铝材冷轧产品表面质量表征方法研究

摘 要：主要介绍了表面粗糙度、表面光亮度、表面显微形貌和退火表面质量四种表征铝材产品表面质量的方法，为分析铝材表面质量提供了依据。

关键词：表面；质量；表征

中图分类号：TH14 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）023(C)-0149-01

工程表面的几何形貌对微观接触、摩擦、等都能产生很大的影响，因而对表面的表征一直是摩擦学等学科的研究课题之一。在传统研究中，认为表面对平均平面的偏差看成是一随机过程，因此都用高度标准偏差、斜率标准偏差和曲率标准差等统计学参数来表征表面。然而，Sayles等早在70年代就发现表面形貌是一个非稳定的随机过程，这说明其高度分布的标准差与取样长度有关。Mandelbrot等研究表明粗糙表面具有几何自相似和自仿射的特征，这意味着斜率和曲率标准偏差在很大程度上取决于粗糙度测量仪器的分辨率。从微观上看，工程表面都是凹凸而不圆润，粗糙而不光滑的，用传统几何语言已难以准确地刻画出其本质特征。

一、铝材表面质量的几种表征方法。

（一）表面粗糙度。1、表面粗糙度有关参数。表面粗糙度是衡量冷轧铝板表面质量的一个重要指标，同时在油膜较薄和部分膜的情况下，表面粗糙度对油膜的影响是相当显著的。一般用在给定长度上指出微凸体的数目和波高来表征表面粗糙度，其表征常采用下列一组参数：Ry；Rp；Rv；Rz；Ra；Rs。2、表面粗糙度的测量。表面粗糙度的测量通常用显微镜和表面轮廓仪。其中，表面轮廓仪不仅可以测量全部16个表面参数，而且还可以得到表面轮廓的图形，样图如图1所示：

图1使用表面轮廓仪测量的铝板表面轮廓图形

（二）表面光亮度。国外金属表面质量的定量评价方法，工业上是用镜面光泽度、亮度进行评价的。国内没有一套完整的表面评价体系，多采用表面粗糙度作为衡量指标，但是这不能完整的反映不锈钢表面的质量状况，同时在轧制油的工艺评价中仅采用表面粗糙度，也无法满足生产技术的进步的要求。表面光亮度表征物体表面对光的反射程度。当入射强度一定时，不同表面对光的吸收程度不同，则表面反射率不同。影响光的反射率的因素包括微观散光面、表面吸光斑点与本身色度。采用不同剂和不同工艺时，状态不同，导致轧件轧后表面粗糙度、表面油渍程度和退火表面油斑程度不同，因而会表现出不同的表面光亮度。

（三）表面显微形貌。金属的表面形貌是指其微观几何形状的详细图形，尤其是着重研究表面微凸体高度的变化。按照凹凸不平的几何特征和形成原因，实际的金属表面形貌包括形状偏差、波纹偏差等。轧件表面形貌是指借助表面微观分析仪器所看到的表面图象，可以定性地分析出条件对表面显微形貌的影响。可以借助光学显微镜或者电子显微镜观察金属轧后表面形貌，一般放大倍数在500倍左右即可了解轧后表面基本状况，进而推断轧制变形区摩擦与状态。轧件变形后工件表面形貌组织样图如图2所示：

图2（a）边界；（b）混合；（c）流体

（四）退火表面质量。为了提高铝材的性能，轧制后的铝材一般要进行轧后退火，不同的添加剂会不同程度得对铝材表面产生污染，从而影响铝材的退火性能。退火时剂对铝板表面的污染程度的评价则通常采用EXXON退火盒法。铝材产品退火表面质量一方面取决于轧制油性能如粘度、馏程等，一方面与退火工艺有关，选择合理的轧制油和退火工艺对提高产品质量和生产效率有重要意义。影响退火制品表面质量的几个主要指标如下：1、粘度。粘度对产品表面质量影响较大。油的粘度越大，效果越好，但对表面质量不利。轧制油粘度主要由基础油粘度决定，所以选择适当基础油粘度十分重要。2、馏程。馏程越窄，终馏点越低，退火后表面油斑越少。反之，分馏温度越高，基础油中烃类的沸点越高，碳链也越长，基础油粘度就越高，不利于退火后的表面质量。如果轧制油终馏点比金属保温温度高，退火后必定会有一部分残油不能蒸发而在板面上形成油斑。3、闪点。轧制油闪点过高，退火时不容易烧净，退火后的产品表面易产生油斑，但也不宜太低，太低则容易着火。4、添加剂种类与含量。添加剂吸附能力过强、浓度过高，都不利于退火制品表面质量。在选择添加剂时需综合考虑各种因素，一般来说，酯的性能较好，但碳链相同时，醇的退火表面光亮度则优于酯和酸，所以在许多生产厂都选择优质复合添加剂，添加量为3―8%。5、其他(如芳烃含量、酸值、硫含量等)。芳烃及硫含量越多，越不利于退火制品的表面质量。

二、结束语

轧后铝板的表面质量存在着一定的表面缺陷，在实际生产中，我们可以从表面粗糙度、表面光亮度、表面显微形貌和退火表面质量这四个方面来分析和评价轧后铝板的表面质量。

作者单位：青海大学机械工程学院

参考文献：

[1]孙建林,李德峰.工艺剂对退火铝板表面质量的影响[J].轻金属,1991,(1):58.

[2]康永林.轧制工程学[M].北京:冶金工业出版社.

本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文