铝箔生产工艺全流程解析 v2
Full Process Analysis of Aluminum Foil Production
> 更新日期：2026-05-20
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摘要：铝箔作为现代工业中不可或缺的基础材料，广泛应用于包装、电子、建筑、空调等领域。本文系统解析铝箔从坯料准备到成品包装的全流程生产工艺，涵盖坯料选型、轧制工艺（粗轧→中轧→精轧）、退火处理及分切包装等关键环节，并引用行业实际工艺参数，为铝箔生产从业者提供实用参考。
Abstract: Aluminum foil is an indispensable material in modern industry, widely used in packaging, electronics, construction, and HVAC applications. This article systematically analyzes the full production process of aluminum foil, from billet preparation to finished product packaging, covering billet selection, rolling processes (rough → intermediate → finishing rolling), annealing treatment, and slitting/packaging, with practical process parameters for industry practitioners.
关键词：铝箔生产工艺；铝箔轧制；铝箔退火；道次分配；速度效应
Keywords: aluminum foil production process; aluminum foil rolling; aluminum foil annealing; pass schedule; speed effect
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一、引言
铝箔是将铝及铝合金坯料经过多道次轧制加工而成的薄片材，厚度通常在0.006mm至0.2mm之间。由于其优异的阻隔性、导热性、可塑性和可回收性，铝箔已成为食品包装、药品包装、电容器制造、空调散热器、锂电池等领域不可替代的关键材料。
据《铝加工技术实用手册》记载，铝箔的生产工艺流程经历了从老式设备到现代高速设备的演进。老式设备由于规格小、轧制油黏度高，需要经过多次清洗和中间恢复退火工序；而现代铝箔生产工艺流程短、效率高，由于轧制油黏度下降和轧制速度提高，省去了清洗和中间退火环节，缩短了生产周期，减少了缺陷产生，提高了产品质量和成品率。
本文将从坯料准备、轧制工艺、退火处理到分切包装，系统解析铝箔生产的全流程。
二、坯料准备：DC材与CC材的选择
铝箔坯料是铝箔生产的起点，其质量直接决定最终产品的品质。铝箔坯料的厚度范围一般为0.3～0.7mm，选择多大厚度主要取决于粗轧机的设备能力和生产工艺安排。
2.1 两种坯料类型
铝箔坯料分为两大类：
- 热轧坯料（DC材）：由大铸锭（最厚可达600mm）经锯切、铣面、铸锭加热、热轧、冷轧、退火后生产。DC材组织均匀、力学性能稳定，适合生产高品质铝箔。
- 铸轧坯料（CC材）：由连续铸轧带坯（一般6～8mm厚）经冷轧、退火后生产。CC材工艺流程短、成本低，但不适于生产多品种铝合金板带箔材。
据行业统计，目前全球用铸轧料和热轧料生产的铝箔产量相当，前者略高于后者。
2.2 DC材与CC材的性能差异
两种坯料在铝箔轧制过程中的力学性能变化不同：
| 对比项 | CC材 | DC材 |
|---|---|---|
| 强度水平 | 较高 | 较低 |
| 加工硬化速度 | 快 | 慢 |
| 退火后强度 | 较高 | 较低 |
| 退火温度 | 较高（比DC材高10～30℃） | 较低 |
> 据《铝加工技术实用手册》，7μm铝箔DC材退火温度比CC材退火温度低10～30℃。因此，用不同坯料生产铝箔应分别采用不同的轧制、分切、退火工艺。
2.3 坯料技术要求
铝箔坯料需满足以下技术要求：
- 冶金质量：熔体经充分除渣、除气、过滤和晶粒细化，氢含量控制在0.12mL/100gAl以下，非金属夹渣不超过0.001%，铸轧板晶粒度一级。
- 表面质量：洁净平整，不允许有松树枝状、压过划痕、孔洞、腐蚀等缺陷。
- 端面质量：切边平整，无毛刺、裂边、串层、碰伤。
- 厚度偏差：纵向厚度偏差不大于名义厚度的±5%（高精度轧机可控制在±2%）。
- 板形：横向截面呈抛物面对称，凸面率不大于0.5%～1%，楔形厚差不大于0.2%。
2.4 坯料典型力学性能
据《铝加工技术实用手册》表27-15，铝箔坯料典型力学性能如下：
| 合金牌号 | 状态 | σb/MPa | δ/% |
|---|---|---|---|
| 1070-1060 | O | 60～90 | ≥20 |
| 1070-1060 | H14 | 80～140 | – |
| 1070-1060 | H18 | ≥120 | – |
| 1145 | O | 80～120 | ≥30 |
| 1145 | H14 | 130～150 | ≥3 |
| 1235 | H18 | ≥150 | – |
| 3003 | O | 100～150 | ≥20 |
| 3003 | H14 | 140～180 | – |
| 3003 | H18 | ≥190 | – |
坯料状态分软状态、半硬状态和全硬状态三种。对于一般力学性能要求的软状态或硬状态铝箔（如双张箔、普通单张箔），可选择软状态或半硬状态坯料；对于有特殊性能要求的铝箔（如电缆箔、酒标料、空调箔等），可选择半硬状态或全硬状态坯料。
三、轧制工艺：从粗轧到精轧
3.1 铝箔轧制的阶段划分
在双张箔的生产中，铝箔轧制分为粗轧、中轧、精轧三个阶段，从出口厚度上划分：
| 阶段 | 出口厚度 | 特点 |
|---|---|---|
| 粗轧 | ≥0.05mm | 与铝板带轧制相似，厚度控制主要依靠轧制力和后张力 |
| 中轧 | 0.013～0.05mm | 轧制特点已不同于板带材，开始出现铝箔轧制特殊性 |
| 精轧 | <0.013mm | 单张成品和双合轧制成品 |
3.2 铝箔轧制的特殊性
铝箔中精轧阶段具有区别于板带轧制的显著特点：
（1）无辊缝轧制：铝箔轧制一般在恒压力条件下的无辊缝轧制，调整铝箔厚度主要依靠调整后张力和轧制速度，而非像板带那样依靠轧制力调整辊缝。
（2）叠轧（双合轧制）：对于厚度小于0.012mm的极薄铝箔，由于轧辊弹性压扁，单张轧制非常困难，需采用双合轧制——将两张铝箔中间加上润滑油合起来轧制。此工艺能批量生产0.006～0.03mm的单面光铝箔。
（3）速度效应：铝箔轧制过程中，箔材厚度随轧制速度升高而变薄的现象称为速度效应。其原因包括：
- 润滑油带入量增加，摩擦系数减小，油膜变厚
- 高速时辊颈在轴承中浮起，轧辊相互靠紧
- 变形区温度升高（可达200℃），引起加工软化
3.3 加工率选择
据《铝加工技术实用手册》，铝箔轧制加工率的选择原则如下：
| 坯料状态 | 道次加工率范围 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 软状态或半硬状态 | 40%～65% | 双张箔、普通单张箔 |
| 硬状态 | 20%～40% | 电缆箔、酒标料、空调箔等特殊性能铝箔 |
- 纯铝箔材总加工率一般可达99%
- 铝合金箔材总加工率一般不大于90%
3.4 典型道次分配
硬状态坯料道次分配（据表27-16）：
| 道次 | 入口厚度/mm | 出口厚度/mm | 压下量/mm | 加工率/% |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.40 | 0.31 | 0.09 | 22.5 |
| 2 | 0.31 | 0.22 | 0.09 | 29.0 |
| 3 | 0.22 | 0.15 | 0.07 | 31.8 |
| 4 | 0.15 | 0.11 | 0.04 | 26.6 |
软状态或半硬状态坯料道次分配（据表27-17）：
| 道次 | 入口厚度/mm | 出口厚度/mm | 压下量/mm | 加工率/% |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.70 | 0.35 | 0.35 | 50.0 |
| 2 | 0.35 | 0.15 | 0.20 | 57.1 |
| 3 | 0.15 | 0.065 | 0.085 | 56.7 |
| 4 | 0.065 | 0.029 | 0.036 | 55.4 |
| 5 | 0.029 | 0.014 | 0.015 | 51.7 |
| 6 | 0.014×2 | 0.007×2 | 0.007 | 50.0 |
| 7（双合） | 0.014×2 | 0.0065×2 | 0.0075 | 53.6 |
可以看到，软状态坯料从0.70mm轧至0.0065mm，经过7道次，总加工率超过99%，其中第6道次开始双合轧制。
3.5 轧制力与速度效应
轧制力计算：考虑轧辊压扁和有张力时的平均单位压力公式为：
p’ = (L’² – L²) / 9500 + p”
其中摩擦系数μ在高速铝箔轧机上一般取0.03～0.07，粗轧取上限，精轧取下限。
速度效应系数K（据表27-18）：
| 出口厚度/μm | 速度效应敏感区/m·min⁻¹ | K值/μm·(100m·min⁻¹)⁻¹ |
|---|---|---|
| 200 | V₁～1200 | 8～16 |
| 100 | V₁～700 | 7～10 |
| 50 | V₁～600 | 5～8 |
| 30 | V₁～500 | 约5 |
| 15 | V₁～400 | 约3 |
出口厚度越小，速度效应越不明显，但轧辊表面粗糙度对速度效应仍有显著影响。
3.6 张力控制
- 后张力：对厚度调节作用明显且快速灵敏，选取值一般为所轧带材屈服强度的25%～35%。后张力过大增加断带次数，过小则入口打折。
- 前张力：主要作用是拉平出口铝箔、卷紧卷齐。纯铝单位前张力一般为25～60MPa，0.006～0.007mm道次以25～40MPa为宜。
四、退火工艺
4.1 退火类型
铝箔成品退火主要有三种类型（据《铝加工技术实用手册》）：
| 退火类型 | 退火温度 | 保温时间 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 低温除油退火 | 150～200℃ | 10～20h | 减少表面残油，保证硬状态力学性能，抗拉强度微降5%～15% |
| 不完全再结晶退火 | – | – | 获得H22、H24、H26状态铝箔成品 |
| 完全再结晶退火 | 再结晶温度以上 | 充分长 | 软状态，完全除掉残油，表面光亮平整 |
4.2 退火温度与除油效果
据表27-41的试验数据（0.0065mm×1000mm铝箔卷，孔隙率9%～12%）：
| 加热温度/℃ | 240 | 280 | 300 | 340 |
|---|---|---|---|---|
| 保温时间/h | 90～110 | 70～80 | 50～60 | 20～30 |
温度越高，所需保温时间越短，但需注意防止过烧。
4.3 退火工艺要点
| 参数 | 要点 |
|---|---|
| 加热速度 | 箔卷宽度、直径越大，加热速度应越慢；0.02mm以下薄箔加热速度应适当降低 |
| 加热温度 | 软状态薄箔200～300℃；软状态厚箔300～400℃；铸轧坯料比热轧坯料高10～30℃ |
| 保温时间 | 随箔卷宽度和直径增大而延长；孔隙率大可缩短；宽幅大卷可达100～120h |
| 冷却速度 | 0.02mm以下薄箔冷却速度应小于15℃/h，出炉温度应小于60℃ |
4.4 退火方式
| 方式 | 特点 |
|---|---|
| 普通空气电阻炉退火 | 最常用，炉内有轴流式循环风机，炉气温度均匀性±5℃以下 |
| 保护性气体退火（氮气） | 氮气含量80%以上，不易出现油斑和油粘连 |
| 负压退火 | 炉内负压，轧制油挥发快，可缩短退火除油时间 |
| 真空炉退火 | 除油效果和表面质量好，但时间长、成本高，主要用于电子铝箔 |
五、分切与包装
5.1 分切工艺
铝箔分切是将轧制后的铝箔分切成用户要求的宽度和卷径。分切时需考虑每边切边5～10mm，中间抽条2～6mm。
分切机分为立式和卧式两种：
| 项目 | 立式 | 卧式 |
|---|---|---|
| 最大卷取直径/mm | 1000 | 600 |
| 最高分切速度/m·min⁻¹ | 1400 | 500 |
| 卷取轴位置 | 在一侧 | 在两侧 |
| 压平辊 | 上下两个，卷径大时变形小 | 内侧一个，卷径大时变形大 |
随着铝箔成品卷直径增大和分切速度提高，立式分切机应用越来越普遍。
5.2 孔隙率控制
铝箔卷的孔隙率表示卷取的松紧程度，直接影响退火除油效果。据表27-40：
| 厚度×宽度/mm×mm | (0.006～0.01)×(200～300) | (0.006～0.01)×(300～500) | (0.006～0.01)×(500～800) | (0.006～0.01)×800以上 |
|---|---|---|---|---|
| 空隙率/% | 7～9 | 9～12 | 10～13 | 11～14 |
孔隙率太小影响退火除油效果，太大则易产生松卷。
六、总结
铝箔生产工艺是一个系统工程，从坯料选型到最终包装，每个环节都相互关联、相互影响。坯料的冶金质量和力学性能是基础，轧制工艺参数的优化是核心，退火处理是关键保障，分切包装是最终呈现。
现代铝箔生产正朝着高速化、自动化、精密化方向发展。板形自动控制系统（自动喷淋、自动弯辊、自动倾斜）、X射线测厚仪、速度最佳化控制等先进技术的应用，使铝箔的轧制速度和质量控制水平大幅提升。对于从业者而言，深入理解各工序的工艺原理和参数关系，是提升产品质量和生产效率的关键。
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参考文献
- 《铝加工技术实用手册》第27章：铝箔生产技术
- 《铝加工技术实用手册》第28章：铝箔轧制板形控制
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本文数据均引自《铝加工技术实用手册》，仅供行业参考。