電子銅帶精整工序表面質(zhì)量缺陷的分析和改進(jìn)

趙永林，李閣強(qiáng)

(河南科技大學(xué)，河南洛陽(yáng)471003)

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電子銅帶精整工序表面質(zhì)量缺陷的分析和改進(jìn)

趙永林，李閣強(qiáng)

(河南科技大學(xué)，河南洛陽(yáng)471003)

文章對(duì)電子銅帶精整工序中易產(chǎn)生的三個(gè)表面質(zhì)量缺陷進(jìn)行了分析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，提出了有針對(duì)性的改進(jìn)措施，提高了電子銅帶產(chǎn)品的表面質(zhì)量和成品率。

電子銅帶；精整工序；表面質(zhì)量

高精度電子銅帶加工工藝一般為，熱軋→銑面→冷軋→精整→剪切→包裝入庫(kù)，其中精整工序主要包括退火、酸洗、清洗、鈍化等，厚度在1.5mm以下的薄規(guī)格帶材在氣墊式退火線上進(jìn)行。該工序易產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷有，退火后性能不合格，帶材表面存在刷紋、水跡、白點(diǎn)等質(zhì)量缺陷。實(shí)際生產(chǎn)中，通過(guò)對(duì)爐子溫度、帶材速度等的精確控制，基本能避免帶材退火性能不合格問(wèn)題的發(fā)生，但在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)帶材表面質(zhì)量缺陷，對(duì)電子銅帶的成品率造成較大影響。由于精整工序位于整個(gè)電子銅帶加工工藝尾部，在此處因表面質(zhì)量缺陷而變成廢品或降級(jí)使用，將造成物料、能源、人工、設(shè)備等各方面的極大浪費(fèi)，甚至由此產(chǎn)生產(chǎn)品退換貨現(xiàn)象，造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，在客戶中產(chǎn)生不良影響。因此，在目前市場(chǎng)對(duì)電子銅帶產(chǎn)品表面質(zhì)量要求不斷提高的背景下，對(duì)帶材表面質(zhì)量缺陷的改善顯得尤為重要，本文對(duì)電子銅帶表面質(zhì)量缺陷進(jìn)行了分析，并提出改進(jìn)措施。

1 帶材表面質(zhì)量缺陷

在精整工序的氣墊式退火線中，對(duì)電子銅帶表面質(zhì)量缺陷影響較大的設(shè)備有[1]酸洗機(jī)、清洗機(jī)、刷機(jī)、鈍化箱、擠水輥、風(fēng)刀、烘干箱等。設(shè)備布置如圖1所示。

圖1 氣墊式退火爐生產(chǎn)線精整工序部分設(shè)備布置圖

酸洗機(jī)，主要用于去除銅帶在爐內(nèi)退火時(shí)表面形成的氧化物，同時(shí)也起到穩(wěn)定帶材表面狀態(tài)的作用。

清洗機(jī)，用于清洗帶材表面的臟物及殘留的酸液，壓力水通過(guò)噴嘴對(duì)帶材上下表面進(jìn)行沖洗，沖洗水循環(huán)使用。

刷機(jī)，用于刷掉帶材表面的氧化物和殘留的酸液，也利于穩(wěn)定帶材表面狀態(tài)；每組刷機(jī)由刷子和支承輥成對(duì)使用。

鈍化箱[2]，循環(huán)使用的鈍化劑采用噴淋方式與通過(guò)的帶材進(jìn)行反應(yīng)，在銅帶表面形成鈍化膜，達(dá)到防銹的效果，鈍化劑通常加熱至50℃左右。

擠水輥，用于擠除銅帶上下表面的鈍化液，利于銅帶表面快速干燥。

風(fēng)刀，由風(fēng)機(jī)將新鮮空氣通過(guò)風(fēng)刀吹向帶材上下表面，將殘留鈍化液快速吹除。

烘干箱，用于將鈍化后的帶材表面快速干燥；烘干箱由加熱器、新鮮空氣風(fēng)機(jī)、循環(huán)風(fēng)機(jī)、噴嘴等組成，將加熱后的空氣通過(guò)噴嘴循環(huán)吹向帶材上下表面，溫度通常保持在80℃左右。

電子銅帶在以上設(shè)備的處理過(guò)程中，易形成以下表面質(zhì)量缺陷：

(1)刷紋,指精整后的帶材表面存在的連續(xù)或有規(guī)律的間斷刷狀紋理，該質(zhì)量缺陷對(duì)帶材光潔度影響較大；

(2)水跡,指精整后的帶材表面沿帶材縱向呈線狀或水滴狀的水印痕跡；

(3)白點(diǎn),指精整后的帶材表面存在的針尖狀點(diǎn)跡，且通常布滿整個(gè)帶材表面。

2 缺陷分析及改進(jìn)措施

2.1 刷紋

2.1.1 產(chǎn)生的原因分析

(1)刷子本身的質(zhì)量問(wèn)題，如刷毛材質(zhì)、直徑、硬度及其編織方法和密度是否符合工藝要求；

(2)新刷的磨合狀況，通常直接使用新刷進(jìn)行帶材刷洗時(shí)將不可避免的產(chǎn)生刷紋；

(3)刷子在運(yùn)行過(guò)程中振動(dòng)較大。

2.1.2 控制及改進(jìn)措施

(1)按照刷子的制作工藝要求，加強(qiáng)對(duì)刷子供貨的嚴(yán)格驗(yàn)收；

(2)新刷在正常使用之前，使用備用帶對(duì)刷子按照正常生產(chǎn)轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)磨合，通常需連續(xù)運(yùn)行3～5h；

(3)在刷子安裝前，需要對(duì)裝配好的刷子和刷軸進(jìn)行動(dòng)平衡檢測(cè)，滿足規(guī)定要求；安裝后檢測(cè)刷子運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)狀況，看是否在規(guī)定范圍之內(nèi)，根據(jù)情況對(duì)刷子緊固裝置進(jìn)行調(diào)整。

通過(guò)以上措施，基本保證在視覺(jué)范圍內(nèi)看不到刷紋，滿足了工藝質(zhì)量要求。

2.2 水跡

2.2.1 產(chǎn)生的原因分析

(1)擠水輥擠水效果不好；

(2)風(fēng)刀對(duì)帶材表面的吹掃效果不好。

2.2.2 控制及改進(jìn)措施

水跡主要是鈍化后和烘干前對(duì)帶材表面水分進(jìn)行擠除和吹掃過(guò)程中產(chǎn)生的，所以要加強(qiáng)對(duì)擠水輥和吹掃風(fēng)刀的調(diào)試工作。

(1)設(shè)備上原裝擠水輥為Ф180mm×1000mm規(guī)格的鋼芯膠輥，壓下氣缸規(guī)格為Ф100mm×50mm。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行情況，擠水輥擠壓力不夠，同時(shí)膠輥起不到吸水作用，導(dǎo)致擠水不均勻，且殘留較多。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際將壓下汽缸更換為Ф125mm×50mm規(guī)格，增大擠壓力；將鋼芯膠輥改為同尺寸的新型3M輥，與橡膠輥相比，由于3M輥表面為不織布材料，因而具有多孔性、開(kāi)放結(jié)構(gòu)，可壓縮性、抗劃傷，便于維修、能修補(bǔ)，有自愈性、高摩擦性能的優(yōu)點(diǎn)。因此使用3M擠水輥既能大幅提高帶材表面的擠水效果，又能減少維修頻次和時(shí)間；

(2)將風(fēng)刀結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改造，如圖2所示。原風(fēng)刀結(jié)構(gòu)在帶材速度超過(guò)80m/min時(shí)，由于風(fēng)是朝一側(cè)吹出殘余水分，在一側(cè)邊部留有水跡不能吹除干凈。改進(jìn)后的風(fēng)刀結(jié)構(gòu)，風(fēng)刀同時(shí)向帶材兩側(cè)吹除水分，可加快帶材表面殘余水分的吹掃速度，通過(guò)在線100m/min帶材極限速度檢驗(yàn)，無(wú)殘留水跡，完全滿足工藝質(zhì)量要求。

圖2 風(fēng)刀改進(jìn)前后結(jié)構(gòu)形式

2.3 白點(diǎn)

2.3.1 產(chǎn)生的原因分析

對(duì)帶材表面白點(diǎn)成分進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，其成分為析出鈍化劑或鈍化劑與硫酸反應(yīng)生成的沉淀物。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行情況進(jìn)行分析，一方面可能為鈍化液配比參數(shù)不合適，溶解不夠，導(dǎo)致鈍化劑析出；另一方面可能為鈍化劑污染，即酸洗后的帶材表面殘酸未沖洗干凈，被帶入鈍化箱，將鈍化液污染，導(dǎo)致部分污染鈍化劑形成細(xì)粒狀沉淀附著于帶材表面。

2.3.2 控制及改進(jìn)措施

(1)鈍化液配比嚴(yán)格按照工藝執(zhí)行[3]，生產(chǎn)過(guò)程中及交接班時(shí)要觀察鈍化液質(zhì)量，檢查鈍化液濃度，若濃度超出范圍應(yīng)及時(shí)進(jìn)行稀釋；發(fā)現(xiàn)鈍化液渾濁要及時(shí)更換；

(2)加強(qiáng)對(duì)帶材表面殘酸的控制，避免或盡量減少殘酸進(jìn)入鈍化箱。可對(duì)清洗箱進(jìn)行改造，原清洗箱補(bǔ)水裝置根據(jù)水位的升降靠電磁閥自動(dòng)控制，清洗箱是一個(gè)自循環(huán)系統(tǒng)，清水噴射到帶材表面，沖洗帶材表面殘酸，后又回流至箱內(nèi)。隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，箱體內(nèi)水的含酸量不斷增加，導(dǎo)致帶材清洗效果不斷下降，故增加一個(gè)手動(dòng)常開(kāi)進(jìn)水管，進(jìn)水量可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，這樣使箱內(nèi)的水一直處于溢流狀態(tài)，可將部分殘酸帶出，避免酸濃度不斷升高。同時(shí)在保證殘酸清洗的情況下盡量降低用水量，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證效果明顯；

(3)若鈍化箱內(nèi)鈍化液已被殘酸污染，表面或箱壁甚至出現(xiàn)綠色漂浮物，要立即更換鈍化液。在重新配置鈍化液之前，對(duì)箱體進(jìn)行徹底清潔，尤其是對(duì)箱壁上可能附著的綠色附著物進(jìn)行徹底清除，防止其對(duì)新配的鈍化液形成二次污染。

通過(guò)以上措施，單次配制鈍化劑的使用由過(guò)去的平均三天到現(xiàn)在的平均半個(gè)月更換一次，并保證在鈍化劑使用周期內(nèi)帶材表面無(wú)白點(diǎn)質(zhì)量缺陷，同時(shí)由于鈍化劑使用時(shí)間大幅延長(zhǎng)，既降低了生產(chǎn)成本，又提高了生產(chǎn)效率，也降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)氣墊式退火生產(chǎn)線中，影響電子銅帶產(chǎn)品表面質(zhì)量的幾個(gè)工序設(shè)備或因素進(jìn)行分析，采取了有針對(duì)性的改進(jìn)措施，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐效果顯著，有效提高了產(chǎn)品成品率。其中有些措施看似簡(jiǎn)單，但卻是在生產(chǎn)中一次次不斷摸索改進(jìn)中得來(lái)的，如對(duì)風(fēng)刀改進(jìn)、擠水輥壓下缸的設(shè)計(jì)改進(jìn)、清洗箱補(bǔ)水量的確定等等。在此感謝現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)及維護(hù)師傅們的密切配合和支持。通過(guò)以上改進(jìn)措施，基本上杜絕了刷紋、水跡、白點(diǎn)等表面缺陷的發(fā)生，對(duì)電子銅帶產(chǎn)品表面質(zhì)量和成品率的提高做出了重大貢獻(xiàn)。

[1] 中鋁洛陽(yáng)銅業(yè)有限公司．容克氣墊爐技術(shù)附件(內(nèi)部資料).2008：31-33.

[2] 鐘衛(wèi)佳主編．銅加工技術(shù)實(shí)用手冊(cè)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社， 2007： 872-872.

[3] 中鋁洛陽(yáng)銅業(yè)有限公司．容克氣墊爐工藝說(shuō)明(內(nèi)部資料)．2011：5-6.

Analysis and Improvement of Surface Quality Defects of Electric Copper Strip in Finishing Process

ZHAO Yonglin, LI Geqiang

(Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, China)

The paper analyzed three common surface quality defects of electric copper strip in finishing process; it put forward targeted improvement measures in combination with actual production, thereby improving surface quality and production yield of electric copper strip.

electric copper strip; finishing process; surface quality

2015-02-02

趙永林(1979-)，男，在讀工程碩士，工程師，主要從事銅加工行業(yè)氣墊式退火爐、精軋機(jī)等設(shè)備的管理維護(hù)工作。

TG339

B

1671-6795(2015)05-0037-03