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工艺因素对氧化用纯铝系统镜面坯料表面质量的影响

2018-09-10周树德

环球市场 2018年2期

周树德

摘要:以国外同行的1080镜面铝加工特点及要求为基础,立足纯铝系氧化镜面坯料加工技术及要求,说明了晶粒细化剂的加入方式、热轧均匀化工艺、热轧道次分配、冷轧均匀化工艺、毛料清洗速度等工艺因素对氧化用纯铝系镜面坯料表面质量控制的重要作用。

关键词:镜面铝;阳极氧化;镜面毛料;工艺因素

在本世纪初,纯铝系氧化用镜面铝的制备工艺,全面摆脱机械抛光法升级为轧制法,并首先在德国安铝获得成功;我国国内的镜面铝加工在2006年已经形成完成的产业链,但截至目前,纯铝系氧化镜面产业在我国仍旧处于空白状态。笔者开展以1080为代表的纯铝系镜面加工工艺开发工作,并在坯料的质量控制上获得突破。

一、镜面坯料加工与清洁化处理

纯铝系镜面坯料表面控制技術,是整个氧化用高纯度镜面铝加工的核心,以国内最长使用单机架热加工设备为基础,坯料的基本加工流程如下:

来料板锭铣面一一均匀化一一热轧一一冷轧一一切边清洗一一均匀化一一冷轧一一清洗,检查合格后,转入镜面加工工序;

二、氧化用纯铝系镜面坯料核心质量要求与加工技术

以镜面氧化后的亮度(含镜面反射和漫反射)和均匀性(主要是氧化前后的材料纹,也较底纹)为核心,纯铝系氧化用镜面坯料的工艺因素,直接诱发坯料镜面轧制成品色差、镜面反射率低、漫反射率高等缺陷的形成。

(一)板锭成分与组织控制

依照业内的统一认识[1]:晶粒度越小,坯料越不容易出现色差等表面缺陷。

(二)热加工工艺因素对氧化用高纯度镜面毛料表面质量的影响

这里以国内通用的单机架热轧机的加工特点为基础,来说明工艺因素对高纯度氧化用镜面毛料表面质量的影响。

热加工工艺因素对坯料表面质量的影响主要体现在以下两个方面:

1.乳液指标对毛料表面质量的影响

依照业内和笔者的统一认识,形成如下控制原则:以乳液稳定性> 0.9为基础,在不影响咬入的情况下,乳液浓度、UA、Os值越高越好。

2.热终轧温度对毛料表面质量的影响

热轧开轧温度过高,将导致粘铝的风险大幅增加,但是过低的开轧温度,又非常容易导致终轧温度过低及裂边等问题的出现。笔者提供高温开轧和低温开轧化下的1080铝合金表面质量的差别供大家参考:

图1:550℃开轧时的的1 080铝合金表面状态

(色差明显)

图2:520℃开轧时的1 080铝合金表面状态

(无任何可视色差)

从图1和图2中发现,不同的开轧温度会对最终的表面质量造成直接影响。

(三)冷加工工艺因素对氧化用高纯度镜面毛料表面质量的影响

就冷加工而言,工艺因素将在如下几个方面对坯料的表面质量形成影响:

1.道次分配对氧化用镜面毛料表面质量 的影响

冷轧遵循的基本原则:热轧来料的表面质量越差,冷轧所需要的润滑强度要求越高,尤其是冷轧第一道次的加工率不易超过35%。

2.均匀化工艺对表面质量的影响

就表面质量控制而言,存在如下规律:均匀化时的完全再结晶程度越高,继续加工时的毛料的表面均匀化程度越好,但同时毛料强度会降低,而毛料强度的降低将直接导致镜面轧制完成后镜面亮度的降低。

3.清洗工艺对氧化用镜面坯料表面质量的影响

镜面坯料的清洗目的,是清洗铝粉,而不是清洗表面的轧制油,经过笔者大量实验后认为,清洗后的镜面毛料,表面铝粉附着量≤15mg/㎡后,可以保证镜面氧化后,氧化镜面的漫反射率低于4%。

没有清洗的镜面坯料在完成镜面加工后,虽然看不到任何形式的表面缺陷,但在进行氧化后,表民出现大量细密均匀的小坑,而正是这种小坑,导致镜面铝漫反射率的大幅提高[2]。

(四)镜面加工时的上表面必须是热轧上表面

单机架热轧机的设备特点决定,不管是表面均匀性还是表面缺陷率,热轧上表面一定比下表面的质量要好,考虑到镜面轧机的上开卷上卷取的加工特点,在为客户提供镜面毛料时,一定要保证毛料的上表面对应热轧上表面。

三、结束语

镜面毛料的加工,集中了整个氧化用高纯度镜面铝的最核心技术,坯料的加工工艺会对镜面成品的质量形成直接影响,笔者认为,纯铝系氧化用镜面铝的突破,将伴随着镜面毛料工艺的突破而快速到来。

参考文献:

[1]张景祥.变形铝合金晶粒细化技术的进展[J].轻合金加工技术,2000(7).

[2]阎志宙.高档镜面抛光铝材生产技术[J].科技创新导报,2008(33):2-3.