铝合金冷轧板带孔洞缺陷及预防策略研究

2019-07-11黄志涛

中国金属通报 2019年5期

黄志涛

（商丘阳光铝材有限公司，河南商丘 476000）

铝合金冷轧板常见的缺陷包括孔洞缺陷、边裂缺陷以及氧化铁皮压入缺陷等，本文将针对铝合金冷轧板带孔洞缺陷的成因展开论述，提出对孔洞缺陷采取的几点有效预防策略，以供参考。

1 导致铝合金冷轧板带孔洞缺陷的原因

冷轧板带孔洞缺陷属于板材的质量缺陷，在冷轧板使用过程中，这种质量缺陷往往影响板材的正常使用，不仅给生产制造企业带来经济损失，同时，如果将存在质量缺陷的板材应用于产品当中，也会给广大消费者的利益带来损害。下面针对铝合金冷轧板带产生孔洞缺陷的原因进行分析解读。

1.1 由坯料质量不过关导致的冷轧板带孔洞缺陷

铝合金坯料质量不过关是导致冷轧板带孔洞缺陷的主要原因。在生产加工过程中，铝合金坯料当中往往掺杂了各种杂质，这些杂质的存在会使板带表面产生大小不一的孔洞，这些孔洞的主要特征是：孔洞与铝合金板带的轧制分布方向一致，整体呈现出撕裂形状，部分孔洞会呈现出月牙形，而且孔洞常常连片出现，一些面积较大的孔洞周边，也会分布一些较为细密的、形状较小的孔洞。孔洞的边缘并不会出现划伤或者擦伤情况。对于出现孔洞的板材来说，正面与反面的孔洞样貌以及形态大小几乎相同，而且周围往往出现起皮现象。冷轧板带孔洞缺陷的宏观形态见图1。

图1 冷轧板带孔洞缺陷的宏观形态

铝合金坯料所含有的杂质成份，通常包括氧化合物以及碳元素等，这些杂质通常情况下是由于炉料在经过反复使用后，而残留在冷轧板内部，当冷轧板带内部所含杂质超过标准值范围时，就会严重破坏板材的连续性，而铝合金坯料的塑性指标就会大幅下降，当冷轧板处于轧制状态时，铝合金坯料本身的厚度值就会缩减，板材也会越来越薄，而此时，内部杂质的化学物质就会借机侵蚀板材外表面，使冷轧板带表面出现开裂现象，既而引发孔洞缺陷，出现严重的孔洞缺陷，冷轧板的使用价值将大打折扣，甚至无法投入正常的生产加工过程，加大了生产制造企业的成本投入，同时也影响了正常的生产加工流程[1]。

1.2 异物介入导致孔洞缺陷

在冷轧板的轧制过程中，受到外界环境以及人为因素的影响，常常混入一些异物，经过长期积聚与化学作用，板材表面极易出现孔洞缺陷。这种孔洞缺陷常常表现为一个孔洞或者连串孔洞的形态，孔洞形状不规则，尺寸不一。这种孔洞缺陷的成因主要涵盖以下四个方面：

（1）轧辊辊面吸附的异物。在冷轧板轧制过程中，轧辊的辊面吸附的外界异物极易发生脱落现象，这些异物不经过及时有效处理，混入铝合金板带当中，并随同轧制过程被一同轧入板带内部，由于这些异物排布不均，加之化学作用的影响而导致出现孔洞缺陷。

图2 异物介入导致孔洞缺陷的宏观形态

（2）轧制前的异物混入。在铝合金板带轧制前，由于存放区域不当，或者由于人为原因，使得场地内的一些异物混入到板材当中，当进行轧制时，这些被肉眼忽略的异物被轧制在板材当中，进而使冷轧板带表面出现大小不一的孔洞。

（3）外来金属的黏结。铝合金坯料表面极易吸附一些金属黏结物，或者操作人员在进行搅拌作业时，将这些外界金属黏结滞留在坯料内部，这些黏结物与板材发生化学作用，经过一段时间的累积，冷轧板带表面也会出现形状各异的孔洞[2]。

（4）轧制阶段的飞溅物导致孔洞缺陷现象的发生。铝合金在轧制阶段，由于轧机的导辊与铝合金板带经常发生碰撞摩擦，在二者接触过程中，产生出的飞溅物极易混入轧制装置当中，随同轧制过程，这些飞溅物被轧制在板材当中。因为这些飞溅物通常属于合金碎块，其表面温度要远远低于板材温度，所以这些合金物质很难塑形，当冷轧板带的厚度慢慢变薄以后，这些不易变形的合金物质就会在板材表面形成突起，而产生孔洞缺陷。异物介入导致孔洞缺陷的宏观形态见图2。

1.3 轧辊产生的孔洞缺陷

轧辊作为铝合金冷轧机的重要组成部分，如果在工作运行过程中，出现异常运行现象，也会给铝合金冷轧板表面带来不得影响，进而产生孔洞缺陷。由轧辊产生的孔洞缺陷不属于板材的质量缺陷，即便板材质量过关，因轧辊异常原因导致的孔洞缺陷也无法规避。由于冷轧机中的轧辊始终处于运行状态，自身的负荷量随着工作进程的加快而逐渐加大，此时，轧辊当中的零部件由于不堪忍受重负，而出现损坏情况。

轧辊的使用频率较高，其表面容易吸附金属飞溅物，当这些飞溅物被轧制在板材当中时，板材表面就会出现分布不均匀的孔洞。这种孔洞缺陷往往在热精轧工序中较为常见，而导致轧辊工作异常的原因主要是因为润滑不到位，当轧辊长时间处于运行状态时，各个零部件不能得到及时得到润滑，零件之间的摩擦系数增大，轧辊表面极易破损，而且随着运行进程的推进，轧辊表面的粗糙度也会随之增大。在生产加工作过程中，如果采用质地比较软的板材，板材与轧辊之间，摩擦力也会显著提高，这也加速了板材表面出现孔洞的进程。此外，轧辊在运转时，很容易吸附大量的铝粉，当这些铝粉堆积到一定程度时，就会混入板材当中，板材表面也会出现孔洞。

2 铝合金冷轧板带孔洞缺陷的预防策略

（1）坯料杂质的预防策略。由于坯料杂质是导致冷轧板带孔洞缺陷直接原因，因此，板材加工技术人员以及操作人员应注重铝合金坯料的纯净度，尽量避免坯料夹杂现象的发生。在铝合金坯料生产过程中，工作人员应做到眼到、手到，及时发现铝合金板材上的杂质，并采取有效措施予以清理。由于在生产加工过程中，往往需要在新材料当中掺杂旧材料，工作人员应熟练掌握掺杂比例，不得过量，更不能低于标准量要求。过去，由于熔炼方法过于陈旧，铝合金坯料的熔炼过程往往采取粗炼的方法，采用这种方法，坯料当中的杂质含量往往与标准要求相差甚远，这就加大了孔洞缺陷的发生几率。近年来，由于新方法、新工艺、新材料的普遍应用，铝合金在熔铸过程中，通常都采用精炼的方法，这样就可以有效避免杂质的掺入。另外，在生产作业过程中，工作人员应积极做好熔体的净化，只有对熔体进行全面净化，板材内的杂质含量才会大幅降低，这样也能够有效避免孔洞缺陷的发生。

（2）异物介入导致孔洞缺陷的预防策略。在铝合金冷轧板轧制过程中，外界异物极易混入板材当中，针对这种情况，工作人员应事先做好预防工作，对待使用的铝合金坯料进行表面清理，减少异物杂质粘着表面压入带材，这样能够有效避免板材表面出现孔洞。此外，在冷轧板轧制时，常常出现跑偏现象，相关技术人员就不断提升自身的专业技术水平，提高铝合金冷轧工艺的稳定性，防止跑偏事故的发生。在日常生产过程中，无论是基层操作人员还是现场管理人员，应加大检查力度，检修人员应及时对冷轧机进行维护保养，使其满足正常的生产加工需要[3]。

（3）轧辊产生孔洞缺陷的预防策略。由于冷轧机轧辊表面极易吸附空气中的杂质和异物，因此，应定期对轧辊表面进行清理，始终保持轧辊表面处于清洁状态。此外，应加强日常巡视检查频次，对轧辊进行定期检查和维护，如果发现轧辊运转异常，应及时予以处理，更换相关零部件，以有效降低孔洞缺陷的发生几率。