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铝箔针孔产生原因及预防措施张国伟;文建平;陈海红【摘要】简要介绍了铝箔针孔的类型及其微观组织特征,详细分析了铝箔针孔在各工序产生的原因机制,并提出了切实可行的预防措施及生产各工序中的有效控制针孔的方法,可供生产铝箔过程中避免针孔超标之参考.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2011(039)009【总页数】7页(P35-40,64)【关键词】铝箔;针孔;改进;控制方法【作者】张国伟;文建平;陈海红【作者单位】广西机电职业技术学院,广西南宁530007;广西南南铝箔有限公司,广西南宁530031;广西南南铝加工有限公司,广西南宁530031【正文语种】中文【中图分类】TG3391 针孔的定义及检测方法铝箔表面迎光可见的不规则小孔中，小于0.3 mm的为针孔，等于或大于0.3 mm 的称为孔洞。
针孔的检测方法:在规定的环境及灯箱光源下，利用铝箔针孔的透光性来观察针孔的数量，并测量针孔的尺寸［1－2］。
具体检测标准按“GB/T 22638.2-2008 针孔的检测”。
2 针孔的分类及其特征2.1 宏观分类及其特征从宏观上看，铝箔针孔大致可分为三类:密集型针孔(如图1a)，大针孔(如图1b)和孤立的针孔(如图1c)等。
主要通过金相手段观察来辨认它们。
2.2 微观分类及其特征从微观上看针孔的产生物，铝箔针孔可分为:化合物类，夹杂物类，非金属压入类、金属压入类和铝屑压入类等。
主要使用扫描电镜、能谱仪、电子探针及光学显微镜等手段来观察，一般工厂企业可采用带摄影的反射光学显微镜进行观察。
(1)化合物类化合物类针孔缺陷的典型显微组织如图2a，周围金属无明显堆积及异常变形，能谱分析证明针孔缺陷处的块状物的成分主要含有Al、Fe、Mn等元素。
其宏观特征多为穿透型针孔。
图1 铝箔针孔的宏观类型Fig.1 Types of aluminum foil pinhole(2)夹杂物类夹杂物类针孔缺陷的典型显微形貌见图2b，由于夹杂物的存在使金属连续性破坏而形成针孔。
关于精整车间（退火炉）（有关铝箔退火后存在问题和解决办法预想报告）作者：刘正权一·退火的含义·目的1·退火的含义2·退火的目的二·退火炉在公司的任务·目标·作用1·退火炉有哪些任务2·退火炉为公司完成哪些目标3·退火炉在公司起到什么重要作用三·退火的分类及目的1·均匀化退火2·中间退火3·表面退火4·双零箔的退火四·公司退火出现的产品质量问题及如何解决1·双零铝箔发粘现象及如何解决2·亮晶(亮点) 产生的原因及改进:方法3·箔材表面平整度和箔卷缠绕松紧程度对油斑的影响4·控制双零铝箔的针孔数，提高超薄铝箔的质量一·退火的含义·目的1·退火的含义将金属构件加热到高于或低于临界点，保持一定时间，随后缓慢冷却，从而获得接近平衡状态的组织与性能的金属热处理工艺。
2·退火的目的(1) 降低硬度，改善切削加工性；(2)消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；(3)细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
在生产中，退火工艺应用很广泛。
根据工件要求退火的目的不同，退火的工艺规范有多种，常用的有完全退火、球化退火、和去应力退火等。
二·退火炉在公司的任务·目标·作用1·退火炉有哪些任务退火炉任务之重，责任之大，属公司机密主要任务是，为完成公司的：均匀化退火，中间退火，表面退火，大卷空调箔及双零箔的退火。
2·退火炉为公司完成哪些目标（1）退火合格率达,100﹪，达到预期交货。
（2）做到节能降耗·降本增效。
3·退火炉在公司起到什么重要作用退火炉在公司起到至关重要的作用，可以说98﹪的产品都要通过退火，来改善产品的质量性能。
提高双零铝箔焊接质量作者：张志军来源：《环球市场信息导报》2014年第09期在双零铝箔生产过程中，为了使成品的卷径达到用户的使用要求，需要对铝箔进行焊接，而接头处的焊接质量直接影响用户对产品的使用，并影响料卷的外观质量。
该文从铝箔接头焊接质量的影响因素出发，通过实验，确定了重叠量、焊接方式、焊接压力及焊接速度等工艺参数，从而保证了焊接接头质量，能够满足用户使用要求。
在双零箔生产中，分切是一道重要工序。
其任务一是分卷（对于双合轧制的铝箔产品），二是剪切，就是将轧制到成品厚度的产品，分切成客户要求的宽度、卷径，还要将轧制过程中产生的不合格品，如超厚、超薄、起皱、辊印、辊眼等缺陷进行细致的区分，为成品的质量控制做好准备。
因此铝箔产品的内在质量，在很大程度上取决于分切工序的控制。
f1. 双零铝箔焊接质量及影响因素双零铝箔在轧制过程中，由于厚度非常薄达到单张铝箔厚度0.0065mm，轧制时轻微的缺陷或设备问题均能引起断带，导致双零铝箔在分切前存在多个头。
在分切生产过程中，为了使成品的卷径达到合同的要求，需要对铝箔进行焊接，焊接一般使用超声波焊接设备进行，双零铝箔接头处的焊接质量直接影响用户对产品的使用，并影响料卷的外观质量。
因此焊接接头质量就显得尤为重要，焊接接头质量主要以焊缝平整、均匀、牢固，使用中不断带，端面整齐、接头处无明显串层、起皱为标准。
而影响焊接接头质量的主要因素是生产中实际操作和超声波焊接时的工艺参数。
生产中实际操作对焊接接头质量的影响。
当双零铝箔发生断带或成品卷径未达到要求时均需要进行焊接。
焊接时应注意下列事项：每轴小卷应扒掉停车后产生的米数并且保证每个卷扒掉的长度大体一致（因停车中往往会因张力波动造成料卷串层）；放到焊接辊上进行焊接的铝箔表面应洁净，并保证铺展平整，目前多采用无水乙醇上下张擦抹来固定接头处的铝箔；焊接处两边重叠的铝箔要平直；焊接后用刀尺撕去多余料头，并在接头处夹一本批铝箔的切边料，撕头应平整，不能有毛刺、岔口、残边等，搭头处不得有起皱、气泡等，以防焊缝产生缺陷。
关于铝箔车间的白条原因分析4月28日下午1点丁总组织会议，主要讨论目前客户反馈的质量问题，如：黑丝、黑道、色差（所谓的白条）、油斑、异味。
针对这几项产生的原因及解决办法如下：（希望能实施改正）一、色差（所谓的白条），又叫光泽不均（粘附杂质）在铝板、带、箔，卷的表面或板出现的光泽不均匀，呈片状、束装、条状。
从微观上可分为“粘附杂质”和“表面微裂纹”两类，“粘铝”和“表面微裂纹”密度增大，光泽不均的密度也增大，且呈白色。
在做酸洗、碱洗后晶粒各方面没有变化，和其它位置一样。
起因：1、由于压延速度过大（即压下量过大），铝卷表面侵入压延油而形成粘附杂质；2、由于润滑不当，轧辊表面的粘附物变厚，并附到铝卷表面。
3、因断带或其他原因造成辊面擦伤，印在带材表面上的辊花4、用轧过窄带的轧辊轧制宽带形成暗道解决办法：依据相应的起因进行纠正管理。
二、对于铸轧板表面白条缺陷其形成原因基本就是两条，即：非金属夹渣和偏析引起的。
在下道工序轧制中，会被压碎，碎片尺寸往往大于6um，当板带较厚时，在表面形成白条子，呈不规则的片状或束装，在酸洗、碱洗后白条处的晶粒和没有白条处的晶粒不一致。
在轧制到双零箔时会形成大量针孔。
二、针对我公司在嘉兴出的板面质量问题，嘉兴的老总说你们的来料色差不一致，造成我彩涂后的严重色差。
不能使用。
结合产品的表面情况，我公司目前发生的产品质量属于光泽不均引起。
三、黑丝、黑道针对黑丝、黑条缺陷产生的原因如下：1、属于铸轧夹渣系列，铝液中混有金属和非金属夹渣物，在后续轧制时形成黑条。
2、冷轧机或者箔轧机导路不清洁，或外在脏污掉在板面上经过轧制而成3、轧制油不清洁4、料头尾有擦伤，在轧制时脏油压入造成，或者严重的板形问题造成局部擦划伤引起解决办法：1、铸轧加强除气除渣管理，严格按照工艺规程操作2、冷轧、箔轧加强油品管理，轧制油的透光度必须在90以上方可轧制3、冷轧、箔轧必须每班2次以上清理轧机导炉，洁净轧机系统。
避免粘锡箔纸的方法
1.将锡箔纸放在平整的表面上，避免产生褶皱和弯折，以减少粘附的机会。
2.在使用锡箔纸之前，先将食品或容器表面涂抹一层油或牛奶，可减少锡箔纸和食物之间的摩擦力，降低粘附的可能性。
3.在锡箔纸上滴几滴水，轻轻涂抹均匀，形成薄薄的水膜，也可以减少食物与锡箔纸的粘附。
4.使用烤箱时，可以在锡箔纸上撒一层面粉或淀粉，再将食物放上去，这样可以减少粘附。
5.选择质量较好的锡箔纸，避免使用较薄的锡箔纸，较厚的锡箔纸更不容易粘附。
6.注意控制烤箱温度，避免食物过度溢出或冒泡，减少锡箔纸与食物接触的机会。
7.在烘焙传统或不易粘附的食物时，可以不使用锡箔纸，直接在烤盘上刷一层油，或使用烤盘油纸，减少粘附问题。
双零铝箔针孔产生原因及控制方法随着铝箔应用领域及需求量不断增加，国内铝箔工业不断发展，尤其是软包装用铝箔产业发展迅速。
除了电解电容器中使用高质量的双零铝箔外，在包装用铝箔中，90%以上为双零铝箔。
铝箔的针孔数目与铝箔的厚度有关，随着铝箔厚度的减薄，其针孔数迅速增加，当其厚度在0.02mm以上时，铝箔可以达到完全无针孔。
针孔是铝箔的主要缺陷之一，是所有缺陷中影响最为严重的缺陷，也正是有针孔的存在，使得铝箔的氧气透过率和水蒸气透过率不为零。
铝箔针孔的大小和数量对铝箔及其复合材料的防潮性、阻气性和遮光性有着决定性的影响。
1铝箔坯料对针孔度的影响铝箔坯料状况直接影响轧制产品的质量和成品率的高低。
随着铝箔厚度的减小，隐藏在坯料内部的各种缺陷，如夹杂、气泡、外来杂质、粗大第2相粒子等都将逐步暴露出来，对铝箔轧制和产品质量产生不良影响，如形成穿孔或裂缝，严重时将使铝箔断带。
统计资料表明，铝箔中的针孔数随夹杂量、化合物尺寸的增加而增加，并且随铝箔厚度的减薄而呈指数函数增加。
存在于坯料表面的各种缺陷，如擦伤、起皮、水斑、灰污等，也将以拉长的形式继续存在于铝箔表面，当压下量达到一定程度时，会使铝箔穿孔或断裂。
1.1铝箔坯料的化学成分对铝箔针孔数的影响铝箔中的化合物相主要有α（FeSiAl）相、β（FeSiAl）相和FeAl3相。
α（FeSiAl）相是比较理想的铸态化合物，这种相以骨骼状和圆颗粒状为主，容易在变形过程中被破碎，而且较容易在均匀化过程中溶解到基体；FeAl3相为针片状化合物，在铝箔轧制过程中，这种粗大化合物相形成裂纹源，扩展形成针孔。
进口坯料的化合物以α（FeSiAl）相和β（FeSiAl）相为主，而国产铝箔毛料中的化合物则以α（FeSiAl）相和FeAl3相为主，这也就造成国产双零箔针孔数高出国外的原因。
要控制最佳晶粒度，得到组织均匀、晶粒细小的坯料，生产中可使用适量的Al-Ti-B晶粒细化剂细化晶粒。
铝箔及镀铝膜复合过程中的故障与对策最常见的复合产品有'斑点'和'白点'等质量问题，这两种质量问题出现的机率比塑/塑及铝/塑或铝/纸复合加工中出现的质量问题还多。
一、镀铝膜复合产品产生'斑点'现象镀铝膜复合后产生明显的白色或灰色斑点，这些斑点在满版油墨印刷复合过程中最为常见，主要原因有三个方面：1、镀铝膜本身质量较差，镀层容易剥离及镀铝膜、压延膜不平整/特别是胶黏剂涂布时流不平，在复合后而出现密密麻麻或零乱大小不等的白点更易产生。
油墨及胶黏剂在其表面的粘接力高低不一，在斑点产生处油墨层与镀层粘接力较低（因油墨或胶黏剂分散不均导致的斑点）使层间紧密度差；无斑点处镀层已明显转移，层间紧密度好。
通过镀铝层反光强弱，形成白色点或灰色斑点，其斑点深浅程度与油墨遮盖力和施胶量尤其是胶流平性有很大关系。
遮盖力好，斑点浅；胶流平性好而涂层均匀，白点少；反之，斑点多，白点严重。
2、油墨本身紧密度不好和遮盖力较差。
印刷薄膜涂胶后油墨层被黏合剂中的乙酸乙酯所侵润，并有部分被溶解，复合后墨层/胶层极易被胶黏剂体系的溶剂侵润、破坏而产生深浅不一，造成色泽差异，就形成所谓的斑点。
3、黏合剂质量较差。
这里并不是说黏合剂本身，而是这种黏合剂对镀铝层亲合力较差，特别是流不平的胶黏剂在OPP印刷膜及BOPP印刷膜与镀铝膜复合，这种胶表现更为明显。
主要因为这种黏合剂表面张力高，涂布性能差，胶水涂布不均，造成'斑点'现象。
同时这种胶一般初粘力较高，溶剂释放性差，熟化后由于残留溶剂影响，强度反而不如初粘力。
印刷膜复合后，油墨层被残留溶剂所侵润，也有可能产生斑点现象。
此类胶黏剂在150线以上的网辊上高速复合使用时，产生上述现象会更加明显。
胶黏剂涂层如不能与印刷油墨墨膜产生微溶，表面上看不到白点，但经复合工艺后其胶层与墨层，甚至承印薄膜层的附着力达不到包装商品的实际要求而极易剥离。
双零铝箔发粘现象的解决思路
双零铝箔发粘现象包含现两层意思：铝箔的力学性能不合使用要求及铝箔表面除油效果不良而造成铝箔在使用过程中产生剥离困难．通过改善成品退火工艺并控制轧制工序的轧制油量及其理化性能，调整分卷分切的张力使用参数，消除了铝箔发粘缺陷．
铝箔按生产状态有软硬两种，双零箔大多数是在软化退火后使用，软化退火不仅是为了控制铝箔的力学性能，而且要消除铝箔表面的残油，获得平整光亮的表面，并能自由展开．不同用途的铝箔，要求的除油程度不同，如复合用铝箔及电容器用铝箔表面不得有残留润滑油．但近年来，用户对双零箔的质量提出的要求越来越高．铝箔发粘成为主要缺陷之一，软状态双零箔发粘现象主要表现为：双零箔手感“发软”，用户使用过程中不易于保持平整的板型；双零箔卷层与层之间粘连，严重的形成“板结”，在开卷过程中，剥离困难，造成铝箔不能正常使用．严重影响了铝箔的生产销售．本文介绍了我们解决这一问题的措施．
1退火工艺改进
1.1双零箔成品退火制度的原则
通常双零箔退火的目的，一是为了获得一定的塑性；二是为了获得光亮、干净无残油的表面质量．过去制定双零箔成品退火工艺的主要考虑因素，是纯铝箔的再结晶温度和轧制油的馏程．由于纯铝箔的再结晶温度约为240～260℃，铝箔轧制油的馏程一般约为200～260℃，过去制定的退火工艺，退火温度一般为300～400℃，退火周期10～40h．这种退火制度，由于温度高，油脂燃烧，发生油膜碳链分解氧化，引起铝箔污染，造成黄褐色油斑．
1.2以往双零箔成品退火工艺的不足
近几年来，逐步采用所谓低温长时间退火工艺，其退火温度不低于280℃，退火时间可达到150h,但双零箔退火后的效果并不理想．双零箔的退火温度是否必须高于纯铝箔的再结晶温度？如果低于再结晶温度进行退火，能否满足用户的使用要求？低温下，除油效果怎么样？退火温度和时间如何掌握，才能保证力学性能表面质量均符合要求，是必须通过试验回答的问题．
1.3新退火工艺的制定依据
退火工艺主要参数是退火时间，主要取决于装炉量、箔卷的宽度和卷径．装炉量大，卷径越大，箔材越宽,则退火时间越长．应保证除油效果的前提下，退火温度越低越好，而不必考虑铝箔是否充分再结晶．满足用户使用要求是制定新退火的依据．
1.4新退火工艺应用效果
在循环空气炉中进行铝箔的退火试验．考虑到消除铝箔卷的起棱鼓缺陷，要慢速加热，慢速冷却，采用阶梯式加热制度．根据铝箔卷径和铝箔宽度来试验退火保温时间；根据不同的退火温度来考
察铝箔的力学性能、铝箔的粘附性和铝箔的脱脂性能．
退火试验结合工业生产，选用10t箱式循环空气炉，加热功率为360kW,最高加热温度为535℃．试验铝箔的合金状态为1235-O,厚度为0.006～0.007mm,卷径300～500mm,宽度分别为350、460、520、787、920、1024、1216mm,根据试验铝箔的规格退火时间（加热+保温+冷却）为30～150h,退火温度为180～300℃．
铝箔的力学性能，粘附性和脱脂性的检测方法分别执行GB3198-1996附录C～附录E．拉伸试验设备为ZLD-10电子拉力试验机．
试验结果见表1,根据试验数据，经分析研究，确定工业生产的退火温度在250℃以下，可消除铝箔的发粘缺陷．
表1铝箔退火试验结果对比
退火温度/℃σb/MPa δ/% 脱脂性开卷特性
280～250 41～69 0.5～1.0 A级易粘连
240 73～89 0.5～1.0 A级L≤200mm
230 76～91 0.5～1.0 A级L≤200mm
220 87～98 1.0 B级-
2轧制工艺控制
通过适当的退火工艺，可以达到良好的除油效果，获得表面干净无残油、无粘接、无油斑、光滑能自由展开的高质量铝箔．但这里有一个前提，即轧制工序的铝箔带油量及轧制油和添加剂的性能、种类和配比必须适宜．如果轧制工序带油量大的话，靠后续的退火工序无法达到良好除油效果．
2.1轧制油量的控制
双零铝箔硬状态下表面残油厚度约0.02～0.2μm[1]．表面残油量大，会使铝箔的复合、印刷等精制加工产生困难．在实际生产中，应严密监视轧机出口侧铝箔表面的带油量，不允许有可见的白色带油痕迹，否则应及时检查并调整支承辊清辊器、出口则防油板清辊器以及轧制线参数等．如1999年2月，我公司精轧机生产1707批和1710批时，由于清辊器故障，轧机带油多，造成铝箔退火后，除油不好，形成“板结”．
2.2轧制速度的控制
轧制速度过快，铝箔表面的油膜会加厚，通过甩溅造成的带油量也增加，铝箔表面光泽变暗，这将会给退火脱脂工序造成困难．双零箔的成品精轧速度不易于超过500m/min,道次压下率也控制在50%左右．
2.3轧制油及添加剂的理化性能
铝箔轧制油除冷却和润滑作用外，还应能够保证铝箔表面光亮，退火时易挥发，轧制达到一定的
压下率，氧化稳定性好，无难闻气味等．
轧制油一般以矿物油为基油，粘度为（1.5～3.0）×10-6m2/s,添加剂为高级脂肪酸、高级脂及高级醇．酸类分子的极性强，与铝箔表面形成较为牢固的吸附膜，在较高的退火温度下，发生油膜碳链的分解氧化，引起铝箔污染，造成黄褐色油斑．由于油酸饱和吸附最小浓度为1%，因此在轧制油中加入少量油酸即可在铝箔表面形成一层较为牢固的化学吸附膜，况且，油酸属于不饱和分子结构，在长期使用过程中，易发生氧化变质，所以，不希望多量使用．
轧制油温的控制很重要．随着轧制油温的增加，轧制油变稀可能润滑不良，使轧制负荷迅速增加，轧制速度提高，轧机甩油严重，粘铝现象增加．使用脂肪酸时，细粉生成速度快于醇或脂的，基于此，也应限制油酸的过量使用．
3分切工艺控制
铝箔的表面除油质量，除与轧制工序和退火工序的质量控制有关外，还与分切工序的卷紧程度有关．由于铝箔卷在退火炉中被热空气所包围，箔材层与层之间的轧制油需通过一定的缝隙逸出，挥发变成气体，如铝箔卷卷得太紧，轧制油的挥发就变得困难．生产中，控制好双零箔的空隙率很重要．分切操作中，根据不同的料宽，把分切的锥度张力在6%到32%之间进行调整，取得了较好的除油效果．
4结论
在退火温度低于双零箔的再结晶温度和轧制油终馏点温度的情况下，通过采取适当的加热制度、冷却制度、退火保温时间等退火工艺参数，使得软状态双零箔的力学性能和表面除油效果均能满足用户的使用要求，消除了铝箔发粘、开卷剥离困难的现象．这表明双零箔成品软化退火的基本目标不再是首先确保金属充分再结晶，而是要寻求一个满足用户使用要求的力学性能的退火温度，并确保在这一退火温度下，铝箔的表面除油质量达到A级．
确保双零箔退火除油效果的前提是轧制工序轧制油理化指标合理，轧制铝箔表面带油不能过多，同时，分切机张力控制要准确，一般卷取张力应随铝箔卷径的增大而减少，达到一个合理的空隙率，方能保证除油质量合格。
