Analyse av vanlige problemer ved produksjon av høykvalitets dobbel null aluminiumsfolie

Analyse av vanlige problemer ved produksjon av høykvalitets dobbel null aluminiumsfolie

Aluminiumsfolie er et metallmateriale som rulles til tynne ark gjennom flere prosesser. Det er en ny type materiale med lav vekt og høy styrke. Aluminiumsfolie kan brukes som emballasjemateriale for mat, drikkevarer, sigaretter, medisiner, fotografiske plater, husholdningens daglige nødvendigheter, osv. Det kan brukes som isolasjonsmateriale for bygninger, kjøretøy, skip, hus, osv. Den kan brukes som batterikondensatormateriale for batterier, flatskjerm-TVer, bærbare datamaskiner, digitale kameraer og andre elektroniske produkter. Den kan også brukes som andre materialer for dekorative gull- og sølvtråder, skrivesaker og dekorative varemerker for lette industriprodukter. Aluminium har en unik metallisk glans, sterke barriereegenskaper, antibakterielle egenskaper, termisk ledningsevne, og plastisitet. Den er også giftfri og luktfri, og har overflatetrykkegenskaper. I tillegg, brukte aluminiumsfoliematerialer kan resirkuleres og gjenbrukes, og kan brukes til aluminiumreprosessering etter behandling.

Høykvalitets dobbel null aluminiumsfolie

Ifølge data fra China Nonferrous Metals Processing Industry Association, fra 2016 til 2021, mitt lands aluminiumsfolieproduksjon viste en jevn veksttrend, med en gjennomsnittlig årlig vekstrate på 5.57%. I 2022, landets totale produksjon av aluminiumsfolie vil være 5.13 millioner tonn. Med kontinuerlig utvikling av samfunnet og kontinuerlig utvikling av vitenskap og teknologi, mennesker har høyere krav til materiell liv. Forskning og utvikling av aluminiumsfolie for nye møbler og strømbatterier, spesielt utviklingen av luftfarten, helsevesenet, og plantevernprodukter av aluminiumsfolie, har ytterligere stimulert etterspørselen etter aluminiumsfolie.

Egenskaper til dobbel-null aluminiumsfolie

Den nasjonale standarden (GB/T3880-2006) fastsetter at aluminiumsplater med en tykkelse på mindre enn 0.2 mm kalles aluminiumsfolie. Dobbel null aluminiumsfolie er aluminiumsfolie med en tykkelse mellom 0,001 mm og 0,009 mm. Aluminiumsfolie med to nuller etter desimaltegnet kalles vanligvis dobbel-null aluminiumsfolie.

• (1) Dobbel null aluminiumsfolie har god fuktmotstand. Avstanden mellom metallioner er mindre enn avstanden mellom harpikspolymerkjeder, som kan hindre vanndamp i å trenge inn. Aluminiumsfolie har mye bedre fuktmotstand enn harpiksfilmer av samme tykkelse. Derfor, selv om det er hull i aluminiumsfolien, så lenge diameteren på nålehullet er mindre enn 5 μm, oksygen og vanndamp kan fortsatt ikke passere gjennom aluminiumsfolien jevnt.
• (2) Dobbel null aluminiumsfolie har god varmeisolasjon. Aluminiumsfolie har svært dårlig temperaturstrålingsytelse og sterk refleksjonsevne for sollys. Imidlertid, absorpsjonen og emissiviteten av aluminiumsfolie til strålingsenergi er spesielt liten. Siden emissiviteten til aluminiumsfolie er lik dens absorpsjonsevne, det blir vanligvis sett på som en grå kropp i termiske beregninger.
• (3) Dobbel null aluminiumsfolie er et godt ledermateriale. Aluminium er den nest beste lederen av elektrisitet etter gull, sølv og kobber. Den isovolumetriske ledningsevnen til aluminium er 57% ~ 62% IACS. Dette betyr at når aluminiumsfolien er viklet inn i en spole eller vikling, på grunn av dets økte overflateareal, den faktiske ledningsevnen til aluminiumsfolien kan nå 60% ~ 80% IACS. Derfor, sammenlignet med andre materialer, bruken av aluminiumsfolie for å lage elektrolytiske kondensatorer har en høyere kostnadseffektivitet.

I tillegg, aluminiumsfolie har også visse mekaniske egenskaper som strekkfasthet, forlengelse og rivestyrke. Selvfølgelig, forskjellig aluminium har forskjellige mekaniske egenskaper på grunn av forskjellig tykkelse, kjemisk sammensetning og utvalgte valsemetoder.

Vanlige problemer i produksjonsprosessen av innenlandsk dobbel null aluminiumsfolie

Produksjonen av dobbel null aluminiumsfolie inkluderer hele prosessen fra aluminiumsfolieemne til aluminiumsfoliebehandling. Det er mange produksjonsprosesser og bearbeidingen er vanskelig. Det involverer hovedsakelig flere valseprosesser og varmebehandlingsprosesskoblinger som smelting, kaldrulling, mellomgløding, og folierulling. Det er nettopp på grunn av kompleksiteten i produksjonsprosessen at det er mange faktorer som påvirker kvaliteten på dobbel null aluminiumsfolie. Konfigurasjon av utstyrsmodell, blank kvalitet av aluminiumsfolie, rullerende prosessvalg, driftsspesifikasjoner for personell, osv. vil påvirke produksjonen av dobbel-null aluminiumsfolie.

For tiden, de vanlige problemene i produksjonsprosessen av innenlandsk dobbel-null aluminiumsfolie er hovedsakelig for mange pinholes, dårlig flathet, og olje på overflaten av aluminiumsfolie. Pinhole-problemet er det mest alvorlige problemet i aluminiumsfoliebehandling. Pinholes kan direkte påvirke egenskapene til dobbel null aluminiumsfolie, spesielt fuktmotstanden, varmeisolasjon, lysskjerming og antibakterielle egenskaper til aluminiumsfoliematerialer.

Kvaliteten på aluminiumsfolieemner vil påvirke antall nålehull i aluminiumsfolie. Hvis emnet inneholder flere gassmolekyler og faste urenheter, eller til og med har visse kornujevnhetsdefekter, det vil påvirke antall og størrelse på pinholes i aluminiumsfoliebehandling. Antall nålehull i dobbel aluminiumsfolie produsert av importerte aluminiumsfolieemner er generelt mindre enn 50/m². Antall nålehull i dobbel aluminiumsfolie med best prosesskontroll kan nå ca. 10/m². Tilsvarende, antall nålehull i dobbel aluminiumsfolie produsert av bearbeidingsverkstedet til bedriften ved bruk av innenlandske materialer er så høyt som 80/m². Den kjemiske sammensetningen av aluminiumsfolieemner er hovedsakelig en (FeSiAl) fase, B (FeSiAl) fase, og FeAl-fasen. a (FeSiAl) fase er sfæriske partikler, og det er også en liten mengde stavformede partikler. Fordi a (FeSiAl) fase har store partikler og lav hardhet, det er lett å knuse under deformasjons- og rulleprosessen. Det er en ideell støpemasse. FeAl2O3-fasen er en nållignende forbindelse med stort volum og høy hardhet. Det er ikke lett å bryte under rulleprosessen av aluminiumsfolie, og det er lett å danne sprekkkilder, og danner nålehull. Forbindelsene i fremmede emner er hovedsakelig en(FeSiAl2O3) fase og BFeSiAl2O3 fase, mens forbindelsene i husholdningsblokker hovedsakelig er en(FeSiAl2O3) fase og FeAl2O3 fase. Antall pinholes i dobbel null aluminiumsfolie oppnådd ved å rulle innenlandske råvarer vil være flere, og eksistensen av FeAl2O3-fasen er også en av hovedårsakene.

Kvalitetstesting

Støpe- og valseprosessen av aluminiumsfolie har også stor innflytelse på pinhole-graden, som hovedsakelig manifesteres i konveksiteten til støpe- og rullevalsen, ruheten til rullevalsens overflate, og den rullende oljen. Påvirkningen av presisjon og viskositet på pinhole-graden til dobbel-null aluminiumsfolie. Under støpe- og valseprosessen, størrelsen på rullekonveksiteten vil påvirke antall og posisjonsfordeling av nålehull i aluminiumsfolien. Bare ved å velge riktig rullekonveksitet kan antallet nålehull reduseres bedre. Jo større ruhet på rulleoverflaten, jo flere pinholes er det i aluminiumsfolien etter støping og valsing, og jo lavere er glattheten til aluminiumsfolien. Når rulleruheten er stor, de små fordypningene på overflaten av aluminiumsfolien vil utvide seg, forårsaker pinholes og til og med lett å bryte beltet. Under rulleprosessen av aluminiumsfolie, faste partikler i rulleoljen eller støv i luften vil forårsake defekter i aluminiumsfolien og danne hull. Partikkelinnholdet i den valgte rulleoljen bør ikke overstige 0.1%, og partikkelstørrelsen bør være mindre enn 10 μm, og kontroller også støvet i miljøet under valseprosessen for å unngå å falle på overflaten av aluminiumsfolien og danne nye ytre defekter. Viskositeten til rulleoljen bør ikke være for stor, ellers vil det øke overflateruheten til aluminiumsfolien og produsere nye pinholes.

I tillegg, rullehastigheten og avviklingsspenningen vil også påvirke antall nålehull i aluminiumsfolien. I behandlingen av aluminiumsfolie, det ble funnet at når rullehastigheten er for høy og spenningen er for stor, antall nålehull i aluminiumsfolien vil øke betydelig, og for fort kan til og med føre til at stripen brekker. Imidlertid, hvis rullehastigheten er for lav og spenningen er for liten, aluminiumsfolien vil være rynket og ujevn, og produksjonseffektiviteten til aluminiumsfolien vil også reduseres. Hvis flatheten til dobbel-null aluminiumsfolien ikke er god, spenningen kan ikke legges jevnt til sidebredden til aluminiumsfolien under rulling, spesielt i produksjonsprosessen av brede eller ultrabrede dobbel-null aluminiumsfolier, platedefekter som mellombølger, sidebølger og doble bølger forekommer ofte, som vil forårsake alvorlig brudd på stripen, aluminium folding eller rynking, og til og med føre til at aluminiumsfolierullingen blir ustabil.

3. Analyse av metoder for å redusere antall pinholes og forbedre kvaliteten på dobbel null aluminiumsfolie

Hvordan bedre kontrollere pinhole-problemet med dobbel null aluminiumsfolie og forbedre utbyttet av dobbel null aluminiumsfolie? Denne artikkelen analyserer den faktiske produksjonsprosessen og kan forbedre rullekvaliteten til aluminiumsfolie fra følgende aspekter.

3.1 Kontroller kvaliteten og den kjemiske sammensetningen til aluminiumsfolieemner

I produksjon og prosessering av dobbel null aluminiumsfolie, kvaliteten på aluminiumsemner er den viktigste. Kontrollere hver prosess med produksjon av aluminiumsfolieemne, streng kontroll av den kjemiske sammensetningen av emnene, og å sikre at sammensetningen er ensartet og stabil er nøkkelen til å produsere høykvalitets ultratynn aluminiumsfolie. For tiden, emnene for å produsere dobbel null aluminiumsfolie er hovedsakelig delt inn i to kategorier: 1000 serie og 8000 serie aluminiumslegeringer. Sammenlignet med 1 serie aluminiumslegeringer, 8 serie aluminiumslegeringer har høyere innhold av Mn og Cu. Blant disse to seriene av aluminiumslegeringer, 1235 aluminiumslegering og 8079 aluminiumslegering brukes mest, og 1235 aluminiumslegering er mye brukt i innenlandske bedrifter. Dens kjemiske sammensetning er vist i tabell 1

I 1235 aluminiumslegering, urenhetselementene er hovedsakelig Fe og Si. Når Si-innholdet er konstant og Fe/Si<2, BeSiAl-fasen dannes lett. Etter homogenisering gløding, B (FeSiAl) fase er vanskelig å løse opp i matrisen. Samtidig, fordi B (FeSiAl) fase er en stavformet krystall, det er lett å redusere plastisiteten til aluminiumsfolieemner, som ikke bidrar til neste trinn i prosessering og produksjon. Når Fe/Si>5, det partikulære materialet i aluminiumsfolien (inkludert større flak FeAl,) øker, og de mekaniske egenskapene til aluminiumsfolien reduseres. Ettersom Fe-innholdet øker, bearbeidingsvanskeligheten til emnet øker gradvis, og produksjonseffektiviteten til aluminium vil fortsette å avta. Derfor, ved bruk 1235 legering for å produsere aluminiumsfolieblokker, innholdet av Fe- og Si-elementer og Fe/Si-forholdet kan bestemme innholdet av den andre fase-sammensatte strukturen i aluminiumsfolien, som direkte påvirker kvaliteten på dobbel null aluminiumsfolie. Det er også spormengder av Cu, Av, B, osv. i 1235 aluminiumslegering. Selv om innholdet av disse legeringselementene er svært lavt, de vil også påvirke strukturen og rulleytelsen til aluminiumsfolien. Derfor, det er nødvendig å kontrollere den kjemiske sammensetningen av aluminiumsfolien.

Vi kan ta effektive filtrerings- og rensetiltak for å redusere inneslutninger (A1.0), gass (H), og grove metallforbindelser i emnet. Samtidig, ved å tilsette kornforedlere, kornstrukturen til aluminiumsblokker kan reduseres, kornavstanden kan reduseres, for derved å forbedre de mekaniske egenskapene og bearbeidingsegenskapene til aluminiumsfolieblokker og redusere dannelsen av nålehull i aluminiumsfolie. For tiden, det er to hovedtyper av billets for innenlandske bedrifter for å produsere dobbel-null aluminiumsfolie: den første er å rulle varm aluminiumsvæske direkte inn i støpte ruller, og få tak i aluminiumsfolie etter kaldvalsing og gløding. De vanlig brukte støpevalsede spolene er 7 mm. Den andre er å bruke semi-kontinuerlig støping for å generere aluminiumsblokker, fres først overflaten og varmvals deretter billettene, og til slutt kaldrull dem til aluminiumsfolieblokker. Varmvalsingsmetoden kan produsere emner med jevn organisering og færre defekter, som bidrar til den påfølgende valsebehandlingen av aluminiumsfolie. Fordelen med støpevalsemetoden er at den kan forkorte produksjonsprosessen og redusere massestørrelsen, som egner seg til å rulle tynnere aluminiumsfolie. Et stort antall produksjonsmetoder for aluminiumsfolie har vist at støpte valsede emner er spesielt egnet for valsing av aluminiumsfolieprodukter med dobbel null med en tykkelse på 0.0065 mm, men kravene til overflatekvalitet er høye. Valsing av dobbel-null aluminiumsfolie med en tykkelse på mindre enn 0.006 mm produseres fortsatt hovedsakelig ved varmvalsing.

3.2 Velg riktig rullende produksjonsprosess

Jo tynnere aluminiumsfolien er, jo færre nålehull har den, jo bedre er kvaliteten, og jo høyere prosesseringsutbyttegraden er. Dette er en refleksjon av det tekniske nivået til et land eller en bedrift. For tiden, bare noen få land i verden, slik som Kina, USA, og Tyskland, bruke varmvalsingsteknologi for å produsere 0.0045 mm aluminiumsfolie, og de fleste av mitt lands aluminiumsfolieselskaper kan bare produsere 0.005 mm og over tykk aluminiumsfolie. De siste årene, et bestemt selskap i mitt land har brukt innenlandske aluminiumsfolie til å rulle og produsere høykvalitets dobbel null aluminiumsfolie under 0.0045 mm, redusere produksjonskostnadene.

Kvaliteten på aluminiumsfolie er nøkkelen til å produsere høykvalitets dobbel null aluminiumsfolie, reduserer pinhole rate av aluminiumsfolie, og forbedre avkastningen og kvaliteten på ferdige produkter. Imidlertid, det er mange faktorer som påvirker kvaliteten på dobbel null aluminiumsfolie, og valg av prosesseringsteknologi er også en svært viktig påvirkningsfaktor. For tiden, prosesseringsteknologien til dobbel null aluminiumsfolie fokuserer hovedsakelig på prosessleddene som aluminiumslegeringssammensetningskontroll, aluminiumsmelteavgassing og slaggfjerning, kornforedling og filtrering. Nærmere bestemt, det er hovedsakelig for å kontrollere innholdet av Fe og Si og Fe/Si-forholdet; kontrollere støpehastigheten og rulletemperaturen; velg riktig kornforedler; velg riktig filtreringsutstyr, osv. Disse prosessene er svært viktige for produksjon av høykvalitets dobbel null aluminiumsfolie, som kan sikre at den rullede aluminiumsfolien har god ytelse og stabilitet.

Produksjonsteknologikravene til dobbel null aluminiumsfolie er høye og prosesseringsteknologien er kompleks. En rulleprosess av dobbel null aluminiumsfolie er vist i figuren 1. Som det fremgår av figur 1, i hele produksjonsprosessen, hver lenke som grov rullende, mellomrulling, ferdigrulling, varmebehandling, spalting, og emballasje må være strengt kontrollert.

1235 aluminiumsfolie

3.3 Velg riktig rulleolje

Prosessen med aluminiumsfolieproduksjon er å gjentatte ganger rulle aluminiumslegeringen for å til slutt danne en dobbel null aluminiumsfolie som oppfyller kravene. I ferd med gjentatt rulling, en viktig prosedyre er å rengjøre billetten, og rulleoljen brukes til å rense billetten. Rulleoljen danner en smørefilm mellom aluminiumsfolien og valsen, som reduserer friksjonskoeffisienten til aluminiumsfolien, øker rullekraften, og øker direkte utbyttegraden til dobbelt-null aluminiumsfolien.

Rulleolje er en av de tre hovedelementene i produksjon av dobbel null aluminiumsfolie. Det er en viskøs væske med en viss viskositet. Under rulleprosessen, den rullende oljen er fast adsorbert på overflaten av aluminiumsfolien i form av et lag med oljefilm, som spiller en rolle i å smøre valsen og absorbere støv. Hvis selve rulleoljen har dårlig filtrerende effekt og det er urenheter, friksjonskoeffisienten vil øke, og for mange pinholes vil bli generert på overflaten av aluminiumsfolien under ferdigvalseprosessen. Ved rimelig justering av rullende oljeforhold, kontrollere rullende oljetemperatur, styrking av filtreringstiltakene, og bytte ut filterduken i tide, rullenivået til aluminiumsfolien kan forbedres og utbyttegraden til dobbelt-null aluminiumsfolien kan forbedres.

3.4 Optimaliser varmebehandlingsprosessen

I produksjonsprosessen av dobbel null aluminiumsfolie, varmebehandling er veldig viktig. Varmebehandlingen av aluminiumsfolieemner inkluderer tre trinn: oppvarming, varmekonservering og kjøling. Gjennom homogeniseringsgløding, mellomgløding og ferdiggløding, plastisiteten til aluminiumsfolieemner kan gjenopprettes og indre stress kan elimineres. Ulike varmebehandlingsprosesser har forskjellige funksjoner. I aluminiumsvalseprosessen, varmebehandlingsprosessen bør velges nøye og optimaliseres.

I den ultratynne doble null aluminiumsfolieemner produsert ved kontinuerlig støping og valsing, en rekke ikke-likevektsfaser vil vises inne i blankene. Beløpet er ikke stort, men det har stor innvirkning på de mekaniske egenskapene og bearbeidingsegenskapene til emnene. Homogeniseringsgløding av aluminiumsfolieemner ved 470 ~ 600 ℃ og varmekonserveringstid på 6 ~ 12 timer kan forbedre prosessytelsen til aluminiumsfolie, øke diffusjonskapasiteten, redusere deformasjonsenergilagring, og redusere dislokasjonstettheten. Utglødning kan også fremme utfelling av skadelige grunnstoffer Si og Fe i aluminiumslegeringer.

Etter skikkelig homogenisering gløding, kornstørrelsen og andre fase av aluminiumsfolieemner blir mindre og fordelingen blir jevn, som er egnet for neste rulleoperasjon. I homogeniseringsglødingsprosessen, velge riktig oppvarmingshastighet, oppvarmingstemperatur, og holdetid kan gjøre aluminium billettstrukturen mer enhetlig, den andre fasen er mindre, og den doble null aluminiumsfolien produsert til slutt har et lite gjennomsnittlig antall pinholes og en høy ytelsesrate.

Mellomgløding er en delvis rekrystalliseringsglødingsprosess som brukes til å forbedre ytelsen til doble null aluminiumsfolier etter kaldvalsedeformasjon. Etter at det støpte emnet gjennomgår flere kaldvalseprosesser, det indre metallgitteret deformeres og kornene blir lengre, som alvorlig påvirker rullingen av emnet. Under den mellomliggende glødeprosessen, ettersom glødetemperaturen øker og tiden forlenges, kornstørrelsen på aluminiumsfolien øker gradvis og den andre fasen blir gradvis finere. Mellomglødingstemperaturen er 320 ~ 400 ℃, og holdetiden er 4~12t.

Den siste glødingen etter at aluminiumsfolien er rullet til den ferdige tykkelsen kalles sluttproduktglødingen. Utglødningstemperaturen for det ferdige produktet er 180 ~ 260 ℃, og holdetiden er 4~18 timer. De valsede spolene bør deles og glødes så snart som mulig, og utglødningstemperaturen til det ferdige produktet bør ikke være for høy, for å fjerne rullende olje som er igjen på overflaten av aluminiumsfolien og sikre de mekaniske egenskapene til aluminiumsfolien. De fleste innenlandske selskaper bruker ofte to utglødningsprosesser: lavtemperaturavfetting etterfulgt av varmegløding og konstant temperatur langtidsgløding for å oppnå effekten av avfetting og forbedre mekaniske egenskaper.

3.5 Kontroller produksjonsmiljøet og relativ fuktighet

Fuktighet påvirker også antall pinholes i ultratynne aluminiumsfoliebehandling. Jo høyere relativ luftfuktighet, jo flere pinholes det er i aluminiumsfolien. Det vil også føre til at aluminiumsfolien med dobbel null går i stykker og øker skraphastigheten. Tar 1235 aluminiumslegering som et eksempel, når temperaturen er konstant, jo høyere relativ fuktighet under rulling, jo større partialtrykk for hydrogen, jo høyere hydrogeninnhold i returmaterialet, jo mer sannsynlig er det å produsere porer inne i emnet, og antall pinholes i dobbel-null aluminium øker. I faktisk produksjon, det er funnet at når hydrogeninnholdet i aluminium returmaterialet er høyere enn 0.12 ml/100 gAI, yield rate av dobbel-null aluminiumsfolie vil være lav. Antall pinholes øker. Dessuten, under samme produksjonsbetingelser, avlingsgraden og kvaliteten på dobbel null aluminiumsfolie produsert i den tørre høstperioden er generelt bedre enn de som produseres i regntiden.. Den passende fuktigheten for normal produksjon av dobbel-null aluminiumsfolie kontrolleres best nedenfor 55%.

Tykkelsen på dobbel-null aluminiumsfolien som for tiden produseres er stort sett rundt 0.006 mm, mens den gjennomsnittlige diameteren av støv i luften er i utgangspunktet mellom 0.0001 og 0.01 mm, og partikkelstørrelsen til PM10 suspenderte partikler i luften er 0.01 mm. Eventuelle partikler større enn 0.006 mm vil gi hull i aluminiumsfolien. Derfor, det er nødvendig å ta hensyn til miljøhygienen til produksjonsverkstedet, vær oppmerksom på å redusere støvet i verkstedet, og unngå at støvpartikler i miljøet faller ned på valsene og billettene. Passende støvfjerningstiltak som montering av støvtette tak eller bruk av hårføner kan iverksettes. Hvis forholdene tillater det, et støvfritt operasjonsrom kan settes opp for dobbel null aluminiumsfolierulleproduksjon for å sikre kvaliteten på aluminiumsfolien. Samtidig, det er også nødvendig å unngå ikke-rullende tap som slitasje og riper under transport og stabling.

Konklusjon

Produksjonen av dobbel null aluminiumsfolie involverer flere prosesser som smelting, grov rulling, mellomrulling, ferdigrulling, varmrulling, kaldrulling, gløding, rengjøring, og skjæring. For å forbedre kvaliteten på dobbel null aluminiumsfolieprodukter, det er nødvendig å strengt kontrollere hver produksjonsledd. Ikke bare bør det brukes høykvalitets aluminiumsfolie, teknologi for aluminiumsbehandling bør forbedres, og egnet støpe- og valseutstyr bør velges, men også prosessen bør optimaliseres i kombinasjon med problemene som oppstår i selve produksjonen av bedriften, for å i stor grad forbedre utbyttet og produksjonskvaliteten til doble null aluminiumsfolieprodukter.