全 文 ：　　收稿日期:2005-12-11
　　作者简介:曹永国(1979-),男 ,安徽东至人 ,助理工程师 。
铝箔轧制过程中的麻皮缺陷
曹永国
(渤海铝业有限公司 ,河北 秦皇岛 066003)
摘要:对铝箔轧制过程中麻皮缺陷的特征分析 , 认为麻皮缺陷产生的根本原因是油膜破裂所致。 采取减小压下率 、
调整轧制油添加剂的含量 、控制来料厚度偏差和调整轧辊表面状态等措施 ,可减少或消除麻皮缺陷的产生。
关键词:麻皮;轧制油;油膜
中图分类号:TG339　　文献标识码:A　　文章编号:1007-7235(2006)06-0019-03
Analysis of herringbone marks defect during aluminum foil rolling
CAO Yong-guo
(Bohai Aluminum Co., Ltd., Qinhuangdao 066003 , China)
Abstract:Through analyzing the characteristic of herringbone marks , the paper thinks the fundamental reason that cause herring-
bone marks is a breakdown of the oil film.The production of herringbone marks can be prevented by reducing the percentage of re-
duction , adjusting additive content of the rolling oil , controlling the input metal temperature and using proper work rolls etc.
Key words:herringbone marks;rolling oil;oil film
　　在铝箔轧制过程中 ,由于各种原因的影响 ,在铝
箔的表面有时会出现麻皮缺陷 ,对铝箔的成品率造
成很大的影响。通过对生产过程中铝箔麻皮缺陷的
多次调查分析 ,明确了铝箔麻皮缺陷产生的原因 ,提
出了预防措施。
1　铝箔麻皮缺陷的特征
铝箔表面局部出现的规则的松树枝状斜纹称之
为麻皮(如图 1)。麻皮缺陷的外观看上去为明暗相
间的松树枝状斜纹 ,也有人描述为鱼骨状或人字形
斜纹 。这种缺陷与轧制方向成一定角度 ,在箔材边
部出现的几率较大 ,但有时也出现在箔材的中部。
2　铝箔麻皮缺陷产生的原因
铝箔在轧制过程中 ,在变形区入口 ,轧辊和带材
表面形成楔形缝隙 ,在轧辊的旋转 、轧辊的粗糙度和
轧制油的黏度等因素共同作用下 ,轧制油进入变形
图 1　铝箔表面的麻皮缺陷
区 ,建立了具有一定承载能力的油楔(如图 2),正常
情况下 ,形成边界摩擦与流体摩擦混合的摩擦状态 。
由于各种因素的影响 ,油膜在局部出现破裂形成断
断续续的油膜 ,变形区中的摩擦状态变为干摩擦与
流体摩擦交替出现。在干摩擦处 ,轧辊与铝箔表面
直接接触 ,轧辊对铝箔的抛光作用显现出来 ,铝箔表
面粗糙度相对较小 ,形成明亮条纹;在流体摩擦处 ,
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DOI :10.13979/j.1007-7235.2006.06.009
轧辊与铝箔表面存在正常油膜 ,铝箔表面粗糙度相
对较大 ,形成暗条纹。加上箔材在整个宽度上的纵
向延伸不均匀 ,造成条纹与轧制方向成一定的角度 ,
最终使铝箔表面出现明暗交替的斜纹 ,即形成铝箔
的麻皮缺陷。
图 2　润滑膜形成说明图
3　麻皮缺陷的影响因素和预防措施
导致麻皮缺陷出现的主要原因是油膜破裂 ,所
以影响油膜特性的因素都有可能使箔材表面出现
麻皮 。
3.1　轧制工艺
3.1.1　压下率
由变形区入口平面 c油膜厚度ξ0 计算公式:
ξ0 =3η(vr +v0)α(κ-σ0)
式中:η 轧制油黏度;vr 轧辊线速度;v 0 轧件
入口速度;α 接触角;κ 平面变形抗力;σ0 带
材后张力 。
从上式可看出 ,压下率越大 ,接触角 α增大 , ξ0
会减小 ,而变形区的油膜平均厚度即为变形区入口
平面的油膜厚度 ξ0 [ 1] ,也就是说变形区的油膜平均
厚度减小了 ,导致油膜的承载能力也随之降低。另
外 ,压下率增大 ,轧制力也会相对增大 。在这种情况
下 ,油膜极易破裂 ,出现断断续续的油膜 ,导致麻皮
出现 。
合理安排压下率的大小可减少铝箔麻皮缺陷的
产生 。压下率的安排既要充分利用金属的塑性 ,提
高轧机的效率 ,又要保证轧制的顺利进行。在一次
麻皮缺陷调查中 ,在轧制 2×0.025 mm ※2×0.0115
mm道次时 ,中间停机检查 ,发现有边部麻皮。后半
卷及时将压下率减小 ,改为 2×0.025 mm※2×0.012
mm后 ,便避免了麻皮。
3.1.2　轧制速度
在低速轧制条件下 ,随着轧制速度的增加油膜
厚度也增加 ,同时油膜的强度也提高。但在高速轧
制条件下 ,轧制速度的提高并不会无限制的增加油
膜厚度 ,反而使温度效应显著 ,使得在变形区油温较
高 ,黏度降低 ,油膜强度减小而易破裂 , 导致麻皮
产生 。
在轧制过程中应合理控制轧制速度。如生产任
务较重 ,需要提高轧制速度 ,应严格控制轧制油的油
温 ,同时相应调整添加剂的含量 ,保证形成正常油
膜 ,使轧制顺利进行 。
3.2　轧制油
轧制油黏度过小时 ,进入轧制变形区的油量会
减少 ,使得油膜厚度减小 ,在大负荷压力作用下 ,油
膜极易断裂 ,在轧辊与箔材之间形成断断续续的油
膜 ,造成局部干摩擦状态与流体润滑状态交替出现 ,
从而产生麻皮缺陷 。
轧制油黏度的大小既要保证形成一定承载能力
的油膜 ,又要保证在退火之后 ,铝箔表面不残留油
粘。而铝箔轧制油是低碳链基础油 ,其黏度和强度
在一定范围内需要加添加剂来加以调节 ,根据不同
的情况 ,每个厂家都有自己的控制标准。所以 ,在轧
制过程中 ,添加剂含量的控制是至关重要的。如果
出现麻皮 ,可检查是不是油温过高 ,如果是 ,可适当
降低油温 ,来提高轧制油的黏度和强度 ,避免麻皮出
现。如果在正常工艺条件下出现麻皮现象 ,可查看
轧制油添加剂含量是否出现异常 ,根据不同添加剂
对轧制油的不同作用 ,合理控制其含量的大小 。有
时由于油的老化 ,其酸值急剧增加 ,油膜的强度减
小 ,也易出现麻皮 ,这就需要换油。
3.3　来料
3.3.1　来料温度
来料温度高 ,会破坏轧机原本的热平衡状态 ,使
轧制变形区油温升高 ,轧制油黏度减小 ,使油膜强度
降低而易破裂 ,使箔材表面出现麻皮。
3.3.2　来料厚度正偏差
来料厚度正偏差较大 ,也就增加了本道次的轧
制压下量 ,所以其导致麻皮缺陷出现的机制与压下
率较大形成麻皮的机制是一样的。一般情况下 ,现
代化轧机采用AGC 系统控制厚度 ,来料厚差大导致
麻皮缺陷的几率很小。但是在料的头尾 ,此种麻皮
出现的几率较大 ,所以在起车后 ,操作手应尽快调整
好轧制参数 ,使带材进入稳定轧制状态 ,从而减少头
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尾厚差 ,使麻皮缺陷出现几率减小 。
3.4　轧辊表面状态
3.4.1　轧辊粗糙度
轧辊粗糙度的大小直接影响带入变形区的油膜
厚度 。轧辊粗糙度过小 ,进入变形区的油膜厚度变
薄 ,油膜承载能力减小而易破裂 ,使带材出现麻皮 。
另外 ,如果本道次和上道次使用的轧辊表面粗糙度
相差较大时 ,油膜也容易破裂[ 2] ,造成麻皮出现 。
针对不同道次应采取相应粗糙度的轧辊 ,既要
保证产品满足顾客的要求 ,又要保证轧制顺利进行 。
如果顾客对成品光亮度要求较高 ,在轧制中间道次
时 ,轧辊粗糙度要逐渐减小 ,避免因为本道次和上道
次使用的轧辊表面粗糙度相差大 ,而出现麻皮缺陷 。
3.4.2　工作辊的通过量
当轧辊通过量较大时 ,轧辊表面微凸起部分的
尖峰高度会减小 ,从而带入变形区的油膜厚度也会
变小 ,在大轧制力的作用下 ,轧制油也易破裂 ,导致
麻皮出现 。所以 ,在轧制时应加强对出口料进行检
查 ,如果在轧制通过量较大的情况下发现麻皮 ,就及
时换辊以消除麻皮缺陷 。
4　结　论
铝箔表面出现麻皮缺陷的主要原因是油膜破裂
所致 。通过减小压下率 、调整轧制油的添加剂含量 、
控制来料温度和用适当的轧辊轧制等措施 ,可减少
或消除麻皮缺陷的产生 。
参 考 文 献:
[ 1] 　温景林.金属材料成形摩擦学[M] .沈阳:东北大学出版社 ,2000.
[ 2] 　项志量.铝箔表面振痕的产生和防止[ J] .轻合金加工技术 ,2003(5):27-28.
(上接第 18页)
参 考 文 献:
[ 1] 　邢书明 ,张励忠 ,张国华.白口铸铁磨球半固态挤压铸造工艺参数设计[ J] .铸造 ,2002 ,51(7):431-433.
[ 2] 　ULRICH Jerichow ,TAYLAN Altan ,PETER R Sahm.Semisolid metal forming of aluminum alloys the effectof pro-
cess variables upon material flow , cavity fill and mechanical properties[ J] .Die Casting Engnieer ,1998 ,42(1):76-
84.
[ 3] 　VOCTORIE Co , EDWARD J ,Vinarcik.Understanding contaminant veins in squeeze casting and semi-solid metal-
working Processes[ J] .特种铸造及有色合金(压铸专刊),2003:230-234.
[ 4] 　洪慎章 ,曾振鹏.铝合金零件半固态模锻的应用及发展[ J] .锻压技术 ,2004(4):5-7.
[ 5] 　FLEMINGS M C.Behavior of metal alloys in the semi-solid state[ J] .Metall.Trans ,1991 22B:269-293.
[ 6] 　TSENG A A ,HORSKY J ,RAUDENSKYM.Deformation behavior of steels in mushy state[ J] .Materials and Design ,
2001 ,22:83-92.
[ 7] 　田福祥 ,王名涌.模块挤压铸造新工艺[ J] .中国铸造装备与技术 ,2004 ,231(3):32-36.
[ 8] 　安阁英.铸件形成理论[M] .北京:机械工业出版社 ,1990.
[ 9] 　胡远猛 ,张励忠 ,李海开.B级钢轴箱体半固态挤压成型模具的研究[ J] .北京交通大学学报(自然科学
版),2005 ,29(4):92-95.
[ 10] 　MIDSON S P ,THORNHILL L E , YOUNG K P.Influence of key process parameters on the quality of semi-solid
metal cast aluminum components.ibid:181-188.
[ 11] 　罗守 ,何绍元.钢质液态模锻[M] .哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社 ,1990.
[ 12] 　叶四友 ,周述积 ,何汉军.4Cr5MoSiV钢挤压铸造模锻质量的研究[ J] .铸造设备研究 , 2002(2):7-11.
212006 , Vol.34 , №6 轻　合　金　加　工　技　术 LAFT