雙零鋁箔針孔產生原因及控制方法

　　隨著鋁箔應用領域及需求量不斷增加，國內鋁箔工業不斷發展，尤其是軟包裝用鋁箔產業發展迅速。除了電解電容器中使用高質量的雙零鋁箔外，在包裝用鋁箔中，90%以上為雙零鋁箔。

　　鋁箔的針孔數目與鋁箔的厚度有關，隨著鋁箔厚度的減薄，其針孔數迅速增加，當其厚度在0.02mm以上時，鋁箔可以達到完全無針孔。針孔是鋁箔的主要缺陷之一，是所有缺陷中影響最為嚴重的缺陷，也正是有針孔的存在，使得鋁箔的氧氣透過率和水蒸氣透過率不為零。鋁箔針孔的大小和數量對鋁箔及其復合材料的防潮性、阻氣性和遮光性有著決定性的影響。

　　1鋁箔坯料對針孔度的影響

　　鋁箔坯料狀況直接影響軋制產品的質量和成品率的高低。隨著鋁箔厚度的減小，隱藏在坯料內部的各種缺陷，如夾雜、氣泡、外來雜質、粗大第2相粒子等都將逐步暴露出來，對鋁箔軋制和產品質量產生不良影響，如形成穿孔或裂縫，嚴重時將使鋁箔斷帶。統計資料表明，鋁箔中的針孔數隨夾雜量、化合物尺寸的增加而增加，并且隨鋁箔厚度的減薄而呈指數函數增加。存在于坯料表面的各種缺陷，如擦傷、起皮、水斑、灰污等，也將以拉長的形式繼續存在于鋁箔表面，當壓下量達到一定程度時，會使鋁箔穿孔或斷裂。

　　1.1鋁箔坯料的化學成分對鋁箔針孔數的影響

　　鋁箔中的化合物相主要有α（FeSiAl）相、β（FeSiAl）相和FeAl3相。α（FeSiAl）相是比較理想的鑄態化合物，這種相以骨骼狀和圓顆粒狀為主，容易在變形過程中被破碎，而且較容易在均勻化過程中溶解到基體；FeAl3相為針片狀化合物，在鋁箔軋制過程中，這種粗大化合物相形成裂紋源，擴展形成針孔。進口坯料的化合物以α（FeSiAl）相和β（FeSiAl）相為主，而國產鋁箔毛料中的化合物則以α（FeSiAl）相和FeAl3相為主，這也就造成國產雙零箔針孔數高出國外的原因。要控制最佳晶粒度，得到組織均勻、晶粒細小的坯料，生產中可使用適量的Al-Ti-B晶粒細化劑細化晶粒。鋁箔??料中的化合物尺寸應控制在0.001~0.005mm之間，過大容易形成裂紋源，裂紋擴展形成針孔，過小將使加工硬化率加大。

　　1.2坯料冶金質量對鋁箔針孔數的影響

　　鋁箔坯料的冶金質量主要指它的鑄軋質量，鑄軋質量的好壞主要取決于兩個方面：一是鑄軋時卷入異物如粉塵、大顆粒物質，在軋制過程中都會導致針孔產生；二是鑄軋時有夾雜、氣泡及氧化膜。隨著軋制厚度的減薄，氣泡壓破成為針孔，夾雜和氧化膜等會從很薄的鋁箔表面上脫落形成針孔。因此，必須對鋁熔體進行凈化處理，加強過濾、除氣、扒渣。

　　2鋁箔生產工藝對針孔度的影響

　　冷軋工藝的合理性對鋁箔針孔數的多少有直接的影響。例如：軋輥的凸度、表面粗糙度，軋制油的過濾精度，軋制速度和后張力控制，退火工藝等都是影響鋁箔針孔數的主要原因。

　　2.1軋輥的凸度、表面粗糙度對鋁箔針孔的影響

　　輥形凸度較大或較小時會在箔材橫向兩端或中間出現針孔，故應選擇合適的軋輥凸度，以降低針孔出現的幾率。軋輥表面太粗糙，軋制速度較快，易造成斷帶，而且針孔多，鋁箔表面光潔度低；軋輥表面粗糙度小，則軋制速度慢，影響生產率的提高，增加成本。為保證鋁箔生產的穩定性和產品質量，降低針孔數，在生產中規定：中軋棍表面粗糙度為0.05~0.1μm，精軋輥表面粗糙度控制在0.02~0.03μm，且盡量使整個軋輥輥面的粗糙度均勻一致。

　　2.2鋁箔軋制油對針孔度的影響

　　軋制油在鋁箔生產中起到承載、洗滌、冷卻和潤滑作用。軋制油中粒子的尺寸大于10μm時形成鋁箔針孔的主要原因。去除這些顆粒的主要手段就是過濾，要合理調整軋制油配比，從而保證軋制油的過濾精度，且粘度不能過大，過大會使鋁箔表面粗糙度增加，易產生針孔；過濾時，避免發生污油倒流，軋制時若軋制油量不足，造成落入箔面的外來顆粒清洗不掉，且起不到潤滑作用，使箔面產生針孔；要定期更換過濾布，以免濾餅中雜質進入凈油箱污染凈油，造成雙零鋁箔針孔數增加或產生白條；軋制過程中要控制油溫不能過高，以免軋制油變稀而潤滑不良，使軋制負荷迅速增加，軋制速度提高，軋機甩油嚴重，粘鋁現象增加，造成針孔等缺陷。

　　2.3軋制速度和后張力控制對針孔度的影響

　　生產鋁箔時，軋制速度和后張力（即開卷張力）的控制應結合軋輥表面粗糙度和軋制油的性能進行調整。特別是在軋制成品的前一道次和成品道次，軋制速度和開卷張力的控制是否合適對針孔影響最大。軋制速度太快或后張力過大時，雙零鋁箔針孔數明顯增多，嚴重時造成斷帶。軋制速度太慢或后張力太小時，不僅影響生產率，而且使鋁箔出現皺褶、開縫等。

　　2.4熱處理工藝對針孔度的影響

　　熱處理中控制粗大化合物相顆粒的尺寸和數量可有效降低針孔率、提高塑性加工性能和鋁箔產品質量。熱處理工藝與化學成分和合金相的控制密切相關，對合金相的控制一方面應盡可能使Fe、Si元素從鋁基體中析出，以第二相化合物的形式存在于鋁基體中；另一方面還應通過適當的合金設計和工藝優化，控制第2項的種類、形狀、大小、分布和數量。雙零鋁箔生產涉及了從熔鑄、冷軋、中間退火、箔軋等多個軋制工藝和熱處理工藝環節；前環節的組織特征必將遺傳和影響到后環節，各工藝之間是相互影響和制約的，孤立研究和設計各工藝參數或只考慮其中一個“主要”環節都是片面、不充分的。因此要綜合考慮鋁箔生產的熱處理和加工變形過程的組織變化和規律，制定合理且經濟的優化工藝制度。

　　結束語

　　本文比較全面的簡述了雙零鋁箔生產過程中針孔度的控制問題，適當的硼化劑作為晶粒細化劑，有利于控制針孔，軋制油中粒子的尺寸大于10μm時是形成鋁箔針孔的主要原因；退火工藝有利于減少最終產品鋁箔的針孔數量。通過對上述幾方面的控制，有效地控制雙零鋁箔的針孔數，提高了超薄鋁箔的質量解決了企業問題，提高了經濟效益。