmente inferior a 50/m². O número de furos na folha dupla de alumínio com melhor controle de processamento pode chegar a cerca de 10/m². De forma similar, o número de furos na folha dupla de alumínio produzida pela oficina de processamento da empresa usando materiais nacionais chega a 80/m². A composição química das folhas de alumínio em bruto é principalmente uma (FeSiAl) fase, B (FeSiAl) fase, e fase FeAl. O um (FeSiAl) fase são partículas esféricas, e também há uma pequena quantidade de partículas em forma de bastonete. Porque o um (FeSiAl) fase tem partículas grandes e baixa dureza, é fácil esmagar durante o processo de deformação e laminação. É um composto fundido ideal. A fase FeAl2O3 é um composto em forma de agulha com grande volume e alta dureza. Não é fácil quebrar durante o processo de laminação da folha de alumínio, e é fácil formar fontes de crack, formando assim furos. Os compostos em tarugos estrangeiros são principalmente um(FeSiAl2O3) fase e fase BFeSiAl2O3, enquanto os compostos em tarugos domésticos são principalmente um(FeSiAl2O3) fase e fase FeAl2O3. O número de furos na folha de alumínio duplo zero obtida pela laminação de matérias-primas nacionais será maior, e a existência da fase FeAl2O3 também é um dos principais motivos.

Teste de qualidade

O processo de fundição e laminação da folha de alumínio também tem grande influência no grau de pinhole, que se manifesta principalmente na convexidade do rolo de fundição e laminação, a rugosidade da superfície do rolo rolante, e o óleo rolante. The influence of precision and viscosity on the pinhole degree of double-zero aluminum foil. During the casting and rolling process, the size of the roller convexity will affect the number and position distribution of pinholes in the aluminum foil. Only by selecting the appropriate roller convexity can the number of pinholes be better reduced. The greater the roller surface roughness, the more pinholes there are in the aluminum foil after casting and rolling, and the lower the smoothness of the aluminum foil. When the roller roughness is large, the slight depressions on the surface of the aluminum foil will expand, causing pinholes and even easy to break the belt. Durante o processo de laminação da folha de alumínio, solid particles in the rolling oil or dust in the air will cause defects in the aluminum foil and form pinholes. O teor de partículas no óleo de laminação selecionado não deve exceder 0.1%, e o tamanho da partícula deve ser menor que 10 μm, e também controlar a poeira do ambiente durante o processo de laminação para evitar cair na superfície da folha de alumínio e formar novos defeitos externos. A viscosidade do óleo de rolamento não deve ser muito grande, caso contrário, aumentará a rugosidade da superfície da folha de alumínio e produzirá novos furos.

Além disso, a velocidade de laminação e a tensão de desenrolamento também afetarão o número de furos na folha de alumínio. No processo de processamento de folha de alumínio, descobriu-se que quando a velocidade de laminação é muito rápida e a tensão é muito grande, o número de furos na folha de alumínio aumentará significativamente, e muito rápido pode até quebrar a tira. No entanto, se a velocidade de laminação for muito lenta e a tensão for muito pequena, a folha de alumínio ficará enrugada e irregular, e a eficiência da produção da folha de alumínio também diminuirá. Se o nivelamento da folha de alumínio com duplo zero não for bom, a tensão não pode ser adicionada uniformemente à largura lateral da folha de alumínio durante a laminação, especialmente no processo de produção de tarugos de folha de alumínio duplo zero largos ou ultralargos, defeitos da placa, como ondas médias, ondas laterais e ondas duplas ocorrem frequentemente, o que causará quebra grave da tira, dobramento ou enrugamento de alumínio, e até mesmo fazer com que o rolamento da folha de alumínio fique instável.

3. Análise de métodos para reduzir o número de furos e melhorar a qualidade da folha de alumínio duplo zero

Como controlar melhor o problema do furo da folha de alumínio com zero duplo e melhorar o rendimento da folha de alumínio com zero duplo? Este artigo analisa o processo de produção real e pode melhorar a qualidade de laminação da folha de alumínio a partir dos seguintes aspectos.

3.1 Controle a qualidade e a composição química das folhas de alumínio

Na produção e processamento de folhas de alumínio duplo zero, a qualidade dos blanks de alumínio é o mais importante. Controlando cada processo de produção de folha de alumínio em branco, controlando rigorosamente a composição química dos espaços em branco, e garantir que a composição seja uniforme e estável são os segredos para a produção de folhas de alumínio ultrafinas de alta qualidade. Atualmente, os espaços em branco para a produção de folhas de alumínio com zero duplo são divididos principalmente em duas categorias: 1000 série e 8000 ligas de alumínio série. Comparado com 1 ligas de alumínio série, 8 ligas de alumínio em série têm maior teor de Mn e Cu. Entre estas duas séries de ligas de alumínio, 1235 Liga de alumínio e 8079 liga de alumínio são usadas principalmente, e 1235 liga de alumínio é amplamente utilizada em empresas nacionais. Sua composição química é mostrada na Tabela 1

Em 1235 Liga de alumínio, os elementos de impureza são principalmente Fe e Si. Quando o teor de Si é constante e Fe/Si<2, A fase BeSiAl é facilmente formada. Após recozimento de homogeneização, B (FeSiAl) fase é difícil de dissolver na matriz. Ao mesmo tempo, porque B (FeSiAl) fase é um cristal em forma de bastão, é fácil reduzir a plasticidade dos espaços em branco de folha de alumínio, which is not conducive to the next step of processing and production. When Fe/Si>5, the particulate matter in the aluminum foil billet (including larger flake FeAl,) increases, and the mechanical properties of the aluminum foil billet decrease. As the Fe content increases, the processing difficulty of the billet gradually increases, and the production efficiency of aluminum will continue to decrease. Portanto, when using 1235 alloy to produce aluminum foil billets, the content of Fe and Si elements and the Fe/Si ratio can determine the content of the second phase compound structure in the aluminum foil billet, which directly affects the quality of double zero aluminum foil. There are also trace amounts of Cu, De, B, etc. em 1235 Liga de alumínio. Although the content of these alloy elements is very low, eles também afetarão a estrutura e o desempenho de laminação do tarugo de folha de alumínio. Portanto, é necessário controlar a composição química do tarugo de folha de alumínio.

Podemos tomar medidas eficazes de filtragem e purificação para reduzir inclusões (A1.0), gás (H), e compostos de metal grosso no tarugo. Ao mesmo tempo, adicionando refinadores de grãos, a estrutura de grãos dos tarugos de alumínio pode ser reduzida, o espaçamento dos grãos pode ser reduzido, melhorando assim as propriedades mecânicas e de processamento dos tarugos de folha de alumínio e reduzindo a geração de furos na folha de alumínio. Atualmente, existem dois tipos principais de tarugos para as empresas nacionais produzirem folhas de alumínio com duplo zero: a primeira é rolar diretamente o líquido de alumínio quente em bobinas laminadas fundidas, e então obter tarugos de folha de alumínio após laminação a frio e recozimento. As bobinas laminadas fundidas comumente usadas são de 7 mm. A segunda é usar fundição semicontínua para gerar lingotes de alumínio, primeiro moer a superfície e depois laminar os tarugos a quente, e finalmente enrole-os a frio em tarugos de papel alumínio. O método de laminação a quente pode produzir tarugos com organização uniforme e menos defeitos, o que é propício para o subsequente processamento de laminação de folha de alumínio. A vantagem do método de laminação fundida é que ele pode encurtar o processo de produção e reduzir o tamanho do composto, que é adequado para enrolar folhas de alumínio mais finas. Um grande número de práticas de produção de folhas de alumínio provaram que os tarugos laminados fundidos são particularmente adequados para a laminação de produtos de folhas de alumínio com zero duplo e espessura de 0.0065 milímetros, mas os requisitos de qualidade da superfície são altos. A laminação de folhas de alumínio duplo zero com espessura inferior a 0.006 mm ainda é produzido principalmente por laminação a quente.

3.2 Escolha o processo de produção de laminação correto

Quanto mais fina for a folha de alumínio, quanto menos furos ele tiver, quanto melhor for a qualidade, e quanto maior for a taxa de rendimento do processamento. Isto é um reflexo do nível técnico de um país ou de uma empresa. Atualmente, apenas alguns países no mundo, como a China, os Estados Unidos, e Alemanha, usar tecnologia de laminação a quente para produzir 0.0045 mm folha de alumínio, e a maioria das empresas de folhas de alumínio do meu país só podem produzir 0.005 mm e acima de folha de alumínio espessa. Nos últimos anos, uma certa empresa em meu país usou tarugos de folha de alumínio domésticos para enrolar e produzir folha de alumínio duplo zero de alta qualidade abaixo 0.0045 milímetros, reduzindo custos de produção.

A qualidade dos tarugos de folha de alumínio é a chave para a produção de folhas de alumínio duplo zero de alta qualidade, reduzindo a taxa de furos da folha de alumínio, e melhorando a taxa de rendimento e a qualidade dos produtos acabados. No entanto, há muitos fatores que afetam a qualidade da folha de alumínio com duplo zero, e a escolha da tecnologia de processamento também é um fator de influência muito importante. Atualmente, a tecnologia de processamento de folha de alumínio duplo zero concentra-se principalmente nas ligações do processo, como controle de composição de liga de alumínio, desgaseificação de alumínio fundido e remoção de escória, refinamento e filtração de grãos. Especificamente, é principalmente para controlar o conteúdo de Fe e Si e a relação Fe/Si; controlar a velocidade de fundição e a temperatura de laminação; selecione o refinador de grãos apropriado; selecione o equipamento de filtragem apropriado, etc. Esses processos são muito importantes para a produção de folhas de alumínio duplo zero de alta qualidade., o que pode garantir que a folha de alumínio laminada tenha bom desempenho e estabilidade.

Os requisitos de tecnologia de produção de folha de alumínio duplo zero são altos e a tecnologia de processamento é complexa. Um processo de laminação de folha de alumínio duplo zero é mostrado na Figura 1. Como pode ser visto na Figura 1, em todo o processo de produção, cada link, como laminação áspera, laminação intermediária, acabamento de laminação, tratamento térmico, corte, e a embalagem devem ser rigorosamente controladas.

1235 folha de alumínio

3.3 Escolha o óleo de rolamento apropriado

O processo de produção de folha de alumínio consiste em rolar repetidamente o tarugo de liga de alumínio para finalmente formar uma folha de alumínio duplo zero que atenda aos requisitos. No processo de laminação repetida, um procedimento importante é limpar o tarugo, e o óleo de laminação é usado para limpar o tarugo. O óleo de laminação forma uma película lubrificante entre a folha de alumínio e o rolo, o que reduz o coeficiente de atrito da folha de alumínio, aumenta a força de rolamento, e aumenta diretamente a taxa de rendimento da folha de alumínio duplo zero.

O óleo de laminação é um dos três principais elementos da produção de folhas de alumínio com duplo zero. É um fluido viscoso com uma certa viscosidade. Durante o processo de rolamento, o óleo de laminação é firmemente adsorvido na superfície da folha de alumínio na forma de uma camada de filme de óleo, que desempenha um papel na lubrificação do rolo e na absorção de poeira. Se o próprio óleo de rolamento tiver um efeito de filtragem fraco e houver impurezas, o coeficiente de atrito aumentará, e muitos furos serão gerados na superfície da folha de alumínio durante o processo de laminação de acabamento. Ajustando razoavelmente a proporção de óleo rolante, controlando a temperatura do óleo de laminação, fortalecendo as medidas de filtragem, e substituindo o pano do filtro a tempo, o nível de laminação da folha de alumínio pode ser melhorado e a taxa de rendimento da folha de alumínio duplo zero pode ser melhorada.

3.4 Otimize o processo de tratamento térmico

No processo de produção de folha de alumínio duplo zero, o tratamento térmico é muito importante. O tratamento térmico de folhas de alumínio inclui três etapas: aquecimento, preservação de calor e resfriamento. Através do recozimento de homogeneização, recozimento intermediário e recozimento de produto acabado, a plasticidade das folhas de alumínio pode ser restaurada e o estresse interno pode ser eliminado. Diferentes processos de tratamento térmico têm funções diferentes. No processo de laminação de alumínio, o processo de tratamento térmico deve ser cuidadosamente selecionado e otimizado.

Nos espaços em branco de folha de alumínio duplo zero ultrafinos produzidos por fundição e laminação contínuas, uma variedade de fases de desequilíbrio aparecerão dentro dos espaços em branco. A quantia não é grande, mas tem um grande impacto nas propriedades mecânicas e nas propriedades de processamento dos espaços em branco. O recozimento de homogeneização de folhas de alumínio a 470 ~ 600 ℃ e o tempo de preservação do calor de 6 a 12 horas podem melhorar o desempenho de processamento da folha de alumínio, aumentar a capacidade de difusão, reduzir o armazenamento de energia de deformação, e reduzir a densidade de deslocamento. O recozimento também pode promover a precipitação de elementos nocivos Si e Fe em ligas de alumínio.

Após recozimento de homogeneização adequado, o tamanho do grão e a segunda fase das folhas de alumínio tornam-se menores e a distribuição torna-se uniforme, que é adequado para a próxima operação de laminação. No processo de recozimento por homogeneização, selecionando a taxa de aquecimento apropriada, temperatura de aquecimento, e o tempo de espera pode tornar a estrutura do tarugo de alumínio mais uniforme, o tamanho da segunda fase menor, e a folha de alumínio duplo zero produzida no final tem um pequeno número médio de furos e uma alta taxa de rendimento.

O recozimento intermediário é um processo de recozimento de recristalização parcial usado para melhorar o desempenho de tarugos de folha de alumínio com zero duplo após deformação por laminação a frio. Depois que o tarugo fundido passa por vários processos de laminação a frio, a estrutura metálica interna é deformada e os grãos ficam mais longos, o que afeta seriamente a laminação do tarugo. Durante o processo de recozimento intermediário, à medida que a temperatura de recozimento aumenta e o tempo é estendido, o tamanho do grão do tarugo de folha de alumínio aumenta gradualmente e a segunda fase torna-se gradualmente mais fina. A temperatura intermediária de recozimento é 320 ~ 400 ℃, e o tempo de espera é de 4 a 12h.

O último recozimento após a folha de alumínio ser enrolada até a espessura final é chamado de recozimento do produto acabado. A temperatura de recozimento do produto acabado é de 180 ~ 260 ℃, e o tempo de espera é de 4 a 18 horas. As bobinas laminadas devem ser divididas e recozidas o mais rápido possível, e a temperatura de recozimento do produto acabado não deve ser muito alta, de modo a remover o óleo de rolamento remanescente na superfície da folha de alumínio e garantir as propriedades mecânicas da folha de alumínio. A maioria das empresas nacionais costuma usar dois processos de recozimento: desengorduramento a baixa temperatura seguido de recozimento por aquecimento e recozimento a longo prazo a temperatura constante para obter o efeito de desengorduramento e melhoria das propriedades mecânicas.

3.5 Controle o ambiente de produção e a umidade relativa

A umidade também afeta o número de furos no processamento de folhas de alumínio ultrafinas. Quanto maior a umidade relativa, quanto mais furos houver na folha de alumínio. Também fará com que a folha de alumínio com duplo zero se quebre e aumente a taxa de sucata.. Tirando 1235 liga de alumínio como exemplo, quando a temperatura é constante, quanto maior a umidade relativa durante a laminação, quanto maior a pressão parcial do hidrogênio, quanto maior o teor de hidrogênio no material de retorno, maior a probabilidade de produzir poros dentro do tarugo, e o número de furos no alumínio duplo zero aumenta. Na produção real, verifica-se que quando o teor de hidrogênio no material de retorno de alumínio é maior do que 0.12 ml/100 gAI, a taxa de rendimento da folha de alumínio duplo zero será baixa. O número de furos aumenta. Além disso, nas mesmas condições de produção, a taxa de rendimento e a qualidade das folhas de alumínio duplo zero produzidas no período seco do outono são geralmente melhores do que as produzidas na estação chuvosa do verão. A umidade adequada para a produção normal de folha de alumínio com duplo zero é melhor controlada abaixo 55%.

A espessura da folha de alumínio duplo zero produzida atualmente é principalmente em torno de 0.006 milímetros, enquanto o diâmetro médio da poeira no ar está basicamente entre 0.0001 e 0.01 milímetros, e o tamanho das partículas PM10 suspensas no ar é 0.01 milímetros. Quaisquer partículas maiores que 0.006 mm causará furos na folha de alumínio. Portanto, é preciso estar atento ao saneamento ambiental da oficina de produção, preste atenção para reduzir a poeira na oficina, e evitar que partículas de poeira do ambiente caiam sobre os rolos e tarugos. Podem ser tomadas medidas adequadas de remoção de poeira, como a instalação de telhados à prova de poeira ou o uso de secadores de cabelo.. Se as condições permitirem, uma sala de operação livre de poeira pode ser configurada para produção de laminação de folha de alumínio duplo zero para garantir a qualidade da folha de alumínio. Ao mesmo tempo, também é necessário evitar perdas não relacionadas ao rolamento, como abrasões e arranhões durante o transporte e empilhamento.

Conclusão

A produção de folha de alumínio duplo zero envolve vários processos, como fusão, rolamento áspero, laminação intermediária, acabamento de laminação, laminação a quente, laminação a frio, recozimento, limpeza, e corte. Para melhorar a qualidade dos produtos de folha de alumínio duplo zero, é necessário controlar rigorosamente todos os elos de produção. Não só devem ser usados ​​tarugos de folha de alumínio de alta qualidade, a tecnologia de processamento de alumínio deve ser melhorada, e equipamentos adequados de fundição e laminação devem ser selecionados, mas também o processo deve ser otimizado em combinação com os problemas encontrados na produção real da empresa, de modo a melhorar significativamente a taxa de rendimento e a qualidade da produção de produtos de folha de alumínio com duplo zero.