铝箔轧制与润滑技术.pptx

铝箔轧制与润滑技术樊玉庆,目录,一、前言,三、铝箔轧制润滑,四、轧制油的润滑,五、轧制油的过滤,六、铝箔轧制新技术,二、铝箔轧制技术,一、前言,铝箔轧制的特点在于其无辊缝轧制，无辊缝轧制决定了润滑在轧制过程中的特殊作用—取代轧制力成为铝箔变形减薄的主要变量 合适的油膜强度、油膜厚度与合适的轧辊粗糙度配合形成需要的轧制速度和压下率以及特定的产品亮度就是铝箔轧制润滑的核心内容如果需退火除油的铝箔再考虑其退火特性，在取得合适性能的同时轧制油以合适的速度挥发且不易产生油斑如果是不退火的铝箔要考虑尽量高的达因值宜于后工序的复合二、铝箔轧制技术（大纲）,2.1铝箔轧制工艺及特点典型铝箔轧制工艺铝箔轧制道次加工率的确定速度的确定速度效应2.2 铝箔轧制的基本原理压下量、轧制速度与油膜强度、辊面粗糙度的关系表面反光率变形区内油膜厚度的变化,二、铝箔轧制技术,2.1铝箔轧制工艺及特点典型铝箔轧制工艺 目前铝箔的轧制工艺技术已经相当的完善，以下的是0.006mm铝箔的轧制工艺表： 表1 典型的0.006mm铝箔压下工艺 现代化的铝箔轧制工艺的特点基本可以描述为：大压下量，高速度。

铝箔轧制道次加工率的确定： 铝箔生产道次加工率的确定，主要考虑极限压下量、速度和板形，通常情况总是先确定压下量二、铝箔轧制技术,2.1铝箔轧制工艺及特点速度的确定： 速度的选择应首先保证产品的质量提高速度一方面可以提高产量，增加效率，另一方面增大风险，降低成材率所以速度的确定必须根据实际情况而定 铝卷出口料温随速度的增加而增加，见图1所示，增加轧速带来辊缝、辊温、料温的增加当料温达到90℃高于轧制油闪点时发生火灾的机会急聚增加高速轧制应采取冷卷轧制，这就必须依赖于稳定可靠的轧制质量，否则很易出现大量废品另外，速度提高伴随有铝箔的表面质量会变差、离线板形与板形差距加大所以高速度必须以准确的工艺、稳定的毛坯、熟练的操作技能为前提图1 出口料温与入口料温的差值随速度变化曲线,二、铝箔轧制技术,2.1铝箔轧制工艺及特点速度效应： 铝箔轧制有一个很明显的特征，就是随着轧制速度的增加厚度减薄，也就是常讲的速度效应典型的速度效应曲线见图2，对速度效应的解释主要是轧制区润滑条件的改善，速度增加引起的轧辊温度增加会引起轧辊热凸度的增加，见表2所示。

图2 速度效应曲线,表2 轧速与热凸度的关系,二、铝箔轧制技术,2.2 铝箔轧制的基本原理压下量、轧制速度与油膜强度、辊面粗糙度的关系 大压下量要求有高的油膜强度（PB/ Kg），通常铝箔粗轧不低于32，精轧不低于31高速度必须对应低黏度，通常不高于2.2（40℃ / Cst）高的粗糙度有利于润滑，但会影响表面质量，逐步有下降的趋势高速轧制时，由于温度高，油膜又厚，轧辊与铝箔完全隔开，粗糙表面得不到压碾，且当油膜压力较高时，柔软的铝箔表面就很容易形成油窝或横向沟槽所以在进行高速轧制时，一定要控制好润滑剂的黏度，以保证轧制润滑状态，改善轧后产品表面质量图3、图4是轧制速度与油膜厚度、箔面粗糙度的对应关系图3,图4,二、铝箔轧制技术,2.2 铝箔轧制的基本原理压下量、轧制速度与油膜强度、辊面粗糙度的关系 轧后铝板表面的粗糙度随压下率的增加有类似抛物线形变化，每种轧制油黏度曲线上都存在一个粗糙度最小点，它对应的压下率称为最佳压下率，此时轧件表面质量最好还可以看出，轧制油黏度小的，最佳压下率也低，具体见下图图3 铝材轧制工艺与润滑剂是密不可分的，要想达到更理想的轧制润滑效果，必须综合考虑两个方面：①在根据产品选择工艺的时候，不要忽略轧制润滑剂的选择；②在选择润滑剂时，更要与产品、工艺密切结合，这样才能更好地将科技与生产力相结合，实现更大的收益。

图5 压下率对轧后轧件表面粗糙度的影响,二、铝箔轧制技术,2.2 铝箔轧制的基本原理表面反光率 铝箔表面的反光率是轧辊表面状态的反映，反光率差和铝箔表面反光率比（光横着轧制方向的反光率和光顺着轧制方向的反光率之比）与轧制的润滑条件密切相关以0. 015 mm双合轧制的铝箔为例：表3 　在铝箔的同一表面上光入射方向不同的反光率差别 铝箔的反光率与轧辊表面的粗糙度密切相关 ,轧辊的粗糙度越大 ,所轧出的铝箔表面的反光率越低 ,但反光率比越小，见图6但是,当轧辊的粗糙度相同时 ,所轧出的铝箔表面的反光率却不同，这与轧辊的表面状态有关图6 轧辊表面粗糙度与铝箔表面反光率的关系,二、铝箔轧制技术,2.2 铝箔轧制的基本原理表面反光率 在一个轧制道次中 ,铝箔表面的反光率与轧制速度的关系见图7 铝箔反光率差反映了两根轧辊表面状态的差别 ,也反映了轧辊磨削技术水平的高低 ,轧辊表面状态差别越小越好当一对轧辊轧过一定数量的铝箔之后 ,铝箔的表面特性也有所变化在轧制0. 13 mm →0. 06 mm道次时 ,使用粗糙度为 Ra 0. 28μm的轧辊 ,轧过112 t铝箔，铝箔上、下表面的反光性能的变化见表3。

表3　新旧轧辊对铝箔表面反光率的影响,图7 铝箔表面反光率与轧制速度的关系,二、铝箔轧制技术,2.2 铝箔轧制的基本原理变形区内油膜厚度的变化 轧制润滑区域分为入口区，塑变区和出口区在变形区入口，轧辊和轧件表面形成楔形缝隙，润滑剂填充其间，结果建立具有一定承载能力的所谓油楔根据流体动力学基本原理，当固体表面运动时，与其连接的液体层被带动以相同的速度运动，即固体和液体接触层之间不产生滑动因此，旋转的轧辊表面和轧制带钢表面应使润滑剂增压进入楔形的“前区”缝隙内越接近楔顶越接近变形区入口平面，润滑楔内产生的压力也越大此压力能够平衡外部载荷假如在润滑楔顶的压力达到塑性变形压力，则一定厚度的润滑层将进入变形区因此，在前区内形成了特殊形式的流体动力泵，使润滑剂增压进入变形区 通过对润滑油膜厚度的推导和分析，可以看润滑油膜厚度在入口区，塑变区和出口区是变化的，由于入口区和出口区相对于塑变区很小，因此只以塑变区来说明油膜厚度变化规律 具体见右图图8图8 油膜厚度变化示意图,三、铝箔轧制润滑（大纲）,3.1铝箔轧制基础油基础油再生油基础新油与再生油的区别3.2轧制油的脱脂性和退火油斑的倾向研究3.3轧制油添加剂3.4 轧制油与铝箔表面铝粉的关系的研究,三、铝箔轧制润滑,3.1 铝箔轧制基础油基础油 铝箔轧制基础油，是指没有加入添加剂之前的轧制油。

基础油是以煤油主，一般选用碳链在12-16的烷烃类根据正构烷烃的含量，环烷烃的含量不同分成不同的类型又根据有害物质硫，磷，芳烃的含量不同，分成高档油、普通油也有采用单组分如碳12，碳14，碳16等类型的表4列出了几种轧制基础油的碳链分布情况表4 油膜厚度变化示意图,三、铝箔轧制润滑,3.1 铝箔轧制基础油再生油 铝轧制油的基础油是由石油加工而成，随着经济的发展，石油资源日趋紧张，因此进行废轧制油再生循环利用具有重要意义再生轧制油的理化性能和摩擦学性能都可达到铝轧制的要求[]，而且再生轧制油中的大分子组分比轧制油中的大分子组分少，但再生轧制油的氧化安定性较差，添加抗氧剂后再生轧制油的氧化安定性可以满足铝轧制油的要求，使再生轧制油可在保证铝产品质量的情况下循环使用三、铝箔轧制润滑,3.1 铝箔轧制基础油基础新油与再生油的区别 新轧制油和再生轧制油的热重－差热分析（ＴＧ－ＤＳＣ）曲线见图9和图10由图9和图10可以看出：再生轧制油和新轧制油的ＴＧ曲线斜率都很大，且新轧制油的斜率更大，表明新轧制油的退火清洁性能比再生轧制油好再生轧制油的ＤＳＣ曲线大部分在０以上，通过计算，放热面积达９２．６３％，说明再生轧制油在实验过程中一直处于氧化放热状态，而新轧制油的ＤＳＣ曲线在０以上部分只有１４．１％，大部分是挥发吸热状态，说明再生轧制油的氧化安定性较差。

图9 新轧制油的ＴＧ－ＤＳＣ曲线,图10 再生轧制油的ＴＧ－ＤＳＣ曲线,三、铝箔轧制润滑,3.1 铝箔轧制基础油基础新油与再生油的区别 ＴＧ－ＤＳＣ的曲线解析见表5从表5可以看出，再生轧制油的挥发结束温度为２００.７０℃，失重率达９９．１％；新轧制油的挥发结束温度为１６５．２７℃，失重率达９８．８８％，说明新轧制油的退火性能优于再生轧制油表5 ＴＧ－ＤＳＣ曲线解析,三、铝箔轧制润滑,3.1 铝箔轧制基础油基础新油与再生油的区别 再生轧制油、现用轧制油和新轧制油的摩擦学性能实验数据见表6,由表6可以看出，再生轧制油、现用轧制油、新轧制油的ＰＢ值和磨斑直径十分接近，其差值都在试验方法规定的误差范围以内，说明再生轧制油的极压抗磨性能已达到新轧制油的水平，可以在铝轧制过程中使用表6 油品的摩擦学性能,三、铝箔轧制润滑,3.1 铝箔轧制基础油基础新油与再生油的区别 表7中再生轧制油的酸值和黏度在氧化前后变化较大，新轧制油的酸值和黏度在氧化前后变化很小，说明再生轧制油的氧化安定性较差从表５还可以看出，添加抗氧剂后再生轧制油的氧化前后酸值和黏度的变化量都有明显的减小，说明添加抗氧剂后再生轧制油的氧化安定性提高，可以满足铝轧制油的要求。

表7 氧化安定性测试结果,三、铝箔轧制润滑,3.2轧制油的脱脂性和退火油斑的倾向研究 铝及其合金板带箔生产中所用的轧制润滑油, 均有产生退火油斑的倾向，产生油斑，必须要满足一定的条件，有一个上限温度和下限温度以及一个严重温度, 这可用图11 的曲线来表示, 这是一个定性曲线, 称之为油斑曲线, 或油斑形成倾向曲线, 或谱线，见图11 描述油斑产生倾向性最少需要四个参量, 即油斑产生最低温度T0、油斑产生最高温度Tm 、油斑产生最严重温度TH和油斑最严重程度WH 若仅取TH这一温度来对比这两种油品油斑产生倾向性, 必然会得出2号油产生油斑倾向轻的错误结论 另外油斑的产生，还与油品的馏程有关轧制油的馏出曲线示于图12，它也有四个描述参量: 初馏点T初、终馏点T终、最快馏出温度T最、最快馏出速度a最图11 油斑曲线,图12 油馏出曲线,三、铝箔轧制润滑,3.2轧制油的脱脂性和退火油斑的倾向研究 图12中，曲线1和2虽然1号油和2号油两种油品的初馏点、终馏点彼此相近,但实际上组成却相差很大因此，评价油的脱脂性仅用馏程范围是不全面的根据油斑曲线和油馏出曲线的相对位置可判断轧制能否在退火处理中形成油斑图13的(a)(b)分别代表了两种油品的馏出曲线与油斑曲线的相互关系由图13可以看出，一般情况下，油斑的形成温度都在工艺温度范围之内, 这就是轧制油都有油斑倾向性的原因。

a）--窄馏程油，--镏出速度曲线（b）——高粘度油 油斑粘度曲线,图13 馏出曲线与油斑曲线的类型比较,三、铝箔轧制润滑,3.2轧制油的脱脂性和退火油斑的倾向研究 图13(a)所示的类型相当于窄馏程、易挥发的油作为轧制油的情况，对于这种油，可以采取低温优先将油挥发然后再升高到退火要求温度来避免油斑的发生实际上以煤油作为轧制油的情况就属于这一类型,这种油的馏程在210~260℃左右，而油斑的下限温度在240℃以上 图13(b)所示类型相当于高粘度油的情况，该场合下，馏程几乎与油斑曲线处于相同范围，不可能使油大量挥发掉，亦即用的方法无法避免此类油斑，唯一的途径只能是进行清洗或别的方法将表面油量限制在一定量以下以上分析表明，若要评价油的脱脂性和油斑倾向性，必须全面考查馏出曲线、油斑曲线以及它们之间的相互关系。