電纜箔是利用鋁箔的密閉性和屏蔽性,單面或雙面涂敷上塑膜后,構(gòu)成的鋁#塑復(fù)合箔,用作電纜的護(hù)罩。電纜箔要求表面帶油量少,無孔洞,具有較高的力學(xué)性能,總體質(zhì)量要求不高,但對長度要求較為嚴(yán)格
通訊電纜的外表需包裹一層鋁箔,以起到保護(hù)和屏蔽作用。這種鋁箔通常用1145牌號的工業(yè)純鋁制造,經(jīng)連鑄連軋、冷軋、分切及完全退火后,按照用戶所需長度分成小卷供給電纜箔復(fù)合廠,在鋁箔表面上覆上塑料薄膜,分切成若干小條成卷盤狀供給電纜廠。由于這種復(fù)合鋁箔具有質(zhì)量輕、防護(hù)屏蔽效果好等優(yōu)點,所以越來越受到青睞,不僅國內(nèi)廣泛應(yīng)用,還出口到中東等地。3年前,每噸售價為21000元金額,效益很好。目前,由于競爭激烈,經(jīng)濟(jì)效益已大幅度下落。但是,如果鋁箔生產(chǎn)廠對常發(fā)生的質(zhì)量問題,諸如表面油斑、腐蝕、孔洞及伸長率低等問題重視不夠,成品率太低,那么,在激烈的市場競爭中,不僅沒有經(jīng)濟(jì)效益可言,而且還可能賠本。筆者從事多年鋁箔生產(chǎn)技術(shù)工作,積累了一些經(jīng)驗和教訓(xùn),以此文供同行參考。
1電纜箔的表面質(zhì)量
電纜箔是在0.15-0.20mm厚的鋁箔上下表面貼附上特殊的塑料薄膜(0.0規(guī)格厚)而成。貼附方法有干貼和濕貼兩種,干法是利用高溫(200℃)輥壓方式把薄膜貼上去;濕法是涂膠粘合。目前大多數(shù)采用干法。貼附塑膜后用專門儀器把薄膜從鋁箔上撕下來,以測定塑膜粘結(jié)牢固程度,此測定數(shù)據(jù)很重要,稱為剝離強(qiáng)度。按照通訊電纜行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(代號YD/T 723.2-94)該強(qiáng)度不應(yīng)小于6.13N/cm;另外還有熱合強(qiáng)度不應(yīng)小于17.5N/cm。鋁箔表面質(zhì)量是影響剝離強(qiáng)度的較主要因素,其主要表面質(zhì)量問題是油斑、腐蝕、過氧化等。
1.1油斑
油斑是鋁箔表面較常見的質(zhì)量問題,主要產(chǎn)生原因是軋制油中混入了機(jī)油或軋制油運動粘度大,另外,軋機(jī)出口處風(fēng)嘴角度不正確,風(fēng)壓太小,沒有把箔帶上的油吹凈。解決方法是:①防止機(jī)油混入軋制油;②控制好軋制油的運動粘度,不可超過2.34×10-6m2/s;③冷天應(yīng)對軋制油進(jìn)行加熱;④控制好添加劑的加入量,5%-7%;⑤在軋機(jī)出口處增加上下兩排風(fēng)嘴,上排2個風(fēng)嘴,下排4個風(fēng)嘴,從中間向兩邊吹;⑥在較后一軋制道次人工擦掉鋁箔表面的油污;⑦鋁箔退火時,在200℃停留一段時間,讓軋制油充分揮發(fā)。
1.2腐蝕
許多人把鋁箔的腐蝕和氧化混為一談,其實,兩者是完全不同的,腐蝕是鋁原子失去電子形成白色粉末,產(chǎn)物對基體無保護(hù)作用;氧化是鋁原子與氧化合成氧化物,產(chǎn)物對鋁基體有保護(hù)作用。鋁在自然界中會自身形成一層約1/500μm的氧化膜,起自我保護(hù)作用。鋁箔被腐蝕后表面形成的白灰會嚴(yán)重降低覆塑箔的剝離強(qiáng)度。鋁箔被腐蝕是遇水或堿液造成的。鋁箔在運輸過程中被雨水淋濕是常見的腐蝕原因。另一種被人忽視的是霧水造成的。鋁卷箔在高溫狀態(tài)下夜間長距離運輸時,鋁卷材一側(cè)很快冷卻,另一側(cè)處于高溫,冷卻處霧水凝結(jié)在上面并滲入鋁卷材,運到客戶的倉庫后,高溫一惻又把低溫側(cè)加熱,造成鋁卷材腐蝕。解決辦法是:①鋁卷包裝嚴(yán)密,嚴(yán)防雨淋;②不包裝和運輸高溫狀態(tài)的鋁卷材。
1.3過氧化
鋁材表面自然形成的一層氧化膜有保護(hù)作用,但如果在高溫狀態(tài)下用強(qiáng)風(fēng)冷卻,勢必造成過氧化、表面變色如彩虹。過氧化的鋁箔也降低覆塑箔的剝高度度。防止方法是鋁箔退火出爐后不可以用強(qiáng)風(fēng)吹冷,讓其慢慢冷卻。
2電纜箔的力學(xué)性能
按照通訊電纜行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),電纜箔的力學(xué)性能是:0.1、0.15、0.20mm厚的電纜箔強(qiáng)度不小于54MPa,伸長率不小于15%。可看出要滿足上述指標(biāo)并不難,但是大多數(shù)客戶都要求電纜箔的Rm≥70MPa或者是80MPa以上;伸長率的要求是:0.20mm厚的,A≥20%;0.15mm的A≥18%。這主要是防止覆塑膜時特別是往電纜上纏繞時出現(xiàn)斷裂。因為覆塑膜后要分切成若干小條,較窄的為12mm,分切時有可能出現(xiàn)輕
微裂邊或毛刺,使用時,要帶張力進(jìn)行纏繞,有輕微缺點就會因應(yīng)力集中而斷裂。一條電纜通常有2km或3km長,在高速運轉(zhuǎn)的機(jī)器上纏繞發(fā)生意外斷帶是非常危險的,并且會造成很大經(jīng)濟(jì)損失。因此,必須采取以下措施,提高鋁箔的力學(xué)性能,以滿足客戶的要求。
2.1化學(xué)成分
目前多數(shù)生產(chǎn)電纜鋁箔的廠家采用牌號為1145的工業(yè)純鋁,按GB3190-97標(biāo)準(zhǔn)其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)如表1所示。
表1規(guī)定Fe+Si≤0.55%,沒有對Fe,Si各自的含量作具體規(guī)定,有的生產(chǎn)廠不了解Fe、Si對鋁箔力學(xué)性能的影響,而沒有對它們進(jìn)行特別的控制,使產(chǎn)品的強(qiáng)度特別是伸長率達(dá)不到客戶的要求。根據(jù)我們的經(jīng)驗,F(xiàn)e含量應(yīng)有嚴(yán)格限制,較好在0.35%-0.45%之間;Si在0.15%-0.10%之間。這種成分再配合適宜的熱處理制度,鋁箔的強(qiáng)度可超過90MPa,伸長率也能達(dá)到客戶的要求。
2.2熱處理制度
電纜箔都是以O(shè)狀態(tài)供貨,退火時裝爐要防止鋁卷受壓而采用特殊鋼框架,懸空放置,否則,退火后鋁箔可能粘連在一起而分不開。熱處理制度如表2所示。
此外,鋁箔的力學(xué)性能還與冷作加口工率有關(guān)系,通常用8.0mm鑄軋坯料可連續(xù)加工至0.10-0.15mm,中間不需退火。如果邊部裂邊太嚴(yán)重需中間退火,而熱處理制度應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
2.3試樣加工
電纜鋁箔力學(xué)性能檢驗試樣加工不合格則不能正確反映鋁箔的性能,經(jīng)常發(fā)生客戶復(fù)查的性能指標(biāo)和生產(chǎn)廠檢驗的相差很大。根據(jù)國標(biāo),鋁箔試樣采用長條狀,15mm寬,標(biāo)距100mm,兩邊必須平行,用切紙刀剪切時不能停頓,不能有缺口、毛刺,有手感毛刺時應(yīng)用細(xì)砂紙仔細(xì)打磨,檢驗時試樣夾持應(yīng)垂直,防止應(yīng)力集中過早拉斷。
3電纜箔的孔洞
電纜鋁箔是成卷交貨,出廠前無法對卷內(nèi)進(jìn)行檢查,客戶在覆塑膜過程中發(fā)現(xiàn)箔帶上有孔洞是很麻煩的事,如果從孔洞處切斷就勢必造成長度不夠,整卷報廢,還要賠上塑料薄膜,損失很大。出現(xiàn)孔洞主要是因鑄軋坯料質(zhì)量不好造成的。
3.1氣泡
鑄軋時靜置爐內(nèi)的鋁熔體除氣不充分或鋁熔體在流槽中吸進(jìn)潮氣,冷軋以及精整時都發(fā)現(xiàn)不了,只有箔卷熱處理后氣泡受熱鼓起才能看見,客戶覆塑膜時矯直輥碾壓箔帶把氣泡壓破就成孔洞,嚴(yán)重降低其介電強(qiáng)度。按照YD/T 723.2-94標(biāo)準(zhǔn),雙面覆塑膜的鋁箔帶應(yīng)達(dá)到2kV(D.C)/min不被擊穿。解決氣泡的方法是鑄軋坯料時加強(qiáng)精煉,用快速測氫儀測定鋁液中含氫量(含氫量不超過0.2mL/100gAl),達(dá)到Y(jié)S/T90-95標(biāo)準(zhǔn)后才出爐。
3.2非金屬夾雜
用石棉耐火材料做成的鑄嘴使用一段時間后,受損傷處會脫落被壓入鋁坯料中,如果在鋁箔冷軋和分切時沒有被發(fā)現(xiàn),在客戶對鋁箔覆塑膜時才發(fā)現(xiàn)就為時已晚。防止方法是加強(qiáng)質(zhì)量檢驗工作,發(fā)現(xiàn)有鑄嘴脫落物被壓入鋁坯料后,應(yīng)將鋁板坯切斷或改作其他用途。
3.3熱帶
熱帶造成非常大的孔洞是比較容易被發(fā)現(xiàn)的,但是如果檢查人員因故脫離崗位10min(軋速1m/min,軋機(jī)與卷取機(jī)相距10m),就有可能把有孔洞的鋁箔帶卷入,如果后繼工序也沒發(fā)覺就可能出廠,給客戶造成很麻煩。
4電纜箔的其他質(zhì)量問題
4.1長度計算失誤
電纜箔長度要求十分嚴(yán)格,只允許長一些而不允許短尺。這就要求在鑄軋坯料時要進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)計算,例如客戶要求提供規(guī)格0.15mm×500mm的2000m長的鋁箔卷,單卷質(zhì)量約420kg,那么鑄軋坯料應(yīng)是它的10倍或12倍,另外加3%的誤差。經(jīng)常發(fā)生該切出12個箔卷的坯料,生產(chǎn)出10個小箔卷后只剩下1800m左右箔帶了,那是很可惜的。
4.2厚度超差
客戶從生產(chǎn)廠買的鋁箔都按質(zhì)量多少來付款,覆塑膜后再供給后續(xù)廠家時卻是按長度計價,這樣鋁箔客戶就要求提供厚度負(fù)公差的鋁箔。例如0.15mm的鋁箔,較好的供貨厚度在0.145-0.15 mm之間,如果箔厚是0.155mm,每卷要多10-20kg。由于鋁箔生產(chǎn)廠受操作人員拄術(shù)水平和設(shè)備裝機(jī)水平的影響,往往出現(xiàn)厚度超差。
4.3裂邊或毛刺
有裂邊或毛刺缺點的鋁箔會給覆塑膜帶來許多困難,嚴(yán)重時在覆塑膜過程中突然發(fā)生斷帶,或把毛刺壓入箔帶中,影響其剝離強(qiáng)度。防止的方法是鋁箔帶分切時要磨好刀口,調(diào)整好壓力。
4.4廢邊夾入
鋁箔帶分切時,廢邊斷開很容易夾入鋁箔帶中,由于鋁箔帶卷得很緊,碎邊就會把鋁箔帶拱破。防止的方法是阻止廢邊斷裂,適當(dāng)加大留邊量。
4.5磕碰傷
鋁箔卷退火出爐后吊裝時側(cè)邊磕碰傷也是常發(fā)生的質(zhì)量問題。剛出爐的鋁箔卷溫度高,強(qiáng)度低,從料架中吊出時,側(cè)邊碰到硬物就會凹進(jìn)一塊,此處的鋁箔就粘在一起無法分開,造成整卷報廢。防止的方法是精心操作。
5結(jié)束語
電纜用鋁箔的質(zhì)量控制是一項系統(tǒng)工程,從每一道工序、每一個與質(zhì)量有關(guān)的操作人員,以及原輔材料進(jìn)廠驗收、入庫、使用,到產(chǎn)品發(fā)出、售后服務(wù)的每項工作,都必須嚴(yán)格把關(guān),梢有不慎,將功虧一簣。其中的要點是要控制好鋁箔的化學(xué)成分、尺寸公差、表面質(zhì)量和力學(xué)性能四個方面,認(rèn)真執(zhí)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于質(zhì)量管理,應(yīng)按ISO9001:2000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。目前,電纜鋁箔市場競爭十分激烈,只有提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高成品率,降低成本,才能在市場上立于不敗之地
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