1. 熔鑄工藝技術(shù)

高質(zhì)量鋁箔的生產(chǎn)開始于軋制坯料的鑄造。坯料是鋁箔生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是高質(zhì)量、低成本的先決條件。例如，國內(nèi)某鋁加工廠使用進(jìn)口鋁箔毛料生產(chǎn)的雙張鋁箔針孔數(shù)普遍在50個(gè)/m2以下，最好時(shí)能達(dá)到10個(gè)/m2，而用國內(nèi)坯料生產(chǎn)的雙張鋁箔針孔數(shù)則高得多，基本在100～200個(gè)/m2。因此，鋁箔坯料的質(zhì)量必須予以充分注意。

通常情況下，鋁箔坯料的生產(chǎn)工藝過程有兩種：一種經(jīng)熱軋—冷軋生產(chǎn)成鋁箔坯料；另一種是經(jīng)鑄軋—冷軋生產(chǎn)成鋁箔坯料。鋁箔坯料的冶金質(zhì)量、板型和表面質(zhì)量對鋁箔的生產(chǎn)有著重要影響，坯料的質(zhì)量低，鋁箔軋制不能穩(wěn)定進(jìn)行，降低生產(chǎn)效率、成品質(zhì)量和成品率，故鑄造坯料質(zhì)量應(yīng)考慮滿足下列要求：

1.1合金化因素

鋁箔坯料的化學(xué)成分和內(nèi)在纖維組織直接決定著雙零箔的軋制性能和力學(xué)性能。鋁箔坯料應(yīng)保證在軋制和使用過程中具有足夠的強(qiáng)度和韌性，以便在外力作用下承受減薄變形，防止斷帶或破碎，并達(dá)到光亮均勻的表面質(zhì)量。

雙張鋁箔坯料通常采用1×××系合金牌號。其主要影響因素有Fe/Si比、固溶Si含量及化合物相的尺寸等。近來，Fe、Si含量有增大的趨勢，如美國用于生產(chǎn)鋁箔的工業(yè)純鋁牌號為1100、1145、1235和1350，日本用于加工鋁箔的工業(yè)純鋁牌號為1N30和1100。雙張鋁箔常用的1235合金牌號，一般Fe/Si比值控制在2.5～4.0之間，但增加Fe、Si含量，有利于細(xì)化晶粒，提高表面質(zhì)量，改善軋制性能；鋁箔坯料中的化合物以α（FeSiAl）、β（FeSiAl）、FeAl3相為主。其中α（FeSiAl）是比較理想的鑄態(tài)化合物。由于雙張鋁箔厚度只有5～7μm，化合物尺寸應(yīng)控制在1～5μm之間，大于5μm將使得針孔數(shù)增加，小于1μm將使得加工硬化率提高；固溶Si含量強(qiáng)烈地增大加工硬化率；{110}織構(gòu)比例越高，越容易軋制較薄的鋁箔。分析某國進(jìn)口坯料，AA1235H14  0.3mm，{110}織構(gòu)比例達(dá)到40～50%，固溶Si含量為0.02%。

1.2冶金質(zhì)量

隨著鋁箔厚度的減薄，軋制過程愈加困難，鋁箔開裂、斷帶、針孔數(shù)量增加。生產(chǎn)高質(zhì)量的0.005~0.006mm鋁箔，對坯料的含氫量、非金屬夾雜物含量以及晶粒度指標(biāo)提出了更加嚴(yán)格的要求。為確保達(dá)到金屬高純凈度，通常在鑄造工序要采取在線爐外精煉除氣和過濾方法。

殘存于晶體中的氫嚴(yán)重地影響鋁箔加工性能，是鋁箔產(chǎn)生針孔的主要原因之一，必須嚴(yán)格控制其含量。自從早期的Alcoa-622在線精煉除氣系統(tǒng)投入工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)以來，鑄造工序能采用的除氣方法已經(jīng)有了長足的發(fā)展。我們比較熟悉的、應(yīng)用較為廣泛的方法，如SNIF系統(tǒng)、MINT系統(tǒng)和RDU系統(tǒng)等，常用的精煉氣體有氬氣、氮?dú)夂吐葰?，這些在線除氣系統(tǒng)在鋁熔體的除氣、堿金屬的控制以及在鑄造之前去除鋁熔體內(nèi)未被浸潤的非金屬粒狀物方面都非常有效。氫氣控制水平達(dá)到0.08~0.12ml/100gAl。

鋁熔體夾雜物尺寸應(yīng)小于5μm，含量不超過0.003%[4]。為了除去夾雜物，除了精煉除氣過程中，氣泡攜帶一部分外，最有效的辦法是采用過濾器過濾熔體。如采用孔隙度范圍在20～50ppi范圍內(nèi)不同型號泡沫陶瓷過濾板以及粒度范圍為6～20號剛性介質(zhì)粘結(jié)顆粒過濾裝置。對國內(nèi)某鋁加工廠鋁熔體檢測表明，夾雜物的含量在泡沫陶瓷過濾板過濾后達(dá)0.0009～0.0036%，過濾效率約為50%。國外開發(fā)的將鋁除氣與過濾系統(tǒng)相結(jié)合的在線精煉系統(tǒng)，如DMC除氣多頭鑄造與Aludef鋁除氣與過濾系統(tǒng)，可獲得理想的除氣與雜質(zhì)凈化效果。

鑄造過程中，要控制最佳晶粒尺寸，這對鋁箔軋制和精軋時(shí)的加工性能以及表面外觀都將產(chǎn)生決定性的影響。要求達(dá)到一級等軸晶粒度。據(jù)調(diào)查，7.0mm鑄軋板的晶粒尺寸一般≤70μm，進(jìn)口某國的鋁箔坯料的平均晶粒尺寸為63.3μm。為了控制晶粒度，除配料時(shí)控制Fe/Si比值，嚴(yán)格執(zhí)行熔煉工藝外，電磁鑄造法（EMC)可生產(chǎn)表面既光滑、無偏析、晶粒細(xì)小的鑄造扁錠，大大提高鑄錠質(zhì)量。另外，添加AlTiB絲進(jìn)行熔體變質(zhì)處理也是目前鑄軋普遍應(yīng)用的晶粒細(xì)化方法。

2.冷軋工藝技術(shù)

2.1表面質(zhì)量

軋制坯料表面應(yīng)無裂紋、擦劃傷、金屬及非金屬壓入物、油斑及其他污物。為使表面達(dá)到干凈，消除偏析層，并確保軋制表面的平整，用于加工鋁箔的鑄錠必須銑面；鑄軋坯料進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，對改善組織結(jié)構(gòu)，提高表面質(zhì)量非常有利；精確地控制熱軋溫度對鋁箔坯料的纖維組織及力學(xué)性能有重要影響；保持軋輥、輥道清潔，及時(shí)清除粘附碎屑；選擇優(yōu)質(zhì)乳液、軋制油作為冷卻潤滑劑，并保持最佳理化指標(biāo)，是防止粘鋁和劃傷表面的重要措施；而全自動化的運(yùn)送和堆放裝置能有效地防止表面損傷現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2厚度公差

軋機(jī)裝備AGC厚度在線測量和調(diào)整系統(tǒng)，可獲得精確的尺寸公差。鋁箔坯料的化學(xué)成份必須嚴(yán)格控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，因其變化對X射線測厚儀的精度會產(chǎn)生很大影響。阿爾康公司鑄軋板的縱向厚度公差：7.0±1.5%mm，理想凸度0.03～0.04mm（0.5～0.6%）；熱軋帶坯的中凸度小于0.5%，縱向厚度公差小于±0.8%；日本對冷軋鋁箔坯料的縱向厚度公差要求是0.3mm±5μm，橫向厚度公差為±1.7μm（0.56%）；南韓進(jìn)口0.3mm厚鋁箔坯料厚度公差實(shí)測值小于2.7%；西馬克公司提供的冷軋機(jī)技術(shù)條件保證厚度公差：0.3mm±2～3%。

2.3板型質(zhì)量

精湛的板型檢測和調(diào)節(jié)技術(shù)，能確保生產(chǎn)出平整的鋁箔坯料。AFC 系統(tǒng)、HC系統(tǒng)（高凸度）、VC系統(tǒng)（可變凸度）、CVC系統(tǒng)（連續(xù)可變凸度）、HSC系統(tǒng)（軋輥水平位移）、UPC系統(tǒng)（萬能板型控制）、TP系統(tǒng)（錐形柱塞）、DSR系統(tǒng)（動態(tài)凸度）的使用，使鋁箔坯料的板型控制水平越來越高。熱軋坯料的平直度偏差不超過30 I；西馬克冷軋機(jī)在線板面平直度可達(dá)到10～15 I。鑄軋坯料和熱精軋機(jī)軋出的帶坯應(yīng)具有輕微的中凸度，而不宜具有中凹度，因?yàn)閹鞯闹行牟课荒苋菁{多于邊部的應(yīng)力仍保持其平直度。對于純鋁系的材料，為防止邊部上翅并保證下一步冷軋和鋁箔軋制時(shí)具有良好的壓延性，往往要求熱軋后具有0.8～1.2%窄小范圍的板凸度率。對寬幅鋁箔坯料，為了使鋁箔的壓延性及分卷時(shí)卷材形狀的最佳化，要求坯料凸面率在0.5%以下。

3.箔軋工藝技術(shù)

鋁箔的軋制一般從0.3～0.6mm厚的冷軋坯料開始，經(jīng)過粗、中、精軋到5～20μm的箔材，需要5～6道次，每個(gè)道次的加工率為50～60%，最后一個(gè)道次需進(jìn)行雙合軋制。

鋁箔軋制的特征是無輥縫軋制和精軋機(jī)上的雙合軋制。鋁箔軋制中，當(dāng)厚度軋制到0.05mm以下時(shí)，處于無輥縫軋制狀態(tài)，由此造成的軋制力及軋輥彈性壓扁很大。這時(shí)，欲控制鋁箔的厚度，主要靠調(diào)節(jié)軋制速度、張力、軋輥表面粗糙度和軋制油理化指標(biāo)來進(jìn)行。而調(diào)整壓下裝置已不能有效地改變鋁箔厚度。這與冷軋變形有非常明顯的區(qū)別和難點(diǎn)。

3.1板型控制

鋁箔軋制最重要的是板型控制。因鋁箔很薄，如果板型不良，軋制時(shí)張力不能均勻地加到寬度方向，引起斷帶、鋁箔打折或起皺，嚴(yán)重時(shí)卷取后仍保留下來，造成鋁箔軋制不能穩(wěn)定進(jìn)行，并導(dǎo)致板型指標(biāo)不能滿足客戶的使用要求。

板型控制手段一般采用①冷卻液控制；②軋制壓力控制；③工作輥彎輥控制。以前是操作人員通過目視判斷軋制中的板型，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整?，F(xiàn)在開發(fā)了各種控制板型的裝置和技術(shù)，特別是板型自動控制技術(shù)(AFC），用高靈敏度的傳感器檢測，為縮小實(shí)際板型和目標(biāo)板型的偏差，綜合各種控制方法，形成閉環(huán)的板型自動控制系統(tǒng)。

隨著鋁箔厚度減薄，特別是在中精軋制，在無輥縫軋制狀態(tài)下，彎輥的作用對板型的控制已沒有實(shí)際意義；軋輥表面粗糙度影響到鋁箔的軋制速度和鋁箔厚度，因此，除輥型凸度和錐度外，工作輥表面粗糙度的均勻性也是影響板型的主要因素；考慮軋輥熱凸度的變化，在軋制過程中，軋制力的數(shù)值隨之發(fā)生變化；鋁箔很薄，在線板型與離線板型對應(yīng)誤差較大，維持較小的出口張力，采用較小的道次壓下率，以利于鋁箔板型的觀察和控制；輥系及機(jī)械框架的平行度及同心度是造成離線板型和在線板型差異的一個(gè)因素，應(yīng)及時(shí)對軋機(jī)部件的垂直度和水平度進(jìn)行矯正；張力輥的適宜凸度、壓平輥的穩(wěn)定性以及套筒的圓柱形精度都會對鋁箔的板型控制產(chǎn)生影響。

3.2表面質(zhì)量

表面質(zhì)量是高質(zhì)量鋁箔的重要質(zhì)量指標(biāo)之一。由于雙張鋁箔的軋制特征是在精軋機(jī)上進(jìn)行雙合軋制，因而形成了“光面”和“暗面”兩種表面質(zhì)量。雙合軋制時(shí)，有在精軋機(jī)的入口側(cè)由兩臺開卷機(jī)將兩張合起來進(jìn)行軋制的方法和用一臺重卷機(jī)重合后再在精軋機(jī)進(jìn)行軋制的方法。精軋完成后，用分卷機(jī)將雙張分切成單張。分離后的鋁箔，精軋時(shí)接觸軋輥的面變成有光澤性的亮面，兩張鋁箔相結(jié)合的面，由于自由變形，表面粗糙度大，成為暗面。

雙合軋制的暗面很容易出現(xiàn)“亮點(diǎn)”缺陷以及顏色不均現(xiàn)象（習(xí)慣稱陰陽面）。亮點(diǎn)缺陷通常是由于軋制油和雙合油的理化指標(biāo)不合理、工作輥表面粗糙度不均勻而引起鋁箔雙合軋制時(shí)局部的不均勻變形，使局部暗面顏色和亮度與基體不一致造成的；陰陽面缺陷表現(xiàn)為雙合的暗面光澤不均的帶狀條紋，退火處理后有減輕的趨勢，其產(chǎn)生原因是由于雙合油局部不足造成的。上述兩種缺陷是鋁箔軋制特有的；另外，由于坯料顯微組織結(jié)構(gòu)以及晶粒度的不均勻，常常暗面造成細(xì)小的不均勻條狀缺陷，影響鋁箔檔次的提高；鋁箔光面常出現(xiàn)通長的白帶缺陷，這與軋輥磨削粗糙度的均勻性、軋制油的局部冷卻潤滑能力以及清輥器的材料和接觸壓力的大小有直接關(guān)系，改善清輥器的結(jié)構(gòu)，提高軋輥（支撐輥和工作輥）的表面質(zhì)量是生產(chǎn)高質(zhì)量鋁箔表面的重要措施。

3.3針孔缺陷

針孔俗稱砂眼，是高質(zhì)量雙張鋁箔重要的質(zhì)量指標(biāo)之一，產(chǎn)生的原因很多，也是比較難控制的缺陷。鋁箔坯料的冶金缺陷及軋制工序均能產(chǎn)生。如熔體的凈化程度，包括含氫量、夾渣量和化合物的尺寸及含量，熱軋的粘鋁，鑄軋時(shí)的氣道、生產(chǎn)環(huán)境和軋制油的污染，軋輥導(dǎo)路的表面擦劃傷都是生產(chǎn)針孔的因素。鋁箔越薄，針孔數(shù)量越多。鋁箔軋制工序的工藝參數(shù)對控制針孔的產(chǎn)生有重要作用，軋輥表面粗糙度越大，軋制速度和張力越大，板型不良，壓下率過大，針孔數(shù)量有增大的趨勢。因此，分清產(chǎn)生針孔的原因，采取相應(yīng)的措施，是控制針孔缺陷的關(guān)鍵。

4.雙零箔軋制新技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展

4.1板型自動控制系統(tǒng)

板型AFC自動控制新技術(shù)正向鋁箔中精軋機(jī)普及，在現(xiàn)代高速軋機(jī)上已成為必不可少的裝備。ABB公司的stressmeter應(yīng)力計(jì)系統(tǒng)[9]，以高靈敏度板型輥為特征（Φ200或303mm），在3000m/min的情況下能夠檢測2×0.005mm厚度鋁箔的平直度。意大利Comital公司的四重鋁箔軋機(jī)裝備ABB應(yīng)力計(jì)平直度控制系統(tǒng)軋制后，在軋制速度最大為1500m/min狀態(tài)下，記錄的平直度偏差為8～10 I之間。

4.2板型控制手段多樣化

DSR（Dynamic Shaperoll）技術(shù)相對于VC和CVC技術(shù)的優(yōu)勢，呈現(xiàn)較強(qiáng)的發(fā)展勢頭；而HES（Hot Edge Sparays）將補(bǔ)償帶材邊部的溫度降落，提供了新的板型控制技術(shù)方法。

4.3軋制油潤滑冷卻技術(shù)

窄餾分、低芳烴的高檔軋制油對提高軋制效率，確保鋁箔表面質(zhì)量將發(fā)揮重要作用。軋制油凈化技術(shù)迅速發(fā)展，阿亨巴赫公司為加拿大Corus集團(tuán)Reycan制造的軋機(jī)，其軋制油SUPERSTACKⅡ過濾器為水平板式，確保軋制油過濾后去除大于0.5μm的固體粒子及大部分鋁皂化合物；軋制油內(nèi)雜質(zhì)殘留量由CONDUSEN傳感不間斷監(jiān)視，這些高精度傳感器安裝在過濾器的臟油回路和凈油回路上，過濾效果始終被監(jiān)控。

4.4合金成分

鋁箔合金成份范圍逐漸擴(kuò)大，特別是雙合軋制的單零鋁箔，8079、8011、8014、8021、8006牌號的鋁箔的生產(chǎn)和使用逐步擴(kuò)展。這有利于減少雙零箔的針孔數(shù)量、提高力學(xué)性能和表面質(zhì)量。

4.5晶粒細(xì)化技術(shù)新進(jìn)展

新一代Al-Ti-C晶粒細(xì)化技術(shù)的研究與應(yīng)用倍受重視。由于Al-Ti-B細(xì)化劑中的TiB2粒子容易聚集，損傷制品的表面質(zhì)量，引起包裝鋁箔的針孔，而Cr和Zr能引起TiB2粒子中毒，導(dǎo)致早期明顯的效果衰減。

Al-Ti-C細(xì)化劑能克服上述缺點(diǎn)。國外知名的晶粒細(xì)化劑生產(chǎn)和鋁加工企業(yè)，如LSM、KBM、SMC、VAW等公司都先后開展了Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑機(jī)理、生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)研究。Al-Ti-C在DC鑄造、薄板快速鑄軋、CC鑄造1XXX系產(chǎn)品的應(yīng)用前景看好。