提高電子鋁箔質(zhì)量的研究

1、提高電子鋁箔質(zhì)量的研究隨著人們生活的不斷提高，鋁制品在我們生活中也越來越廣泛, 提高電子鋁箔質(zhì)量的問題尤其重要。電子鋁箔的生產(chǎn)過程只要分為 壓延和精整兩部分。近幾年市場對電子鋁箔的要求逐漸向更高質(zhì)量 和更大差異兩方面轉(zhuǎn)變，以清洗，剪切，復(fù)卷，退火等工序代表的 精整技術(shù)開始變得非常重要，涉及到穩(wěn)定并提高產(chǎn)品質(zhì)量和提高企 業(yè)滿足客戶差異需求的能力的大問題，成為了企業(yè)生存和發(fā)展必須 面對的關(guān)鍵問題。1鋁箔表面存在的缺陷1.1壓坑鋁箔被清洗干凈后必須驚醒烘干處理，由于軋制機和清洗劑易 燃易爆物，其燃點在200C左右。壓坑是在烘干過程中，鋁箔被風 道、換熱器、烘干箱等焊接體內(nèi)剝離產(chǎn)生的固體顆粒割傷小的顆

2、粒 被卷入鋼輻和鋁箔之間后一般在箔面形成凹凸缺陷，降低產(chǎn)品質(zhì)量; 大的顆粒甚至會割穿箔面，造成報廢1.2油斑鋁箔在清洗、漂洗的過程中，噴嘴將清洗劑通過一定的壓力和 流量噴射到箔面，清洗劑達到箔面并反彈到四壁后會產(chǎn)生大量高濃 度的油霧，久而久之就形成了油斑。1.3擦傷擦劃傷是包括清洗在內(nèi)的所有精整設(shè)備常見的質(zhì)量問題，其產(chǎn) 生的機理是電子鋁箔在清洗過程中薄面和輻面出現(xiàn)打滑，但具體造 成打滑的原因涉及到機械、電器、工藝等各方面。1.4皺折進入清洗道次的電子鋁箔厚度一般在O. 1左右，由于來料很 薄，版型波動大，中浪和變浪等問題的出現(xiàn)，清洗過程中料在通過 夾送輾和擠干輾時會出現(xiàn)皺折。2改善箔面的措施2

3、.1壓坑的改善措施壓坑的控制分為前期設(shè)備只在和后期的維護使用兩步。烘干設(shè) 備的高溫氧化是不可避免的，但是在前期的設(shè)備制造過程中選用耐 氧化的不銹鋼材質(zhì)，并采用氮弧焊等保護性氣體焊接工藝，可能減 少以后在使用中材質(zhì)表面和焊接部位氧化的可能性。后期使用時在 風道中增加多層不銹鋼濾網(wǎng)，為了減少濾網(wǎng)堵塞降低風量，可將濾 網(wǎng)定期清洗或更換列入日常維護。2. 2油斑的改善措施鋁箔在清洗、漂洗過程中，箱體內(nèi)會產(chǎn)生大量高濃度的油霧最 終落在箔面上造成污染。由于大量排霧會消耗清洗劑，增加企業(yè)成 本，且效果不理想，因此只能考慮阻擋油滴到箔面。發(fā)現(xiàn)油滴主要 是在擠干輻至漂洗箱這段距離內(nèi)在箱提頂部安裝弧型擋板，并在漂

4、 洗箱出口頂部安裝接油槽，將油滴引到兩側(cè)，即可消除箔面油斑。2. 3擦劃傷的改善措施擦劃傷產(chǎn)生的原因有機械結(jié)構(gòu)、電器控制和工藝選用等三方面。對于各輻不同步可檢查同步齒形帶是否松緊合適，軸承是否 潤滑到位；電氣調(diào)整電機參數(shù)使各個主動輻不同步，校正卷徑誤差控制 方式選取簡單的張力控制和速度控制。工藝張力和速度設(shè)置應(yīng)與前后道次相匹配，選取最合理的范 圍。2. 4皺折的改善措施對于版型差的料，采取了以下措施：1在開卷、卷取兩側(cè)增加 幾組S型U型輻起到校正作用；2.在開卷、卷取兩側(cè)安裝板型調(diào)整 輾。通過調(diào)整該輻的水平度和平行度消除邊浪；3.通過增大膠輻或 其它的凸度消除中浪。3電子鋁箔的清洗3.1現(xiàn)狀分

5、析3.1.1清洗的重要性電子鋁箔屬于深加工技術(shù)，表面質(zhì)量對電子存儲能力的影響較 大前一道工序在鋁箔表面造成的微小缺陷會在后續(xù)工序中被放大， 因此，只有在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的每道工序?qū)Σ尜|(zhì)量進行嚴格控制。3.1. 2清洗的過程鋁箔的清洗過程如下：帶材從開卷機、入口偏導輻進入此裝置, 首先經(jīng)過下刷輻，在下刷輾與帶材之間噴有清洗液，洗刷帶材下表 面。接著，帶材經(jīng)過上級輾，在上級輻與帶材之間也噴有清洗液， 洗刷帶材上表面。然后帶材進入漂洗箱。還是使用同一種清洗液噴 洗帶材的上下表面。在經(jīng)過2#劑干輾將帶材表面的清洗油擠干。帶 材出漂洗箱后進入烘干箱，帶材上殘余的清洗液在熱風的吹掃下被 蒸發(fā)。最后，帶材通過出

6、口偏導輾后被卷取機爭氣地繞成卷。清洗 結(jié)束。4電子鋁箔的剪切1設(shè)備和質(zhì)量缺陷現(xiàn)狀的描述剪切機是有不同型號的，這些設(shè)備中既有窄幅也有寬幅，既有 切邊也有抽條，既有單軸也有雙軸，無論什么型號的剪切機主要由 開卷、分切、卷取三部分組成。隨著客戶對鋁箔卷的需求向大卷重、 高品質(zhì)、短交貨期、多規(guī)格變化。剪切機的刀、軸、輻、管芯等部 件都面臨磨損加重、精度降低、更換頻繁等問題。剪切部分由于圓 盤刀和刀墊的制作與配合精度問題會造成擦劃傷、壓坑、毛刺等質(zhì) 量缺陷。卷取部分由于面壓輻、卷取軸和管芯的使用與設(shè)計問題會 造成翻邊、錯層、內(nèi)應(yīng)力不穩(wěn)定等質(zhì)量缺陷。4. 2剪切的質(zhì)量缺陷產(chǎn)生原因及改善4. 2. 1擦劃傷

7、原因：擦劃傷問題是剪切工序最常見的問題，也是最難徹底解 決的問題。擦劃傷產(chǎn)生的主要原因是由于圓盤刀或刀墊與刀軸裝配 時端面錯出尖角，鋁箔從尖角上滑過時由于下刀或刀墊的材質(zhì)比鋁 箔硬，在特定轉(zhuǎn)速下，在極短的時間內(nèi)出現(xiàn)極小的滑移，反映在料 面上就是點狀或線狀擦劃傷。由于大家對圓盤刀、刀墊、刀軸的加 工精度和裝配精度關(guān)注較多，這里就不討論以上原因造成的擦劃傷, 本文主要研究以下幾種容易被忽略的情況使用環(huán)節(jié)問題：由于圓 盤刀使用一段時間后會變鈍，需要經(jīng)常更換新刀，而刀墊一般固定 不變，每次換完新的圓盤刀都會打磨圓盤刀與刀墊的設(shè)備和質(zhì)量缺 陷現(xiàn)狀描述我公司現(xiàn)有多臺不同型號的鋁箔剪切機，這些設(shè)備中既 有窄

8、幅也有寬幅，既有切邊也有抽條長期累計就會造成刀墊在結(jié)合 部位的外徑相對變小，當一批舊的圓盤刀用完，換上一批新的圓盤 刀后尖角問題就會比較突出。設(shè)計環(huán)節(jié)問題：鋁箔在分切過程中 容易出現(xiàn)翻邊和壓坑，主要原因是鋁粉粘刀造成。鋁粉的來源有兩 個，一是鋁箔表面附帶的鋁粉；二是剪切過程中產(chǎn)生的鋁粉。這兩 部分鋁粉在刀尖上聚集后使刀變鈍，從而造成料面翻邊，當鋁粉掉 落到料面上又會產(chǎn)生壓坑。改善措施：需要經(jīng)常更換新刀，而刀墊 一般固定不變，每次換完新的圓盤刀都會打磨圓盤刀與刀墊的設(shè)備 和質(zhì)量缺陷現(xiàn)狀。4. 2. 2翻邊和壓坑原因：鋁箔在分切過程中容易出現(xiàn)翻邊和壓坑，主要原因是鋁 粉粘刀造成。鋁粉的來源有兩個，

9、一是鋁箔表面附帶的鋁粉；二是 剪切過程中產(chǎn)生的鋁粉。這兩部分鋁粉在刀尖上聚集后使刀變鈍， 從而造成料面翻邊，當鋁粉掉落到料面上又會產(chǎn)生壓坑。改善措施: 增加一套鋁粉吹掃裝置，對刀具進行反方向吹掃，清除刀具上所 附著的鋁粉；將毛氈浸滿煤油、柴油等輕質(zhì)油后貼靠在刀上，分 切時毛氈在線擦拭刀面，防止鋁粉聚集；采用5 %oNaOH緘溶液將 刀具浸泡在里面，加熱到60-70C,取出后用清水漂洗干凈，擦干 即可，該方法可在刀表面形成一層保護層，減少鋁箔粘刀量。4. 2. 3端面錯層和卷密度不均勻原因：造成端面錯層和卷密度不一致的原因主要在卷取軸上， 使用氣脹軸分切較重的料卷時，無論是充氣保壓性氣脹軸還是連

10、續(xù) 充氣性氣脹軸，當料卷的重量超過氣壓提供的支撐力時，由于料卷 自重過大，會造成管芯下垂，料卷出現(xiàn)偏心，影響卷密度和端面質(zhì) 量。改善措施：最簡單的措施是及時更換刀墊，其次可釆取外層包 膠刀墊的結(jié)構(gòu)，外徑尺寸大于圓盤刀外徑O. OIranI0. 05ram,高 出部分為圓角，圓角半徑約為O. Olram0.15ram,包膠為聚氨 酯橡膠，硬度HS85o上下刀通常釆用外齒輪傳動方式。可以根據(jù) 上刀直徑變化可調(diào)整上刀傳動齒輪的齒數(shù)和模數(shù)達到匹配的目的。4. 2. 4跳刀和打齒原因：跳刀和打齒是刀具使用過程中容易出現(xiàn)的問題。上刀多 次研磨后外徑累計會減小6-8r,僅僅依靠上下刀傳動齒輪的間隙 進行松緊

11、配合，無法保證上下刀的重疊量，這樣就會造鋼管芯內(nèi)壁 提供支撐和轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu)改為由軸提供交撐，由傳動銷提供轉(zhuǎn)動力矩 的結(jié)構(gòu)，這兩種問題出現(xiàn)時都會造成設(shè)備損壞并廢料。改善措施： 上下刀通常釆用外齒輪傳動方式。可以根據(jù)上刀直徑變化可調(diào)整上 刀傳動齒輪的齒數(shù)和模數(shù)達到匹配的目的。通過對卷取軸進行改進, 使傳動和支撐功能分開，采用軸承進行支撐可以保證軸轉(zhuǎn)動時的平 穩(wěn)，提高分卷質(zhì)量。通過采用離合器傳動可以消除錐面磨損造成的 頻繁更換，降低設(shè)備維護成本。5電子鋁箔的復(fù)卷1鋁箔復(fù)卷機的技術(shù)要求為了保證紙卷在運輸、儲存過程中不變形、不崩裂，在印刷設(shè) 備或其他加工沒備上能平穩(wěn)運行，成品紙卷必須具有足夠的硬度, 且內(nèi)

12、緊外松、徑向硬度分布均勻。因此，復(fù)卷機必需具備下列幾種 機能：支撐輾轉(zhuǎn)矩的置給定積分器，以使輸入的速度信號是一個 平穩(wěn)上升的斜坡信號，而不是一個突變的量。改變給定積分器的積 分日于問常數(shù)，即可改變斜坡信號的E升斜率。系統(tǒng)啟動時，轉(zhuǎn)速 加速度要比沒有給定積分器時要?。粔杭堓殙毫Φ恼{(diào)節(jié)和榨制；電力驅(qū)動的“擾性”啟動和適當?shù)乃俣瘸绦蚩刂?；間接或肯接 張力控制等。圖一：鋁箔復(fù)卷機5. 2電控系統(tǒng)的構(gòu)成復(fù)卷機前底輾、后底輾、退紙輾分別由單獨的交流電動機驅(qū)動, 縱切圓刀釆用交流變頻傳動，并與后底輻保持5%20%速差。輔 助傳動包括氣動和液壓系統(tǒng)兩部分，分別用來控制輔助傳動機械沒 備的動作，配合主傳動上作。

13、整個電控系統(tǒng)主要由3個部卷形態(tài)， 町通過調(diào)整前后底輻的鏈也越小。5. 3退紙卷張力的控制退紙卷張力的控制影響著成品紙卷的形態(tài)。穩(wěn)定的紙幅張力能 夠避免紙幅橫向偏移，適當?shù)募埛鶑埩δ茉谝欢ǔ潭壬细纳萍埦碣|(zhì) 造，減少斷頭，保持復(fù)卷機穩(wěn)定。因此，紙幅張力控制是電控系統(tǒng) 的蕈要環(huán)節(jié)。5. 4退紙卷張力控制中的動態(tài)補償在系統(tǒng)實際運行中，退紙卷直徑越來越小，由于自身慣性的作 用，退紙卷在加速起卷、減速停車及穩(wěn)速運行過程中，存在慣機電 磁轉(zhuǎn)矩應(yīng)附加正的動態(tài)轉(zhuǎn)矩M，以補償所需要吸收的能量。6退火制度對鋁箔性能的影響6.1厚度對鋁箔成品性能的影響金屬發(fā)生冷變形時，會使金屬的內(nèi)能升高，原子處于不穩(wěn)定狀 態(tài)，自然有

14、想穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)變趨勢，大多數(shù)金屬材料在室溫下不肯 那個完成這種轉(zhuǎn)變，當金屬背加熱，增加原子的活動能力，加速原 子的擴散速度才能完成原子向穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。這就是經(jīng)過冷變形 的金屬在退火時發(fā)生會飛和再結(jié)晶的內(nèi)因。但是在冷變形的金屬背 加熱的溫度給原子所提供的熱能足以克服原子間的結(jié)合力，使原子 發(fā)生遷移和自由擴散，才能發(fā)生在結(jié)晶，再結(jié)晶溫度高低取決于原 子遷移重新形成晶核和長大所需的激活能的大小，所需的激活能愈 高再結(jié)晶溫度也越高。方案一是將鋁箔坯料在1. 5mm厚度時進行中 間退火（冷變形加工率約80%）,方案二是將鋁箔坯料在2. 5mm厚度 時進行中間退火（冷變形加工率約65%）由于按方案二生產(chǎn)

15、的坯料的 加工率較小金屬發(fā)生再結(jié)晶所需的激活能較高其再結(jié)晶溫度也就較 髙其強度也就更髙些遙另一方面2. 5n中間退火的鋁箔坯料其加工 至成根據(jù)金屬學理論變形金屬組織結(jié)構(gòu)中主要以位錯形式保留的儲 存能是退火過程中再結(jié)晶的驅(qū)動力而再結(jié)晶過程中的形核率隨金屬 變形量的增大而增大遙因此采用2. 5mm中間退火的鋁箔坯料其軋制所得到的鋁箔成品在退火時所經(jīng)過的變形量更大以位錯的形式積聚 的儲存能也更大在再結(jié)晶過程中原鋁箔中的形核率將大大增加從而 使鋁箔在成品退火后能夠得到更加細小的晶粒組織，因此其強度和 伸長率也就更高些。2溫度對鋁箔成品性能的影響對采用鑄軋法生產(chǎn)的鋁箔坯料由于鑄軋時金屬的冷卻凝固和變 形

16、都是在鑄軋區(qū)內(nèi)完成的輾徑為650700的鑄軋機袁其最大 鑄軋區(qū)長度約50mm袁鑄造區(qū)長度僅約十幾毫米袁金屬的凝固結(jié)晶僅 在IS左右的時間內(nèi)完成這種冷卻凝固的速度與半連續(xù)澆鑄相比約高 2個數(shù)量級而鋁合金中的各種雜質(zhì)及合金元素在鋁中的固溶度都是 隨溫度而變化的，比如按平衡相圖鐵在共晶溫度（655C）時在鋁中的 溶解度約為0. 052%室溫下溶解度降為0. 002%降低很多原結(jié)晶時的冷 卻速度愈快偏離平衡狀態(tài)的程度愈嚴重。因此，鑄軋法生產(chǎn)的坯料 的晶內(nèi)偏析及固溶體的過飽和程度都比半連續(xù)澆鑄的更為嚴重，在 中間退火時如果退火溫度高（達到均勻化溫度）可以促使金屬中的過 飽和元素充分析出，相中的固溶度減小

17、增加了原子的自擴散系數(shù)有 利于退火時新晶核的形核和長大降低了材料的再結(jié)晶溫度同理如果 中間退火時溫度未達到均勻化效果而僅僅只能滿足金屬的塑性恢復(fù) 則此時金屬的過飽和固溶體也就未能充分析出。因此，釆用方案三生產(chǎn)的鋁箔，在經(jīng)成品退火時，在相同條件 退火下更容易發(fā)生在結(jié)晶，且由于均勻化處理時境內(nèi)偏析及固溶體 的充分析出，材料內(nèi)部形核數(shù)目的增多，材料的晶粒組織更為細小, 所以成品的伸長率也就更髙一些，普通中間退火的鋁箔坯料軋制面 成的強度更高，則是由于中間退火時溫度不夠，材料內(nèi)部組織中晶 內(nèi)偏析2及固溶體的未能完全析出，對鋁箔產(chǎn)生了固溶強化的作用, 但在成品退火時如果溫度繼續(xù)升高，則可能由于晶粒繼續(xù)長大的緣 故，導致強度和伸長率急劇下降。7結(jié)束語電子鋁箔是一項質(zhì)量控制要求比較高的產(chǎn)品，因此工序細節(jié)一 定要重視。設(shè)備在設(shè)計、制造前期、使用過程中，維護人員要主動 參與其中，將設(shè)備先天的缺陷減少到最小程度，可以為日后設(shè)備使 用、維護創(chuàng)造有利的先決條件。解決劃傷鋁帶材的主要途徑就是提高清