马震华

（宏创控股股份有限公司，山东 博兴 256500）

板形质量控制是生产铝箔的关键环节，也是提高铝箔成品率和产品质量的主要手段。在铝箔生产过程中，最常见的板形质量问题就是波浪缺陷。波浪是轧制过程中铝箔在附加应力作用下发生形状失稳，箔面平直度被破坏的现象，根据波浪出现的位置，可将其分为中间波浪、二肋部波浪、边部波浪和单边波浪等。影响铝箔板形质量的因素较多，包括坯料板形、轧辊凸度、轧辊表面粗糙度、工艺冷却与润滑、轧制压下量、轧制速度及张力等。其中，轧辊凸度一般指工作辊的原始辊型，主要对轧制时由于轧制力引起的轧辊压扁以及工作辊和支承辊之间的弹性压扁起到补偿作用，进而获得横断面平直的铝箔。轧辊凸度值的大小是以辊面中心处的直径与辊面边部直径的差值来表示的，即轧辊凸度Cr=D-D0或者Cr=2 △t，公式中D、D0分别为轧面中心处、轧面边部的直径，如图1 所示。选择合适的轧辊凸度，对控制铝箔板形具有重要意义。本文现就工作辊原始凸度对8011 合金药箔轧制板形的影响进行研究，从而最大限度地减少因轧辊原始凸度造成的铝箔板形质量问题，最终实现满足8011 合金药箔板形要求，达到提高铝箔产品质量、生产效率、成品率的目的，并供同行参考资料。

1 实验材料与方法

实验材料为作者所在单位自行生产的8011 铝合金，因药箔产品质量要求高，采取热轧法制备板坯，热轧坯规格为3.0mm×1190mm，其化学成分如表1 所示。将3.0mm 厚度热轧坯料冷轧到1.4mm 的厚度，转重卷机单边切10mm，随后进行450℃×18h 中间退火，使组织成分均匀化，再将坯料进行两道次的冷轧，厚度变化为1.4mm →0.5mm →0.28mm，之后转至箔轧车间。在箔轧车间，料卷在厚度0.28 ～0.07mm 区间时采用表2 的轧制工艺参数进行轧制，轧至0.07mm 后更换成品辊进行轧辊原始凸度实验，其他工艺保持不变，0.07mm →0.036mm 道次轧制完成后进行双合轧制0.036mm →0.0206mm×2，最终轧制出成品。8011 合金热轧药箔的箔轧工艺参数如表2 所示。轧辊原始凸度对板型影响的实验在箔轧的第3、4 道次轧制过程进行，表3 为轧辊凸度实验时铝箔轧机的主要参数。

为研究原始轧辊凸度对板型的影响，轧辊原始凸度实验设置9 组不同的轧辊凸度，分别为-60μm、-40μm、-20μm、0μm、20μm、40μm、60μm、80μm、100μm，轧制到成品后分别从9 卷料上取试样，试样编号为1#～9#，并对其板型进行测试对比。板型测试时，每卷料取1 ～2m 长的铝箔，平整地放置于检验平台上检验板型：波高（Rv）小于1mm，波数每米小于5 个，波宽（Lv）小于50mm 的铝箔板型属于合格板型，若各参数大于以上指标时，则为不合格板型。检测工具采用钢直尺即可，具体测量方法如图2 所示。从9 种轧辊凸度中筛选出能生产合格板型的轧辊凸度区间后，继续进行细化轧辊凸度实验，最后固定最优轧辊凸度。

表1 热轧药箔用8011 铝合金的化学成分（wt.%）

图2 铝箔板型检测方法

表2 8011 铝合金药箔的箔轧工艺参数

表3 8011 铝合金药箔的箔轧机主要参数

2 实验结果与分析

图3 为采用不同轧辊原始凸度对8011 合金铝箔进行箔轧后9 卷成品铝箔的板型。由图3（a）～（e）可知，工作辊原始凸度在-60 ～+20μm 范围内时，成品铝箔出现不同程度的边部波浪缺陷。这主要是因为箔轧过程中在轧制力的作用下，工作辊发生弹性压扁，工作辊与支持辊之间也会发生弹性变形，轧辊原始凸度过小难以补偿轧辊的弹性压扁，轧辊仍处于中间凹两端凸的状态，进而导致铝箔发生不均匀变形，中间部分变形量小，承受附加拉应力，边部变形量大，承受附加压应力，并在压应力作用下形成波浪。工作辊原始凸度为-60μm 时，铝箔的边部波浪最严重，甚至出现压靠现象，随着工作辊原始凸度的增大，工作辊在轧制过程中的弹性压扁得到的补偿量不断增加，弯曲程度减轻，铝箔的不均匀变形得到改善，因此，铝箔的边部波浪缺陷也逐渐减轻。当工作辊原始凸度为40μm、60μm 时，成品铝箔的边部波浪缺陷基本消失，能够达到药箔板型合格标准，质量良好，如图3（f）～（g）所示。当工作辊原始凸度大于60μm 时，铝箔出现明显的中间波浪缺陷，并且随着轧辊原始凸度的增大，中间波浪缺陷愈严重，如图3（h）～（i）所示。这是因为轧辊凸度过大，其自身补偿超过了轧辊的弹性压扁量，实际轧制时，轧辊辊面中心部分的直径仍大于辊面边部的直径，使得铝箔中间部分的变形量大于边部的变形量，承受附加压应力，进而形成中间波浪缺陷，无法满足药箔板型合格要求。

图3 不同轧辊原始凸度对铝箔板型质量的影响

为了进一步探究生产药箔最合适的原始轧辊凸度，在上述的40 ～60μm 轧辊原始凸度范围内选择45μm、50μm、55μm 的轧辊原始凸度继续进行轧辊凸度实验，生产出3 卷同规格8011 铝合金药箔，3 卷铝箔的板型如图4 及表4 所示。由表4 可知，工作辊辊原始凸度为50μm 时，生产出的药箔成品的波高、波宽及波数均为最小值，板型最优。在实际生产8011 合金药箔过程中，将箔轧的成品轧辊原始凸度定为50μm 进行验证，经过长时间的验证表明，生产的规格为0.0206×2×1170 的8011 铝合金药箔板型最优，能够完全满足国内外客户需求。

图4 优选轧辊原始凸度后铝箔板型质量

表4 优选轧辊原始凸度对铝箔板型质量的影响

此外，在进行上述工作辊原始凸度试验过程中，新工作辊送入轧机后，在未使用之前一般都要用轧制油对轧辊进行一定时间的预热，升高轧辊温度以利于轧制生产过程。在试验时发现由于换辊频繁，换辊后热辊不充分，轧辊未能达到热平衡，造成换辊后轧制的第一卷料板型难以控制，但是，经过一段时间的轧制后，轧辊的温度与变形区内的温度趋于一致，轧辊的热凸度趋于稳定，产品的板型质量又得到了较好的控制。为解决该问题，避免换辊后的第一卷铝箔成为废品，对更换轧辊后的热辊工序进行生产观察，并根据换辊情况的不同对轧辊预热时间进行了总结，以供铝箔生产时进行参考，如表5 所示。

3 结语

（1）轧辊原始凸度可对轧制时轧辊的弹性压扁进行补偿，进而影响铝箔板型质量。轧辊原始凸度为负值或过小时，轧制的铝箔产生边部波浪缺陷，随凸度增大，边部波浪逐渐减轻；轧辊原始凸度过大时，铝箔易产生中间波浪缺陷，且随着凸度的增大而愈加严重。

表5 轧辊预热时间表

（2）生产成品规格0.0206×2×1170 的8011 合金药箔，轧辊原始凸度选择40 ～60μm 有利于控制板型，并且轧辊原始凸度为50μm 时板型最优，能够满足客户要求。

（3）长时间停机或更换工作辊、支撑辊后进行充分的热辊，有利于板型的控制。