27.7 铝箔的成品退火
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27.7 铝箔的成品退火
27.7.1 铝箔成品退火的种类
(1)低温除油退火。铝箔轧制后，铝箔 表面会残留部分轧制油，为了减少表面残油， 又能保证其硬状态的力学性能，可采用低温除
油退火工艺。退火温度为150～200℃,退火时 间为10～20h 。表面除油效果良好，铝箔的抗 拉强度微降5%～15%。
(2)不完全再结晶退火。部分软化退火， 退火后的组织除存在加工变形组织外，还可能 存在着一定量的再结晶组织，不完全再结晶退 火主要是为了获得满足不同性能要求的H22、 H24 、H26状态的铝箔成品。
(3)完全再结晶退火。退火温度在再结晶 温度以上，保温时间充分长，退火后的铝箔为 软状态。软状态退火不仅是为了使铝箔再结 晶，而且要完全除掉铝箔表面的残油，使铝箔 表面光亮平整并能自由伸展开。
27.7.2 铝箔成品退火工艺参数的优化
27.7.2.1 铝箔成品退火工艺参数的
选择
A 加热速度
加热速度是指单位时间所升高的温度。确 定铝箔加热速度应考虑下列因素：
(1)箔卷的宽度、直径越大，箔卷的热均 匀性越差，若加热速度太快，容易造成箔卷表 面与心部温度差别太大，由于热胀冷缩的原 因，箔卷表面和心部的体积变化会有较大差 别，从而产生很大的热应力，而使箔卷表面起 鼓、起棱。对0.02mm 以上的铝箔加热速度的影 响不明显，而对0.02mm 以下的薄箔加热速度应 适当降低，低速加热还有利于防止铝箔的粘连。
(2)快速加热易于得到细小均匀的组织， 改善其性能，如3A21 合金铝箔，为防止退火 过程中极易出现的局部晶粒粗大、晶粒不均匀 现象，通常采用快速加热的方法。
(3)在实际生产中，在保证质量的前提下 应尽量提高加热速度。
(4)有轴流式循环风机的退火炉，由于气 流循环快、温度均匀，可适当提高加热速度。 目前铝箔退火炉绝大多数是气流循环式电阻 炉，装炉量10～30t, 带有温度自动控制、超 温报警等功能，炉气温度的均匀性在±5℃以 下。
B 加热温度
加热温度是指成品退火的保温温度。加热 温度对退火质量影响很大，若选择合理，不仅 可以获得良好的产品质量，而且可以提高生产 率，降低电力消耗。选择加热温度应考虑下列 因素：
(1)对软状态铝箔，要求铝箔表面光亮、 无残油和油斑。从去除铝箔表面残油的角度来 看，加热温度越高，去油性能越好，但加热温 度太高，会使铝箔内部晶粒组织粗大，力学性 能下降。对软状态铝箔，薄箔的加热温度可选 择200～300℃。铸轧坯料生产的铝箔较热轧坯 料生产的铝箔加热温度高10～30℃。对软状态 厚箔的加热温度可选择300～400℃。加热温度 对0.0065mm×1000mm×φ340mm, 孔隙率为 9%～12%的铝箔卷，其除油效果的影响如表 27-41所示。
表27-41 加热温度对除油效果的影响
(2)加热温度越高，铝箔的自由伸展性越 差。图27-12为加热温度和保温时间对6μm 铝 箔伸展性影响。
(3)加热温度的高低对铝箔的组织和性能 影响最大，尤其对中间状态铝箔，正确选择加 热温度是保证中间状态铝箔组织和力学性能的 关键。为保证铝箔的组织和力学性能，一般先 采用试验室试验，根据试验室结果制定退火工 艺，然后再在工业生产中进行生产试验。值得 注意的是，按试验室结果选定的最佳退火工
保温时间
图27-12 加热温度和保温时间 对铝箔伸展性的影响
艺，在工业生产中往往并不理想，考虑工业生 产保温时间要长，一般将试验室选定的温度修 正为10～30℃,用于工业生产较为理想。
C 保温时间
保温时间指加热温度的保持时间。保温时 间和加热温度在一定条件下可相互影响，加热 温度高，保温时间就短。当加热温度一定时， 保温时间要保证铝箔表面和内部温度均匀一 致。保温时间的选择要考虑下列因素：
(1)铝箔卷的宽度和直径。对软状态双张 铝箔卷，当退火温度一定时，为达到除油效 果，应随着铝箔卷宽度和直径的增大，延长保 温时间，对宽幅、卷径大的铝箔卷保温时间可 达100～120h。不同宽度铝箔卷的保温时间如 图27-13所示。
(2)孔隙率对除油效果影响较大，孔隙率 大，保温时间可缩短，在其他条件相同时，孔 隙率为14%的0 .007mm 铝箔卷与孔隙率为 10%的0.007mm铝箔卷相比，前者可缩短保温 时间10%～20%。
(3)对有性能要求的铝箔，保温时间要 足以使铝箔卷表面、内部组织和性能均匀一 致 。
(4)考虑到生产效率，在能够保证铝箔退 火质量的前提下，应尽量提高加热温度，缩短 保温时间。
150-
100-
50-
100 400 700 1000 1300 1600
箔卷宽度/mm
图27-13 双张铝箔卷宽度与保温时间的关系
D 冷却速度
冷却速度的选择要考虑下列因素：
(1)铝箔卷的厚度、宽度和直径。铝箔厚 度越薄，宽度和直径越大，冷却速度应越慢， 冷却速度太快，会引起铝箔卷表面和内部温差 增大，产生较大的热变形，使铝箔卷表面起 鼓、起棱。冷却速度对0.02mm 以上较厚的铝 箔卷影响较小，但对0.02mm 以下较薄的铝箔 卷应控制其冷却速度和出炉温度，冷却速度应 小于15℃/h, 出炉温度应小于60℃。
(2)组织和性能。对热处理不可强化合金 箔材，冷却速度对组织和性能的影响很小，但 对热处理可强化的合金箔材，如果冷却速度太 快，第二相质点得不到充分长大，就有可能形 成细小的弥散质点，造成部分淬火效应，使强 度升高，塑性降低，所以对此类合金箔材的冷 却速度应加以控制。
(3)生产效率。在保证质量的前提下，可 适当加快冷却速度，缩短退火周期。
27.7.2.2 铝箔退火的方式
(1)普通空气电阻炉退火。对一般工业用 铝箔，普遍采用的是普通空气电阻炉退火，炉 内有轴流式循环风机，为保证炉腔内正压力， 清洗风机向炉内吹进外界空气。采用该种退火 方式，只要退火工艺选择合理，完全能够消除 铝箔表面残油，保证铝箔表面质量和性能良 好。
(2)保护性气体退火。保护性气体通常为 氮气，可采用液化气燃烧分解的方法或直接将 氮气通入退火炉内，氮气含量可达80%以上。 此种方式因为没有氧气，轧制油只蒸发而没有 氧化燃烧，所以，即使是高黏度轧制油，也不 易出现油斑和油粘连。
(3)负压退火。负压退火采用的不是向炉 内吹空气，保持炉内正压向外排油烟的方法，而 是向炉外抽气保持炉内负压的方法，采用该种方 式，轧制油挥发较快，可以缩短退火除油的时间。
(4)真空炉退火。铝箔真空炉退火除油效 果、表面质量好，但时间长、成本高。目前只 有一些必须高温退火并严格要求防止表面氧化 的电子铝箔采用真空炉退火。