双零铝箔白条缺陷的研究及可能的解决方案

由于轧制的变形量要小很多,铸乳毛料的质量(晶粒大小、杂质相的类型和形貌等)和缺陷(偏析、夹杂、气道等)对最终箱材产品质量的影响更为直接,并且这种影响随着15箱厚度礼制越薄越发明显。使用本批次AA1235铸乳毛料生产的双零招箱,发现在产品表面存在沿整个礼向的所谓“白条缺陷”。　　为使用该铸札板生产的双零铝箔的正常试样和白条试样表面的SEM照片和EDS分析结果,由图可以看出二者的粗糖度几乎没有差别,第二相的种类、分布、尺寸也没有差别,细小的第二相颗粒均匀分布在A1基体中,可见箱轧过程中,大部分杆状的FeAb被礼碎,而招箱毛料中的其它第二相儿乎没有发生变化,保留至双零15箱中。由于双零15箱非常薄(0.007mm),并且处于乱制态,无法进行金相组织观察与比较分析,对正常和白条试样进行织构检测分析。　　与正常试样相比,白条试样的的织构的强度低于基础组织,二者a线上的取向密度和P取向线的位置几乎没有差别。P线上的差别却较为明显,正常试样为典型的高层错能面型立方冷乳织构,其C和S织构较强,而白条试样在P线上的织构取向密度均明显低于正常试样,织构组分体积分数分析结果同样显示,二者织构的主要成分均为形变织构S,B织构和C织构,白条试样的各个织构强度均低于正常试样。SEM分析排除了由于第二相聚集和粗糖度差别导致白条缺陷的可能性,因此认为可能是由于晶粒取向分布或晶粒尺寸差别导致光的反射不一,使得肉眼观察时存在白条缺陷。由织构分析可知二者仅仅只是织构强弱的差别,初步推断可能是由于锅箱毛料中的部分区域内晶粒较为粗大,粗大晶粒组织特征随着银箱轨制的越薄,一直延续遗传至电口1箱中。白条试样部分晶粒相对较为粗大,各向异性较强,织构分布相对更加随机、取向密度更低,而细晶粒组织乳制得到的招箱,组织更为细小,具有更强的织构。　　根据以上推测,将铸礼板低倍组织观察时发现存在的基础组织和光亮组织进行取样,按照毛料的生产工艺流程进行礼制、退火,取某一流程中的试样进行SEM、金相,织构检测与分析。为基础组织和光亮组织(4mm)冷轧态和高温退火态表面层测得的ODF图,由图可见,铸乳态中的强弱关系一直遗传至冷乳态和高温退火态中,光亮组织的冷乳态和高温退火态织构依然较弱,没有形成明显的织构。基础组织冷乱后,原本不强的立方取向变得更低,介于立方取向和G取向之间的晶粒随着轧制转到a取向线上的G取向上,变形织构C也得得到增强。　　基础组织和光亮组织的取向线分析,与铸乳态相比,基础组织中,P线上的织构得到加强,晶粒逐渐转向B取向或C取向,以及S取向。而光亮组织中,由于本来B织构较强,礼制后,B取向反而减弱,而C取向和S取向得到加强。进行对比分析,二者在a线、P线上的取向密度分布没有明显的差别,更多的只是强弱关系对比的差别,基础组织的织构略强于光亮组织。为基础组织和光亮组织冷乳后至4mm,经过高温退火(55(rC/8h)的纵向组织表层的金相照片。可见二者在高温退火的过程中发生了完全再结晶,沿厚度方向往中心层,晶粒尺寸呈现逐渐增大趋势。由于板材较厚,并且厚度方向组织分布的不均勻性,金相和SEM 未能观察出二者明显的差别。随着招箱轧制的越薄,铸乳毛料组织的影响将会越明显,按照工艺流程,将两种组织高温退火、冷乳、中温退火,得到其中温退火态的绍箱毛料(0.6mm厚)。二者中温退火过程时发生了再结晶,晶粒尺寸测量结果同样显示,中温退火态时,基础组织再结晶晶粒更加均匀细小。与高温退火态相比,中温退火态时晶粒尺寸更为细小,可见中温退火可以更进一步改善组织的均匀性和降低晶粒尺寸,有利于15箱毛料质量的改进。　　由此可知,按照实际生产流程,金相组织将一直遗传至高温退火态、中温退火态。直到0.6mm中温退火态时,二者的金相组织才能表征出较为明显的差别。并且从二者的织构遗传特性来看,乱制态的光亮组织的织构一直弱于基础组织,双零13箔中白条试样的织构同样也弱于基础组织。因此可知正是由于铸乳板的冷却不均导致部分区域晶粒“略微粗大”,随着招箱札制的越薄,金相组织遗传特征越加凸显,导致双零锅箔产生“白条缺陷”。由此按照2#方案流程,将铸乳板中的基础组织和光亮组织进行冷乳至2mm再进行高温退火(55(rC/8h),图5-]4,5-15为二者的高温退火态的取向分布函数和取向线分析。　　虽然二者的取向密度均较低,没有形成明显的织构。但可以看到二者取向密度差别已经明显缩小,结合二者的金相照片可知,釆取2#方案极有可能消除该白条缺陷,并且可以获得更加均匀细小的再结晶组织。值得注意的是,在该高温退火温度下,由于冷礼变形将会极大的促进有害相FeAl3的析出(图4-14),结合第二章4.1.2,可知525V为4mm冷乳板最佳的退火温度,因此建议合适的工艺流程为,冷札板厚度:2-3mm,高温退火温度:510°C-520°C,退火时间可以相应减少。　　通过金相、SEM、织构检测研究了铸轧板中的“基础组织”和“光亮组织”组织遗传特性,分析了双零铝箔中存在的“白条缺陷”的形成原因,并提出了可能的解决方案,得到如下结论:　　1)由于铸轧板生产过程中的冷却不均,部分区域冷却较差,导致该区域晶粒略微“粗大”。在实际的生产流程中,这种“粗大”晶粒组织特征将一直遗传至铝箔毛料中,并且随着轧制厚度的减薄,铝箔毛料组织的影响将会变得越加明显。由于“粗大不均”的晶粒各向异性更强,其织构更弱,使得光反射较为“散漫”,因此双零铝箔中产生“白条缺陷”。　　2)铝箔毛料进行中温退火发生完全再结晶,在有效的变形程度内(大于临界变形程度),可以更进一步改善组织的均匀性和降低晶粒尺寸,有利于铝箔毛料质量的改善和提升箱材表面质量。　　3)冷轧至2_再进行高温退火,与实际生产方案相比,铝箔毛料的再结晶组织更为均匀细小,并且基础组织和光亮组织的织构趋于一致,因此高温退火前加大铸轧板的变形量,有可能可以消除双零铝箔中的“白条缺陷”。需要注意的是,由于冷轧变形将会极大的促进有害相FeAl3的析出,因此建议的工艺流程为:铸轧板(6.5mm)—冷轧板(2-3mm)—高温退火(510°C-520°C/8h)—冷轧板(0.6mm)—中温退火(380。C/3h),并且退火时间可以适当减少。