摘要:通过对铝合金铸轧卷工艺裂边的缺陷观察，分析了缺陷产生的原因。加强工艺监督，通过采取较小变形量、减小耳子与铸轧卷边部的摩擦力等措施，基本消除了铝合金铸轧卷工艺裂边现象。
关键词:铸轧卷;工艺裂边;变形量;摩擦力铸轧法
生产铝箔坯料由于省去了热轧法生产坯料过程中的铣面、预热和热轧等工序，缩短了工艺流程、大大降低了能耗，并且由于激冷的缘故，铸轧板坯的枝晶间距小，金属间化合物细小，适合于生产箔材坯料，因此在铝合金加工企业获得广泛应用。但是在实际生产过程中，铸轧板坯存在各种各样的缺陷，其中铸轧卷裂边是生产过程中常见的一种缺陷。这种缺陷的存在使铸轧带材在后续加工生产中，边部不断受到拉、压应力的作用，裂边不断扩展，特别是原有较大的裂边在冷轧中迅速扩展，达到一定程度时会导致断带，使生产中断，并且为轧机起火埋下隐患。另外，对于过大的裂边，在切边道次不能全部切掉，只能改切成其他规格的料，这不仅影响后续加工和用户使用，而且使生产成本上升。因此，在铝合金铸轧生产过程中要解决裂边过大或避免裂边的产生，这是技术人员一直需要解决的问题。
1缺陷观察及统计
某公司进行铝合金铸轧卷生产时，铸轧机为Ф1003mm×1850mm，采用的铸轧区为62mm～65mm，使用的耳子倒角为45°，如图1所示。对采用这样的铸轧区、耳子生产的1100、3003和8011铝合金铸轧坯料出现的裂边进行了统计(每个合金采用50卷进行调查)，结果见表1。通过统计，各系铝合金的铸轧卷都出现不同程度的裂边，特别是8011铝合金裂边较多，这为后续轧制带来了很多不便。
2缺陷分析
根据铸轧原理，在铸轧区内，液态金属被两个转动的轧辊冷却，短时间内完成铸与轧两个过程。金属表面与轧辊表面粘合无相对滑动，轧件变薄，只在金属中心有较大的后滑动。因此金属表面与内层受剪切力与压力作用，产生变形，并传递到液穴的凝固硬壳内，使凝固硬壳的内部产生同样的变形与剪切力［1］。当变形产生的剪切力超过凝固硬壳金属的剪切强度时，在材料的薄弱处首先开裂，进而扩展，待此处应力全部松弛后，裂纹不再扩大，这样形成了裂纹。在变形区内，边部金属由于同时受到来自耳子施加于其断面的向后摩擦应力，以及施加于两侧面的向前的拉应力，这两种方向相反的应力作用，使裂纹优先在边部产生［2］。
3改进措施及效果
通过对缺陷的分析，在生产中如果要避免或尽量减少裂边，主要采用减小变形量或减小耳子的摩擦力，因此该公司首先对不同的合金采用不同的铸轧区，并且使铸轧区尽可能小的方法进行生产。在生产过程中虽然没有消除铸轧卷的工艺裂边，但大裂边的卷数比例明显下降，具体统计数据见表2。根据对铸轧卷工艺裂边的形成机制分析，铸轧卷边部工艺裂边是由内部剪切力和外部应力造成的，耳子与铸轧卷边部的摩擦力是边部形成裂纹的外部应力因素。因此在改变铸轧区及减小变形量的基础上，同时对耳子进行了改造试验。为了减小耳子与铸轧卷边部的摩擦力，通过多次的生产摸索，在原有的耳子倒角为45°的基础上(如图1a所示)，在其内增加一凹槽，以减少耳子与铸轧卷边部的摩擦力，最终将耳子改造为如图1b所示。工艺措施改进前后生产的铸轧卷端面情况如图2所示，其改进效果良好，达到了铸轧卷无裂边的要求。
4结束语
通过分析及试验结果表明，影响铸轧铝合金卷工艺裂边的因素主要是铸轧区的大小及耳子反向摩擦力。采取相应的工艺改进措施后，铸轧卷裂边大幅下降，经过多次改进和摸索，该公司生产的1100、3003、8011铝合金铸轧卷基本上消除了工艺裂边。
参考文献:
［1］王志勇．减小铝铸轧板坯裂边的研究［J］．轻合金加工技术．1999，27(5):6－9．
［2］李平，张雨平．减小铝铸轧板坯美国农业论文裂边的措施［J］．轻合金加工技术．2009，37(5):7－8．
作者：飞尚才 蒋小霞 马世辉 刘春梅 关婷婷 单位：青海高等职业技术学院 宁夏大学机械学院
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