電纜用鋁箔的質(zhì)量控制

摘要：包裹通訊電纜的鋁箔具有廣泛用途，但在生產(chǎn)過(guò)程中，常因表面質(zhì)量不好，力學(xué)性能達(dá)不到要求，或箔帶中出 
現(xiàn)孔洞等質(zhì)量問(wèn)題而報(bào)廢，造成很大經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)這些質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了解決的方法。 

關(guān)鍵詞：電纜用鋁箔；質(zhì)量；剝離強(qiáng)度 

  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(hào)的工業(yè)純鋁制造，經(jīng)連鑄連軋、冷軋、分切及*退火后，按照用戶(hù)所需長(zhǎng)度分成小卷供給電纜箔復(fù)合廠(chǎng)，在鋁箔表面上覆上塑料薄膜，分切成若干小條成卷盤(pán)狀供給電纜廠(chǎng)。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(diǎn)，所以越來(lái)越受到青睞，不僅國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用，還出口到中東等地。3年前，每噸售價(jià)為21000元人民幣，效益很好。目前，由于競(jìng)爭(zhēng)激烈，經(jīng)濟(jì)效益已大幅度下落。但是，如果鋁箔生產(chǎn)廠(chǎng)對(duì)常發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題，諸如表面油斑、腐蝕、孔洞及伸長(zhǎng)率低等問(wèn)題重視不夠，成品率太低，那么，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，不僅沒(méi)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(yàn)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(0．058mm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(zhuān)門(mén)儀器把薄膜從鋁箔上撕下來(lái)，以測(cè)定塑膜粘結(jié)牢固程度，此測(cè)定數(shù)據(jù)很重要，稱(chēng)為剝離強(qiáng)度。按照通訊電纜行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(代號(hào)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zui主要因素，其主要表面質(zhì)量問(wèn)題是油斑、腐蝕、過(guò)氧化等。 

1．1 油斑 

   油斑是鋁箔表面zui常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，主要產(chǎn)生原因是軋制油中混入了機(jī)油或軋制油運(yùn)動(dòng)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(méi)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(yùn)動(dòng)粘度，不可超過(guò)2．34×10^-6m²/s；

③冷天應(yīng)對(duì)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(gè)風(fēng)嘴，下排4個(gè)風(fēng)嘴，從中間向兩邊吹；

⑥在zui后一軋制道次人工擦掉鋁箔表面的油污；

⑦鋁箔退火時(shí)，在200℃停留一段時(shí)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(shí)，兩者是*不同的，腐蝕是鋁原子失去電子形成白色粉末，產(chǎn)物對(duì)基體無(wú)保護(hù)作用；氧化是鋁原子與氧化合成氧化物，產(chǎn)物對(duì)鋁基體有保護(hù)作用。鋁在自然界中會(huì)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(huì)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(yùn)輸過(guò)程中被雨水淋濕是常見(jiàn)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(zhǎng)距離運(yùn)輸時(shí)，鋁卷材一側(cè)很快冷卻，另一側(cè)處于高溫，冷卻處?kù)F水凝結(jié)在上面并滲入鋁卷材，運(yùn)到客戶(hù)的倉(cāng)庫(kù)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(yùn)輸高溫狀態(tài)的鋁卷材。 

1．3 過(guò)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(shì)必造成過(guò)氧化、表面變色如彩虹。過(guò)氧化的鋁箔也降低覆塑箔的剝高強(qiáng)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(zhǎng)率不小于15％?？煽闯鲆獫M(mǎn)足上述指標(biāo)并不難，但是大多數(shù)客戶(hù)都要求電纜箔的R_m≥70MPa或者是80MPa以上；伸長(zhǎng)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(shí)特別是往電纜上纏繞時(shí)出現(xiàn)斷裂。因?yàn)楦菜苣ず笠智谐扇舾尚l，zui窄的為12mm，分切時(shí)有可能出現(xiàn)輕微裂邊或毛刺，使用時(shí)，要帶張力進(jìn)行纏繞，有輕微缺陷就會(huì)因應(yīng)力集中而斷裂。一條電纜通常有2km或3km長(zhǎng)，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器上纏繞發(fā)生意外斷帶是非常危險(xiǎn)的，并且會(huì)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(mǎn)足客戶(hù)的要求。 

2．1 化學(xué)成分 

目前多數(shù)生產(chǎn)電纜鋁箔的廠(chǎng)家采用牌號(hào)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(méi)有對(duì)Fe，Si各自的含量作具體規(guī)定，有的生產(chǎn)廠(chǎng)不了解Fe、Si對(duì)鋁箔力學(xué)性能的影響，而沒(méi)有對(duì)它們進(jìn)行特別的控制，使產(chǎn)品的強(qiáng)度特別是伸長(zhǎng)率達(dá)不到客戶(hù)的要求。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，F(xiàn)e含量應(yīng)有嚴(yán)格限制，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(guò)90MPa，伸長(zhǎng)率也能達(dá)到客戶(hù)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(shí)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(kāi)。

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)性能檢測(cè)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(hù)復(fù)查的性能指標(biāo)和生產(chǎn)廠(chǎng)檢測(cè)的相差很大。根據(jù)國(guó)標(biāo)，鋁箔試樣采用長(zhǎng)條狀，15mm寬，標(biāo)距100mm，兩邊必須平行，用切紙刀剪切時(shí)不能停頓，不能有缺口、毛刺，有手感毛刺時(shí)應(yīng)用細(xì)砂紙仔細(xì)打磨，檢測(cè)時(shí)試樣夾持應(yīng)垂直，防止應(yīng)力集中過(guò)早拉斷。 

3 電纜箔的孔洞 
 
  電纜鋁箔是成卷交貨，出廠(chǎng)前無(wú)法對(duì)卷內(nèi)進(jìn)行檢查，客戶(hù)在覆塑膜過(guò)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(shì)必造成長(zhǎng)度不夠，整卷報(bào)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(shí)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(shí)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(jiàn)，客戶(hù)覆塑膜時(shí)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(shí)加強(qiáng)精煉，用快速測(cè)氫儀測(cè)定鋁液中含氫量(含氫量不超過(guò)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(shí)間后，受損傷處會(huì)脫落被壓入鋁坯料中，如果在鋁箔冷軋和分切時(shí)沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，在客戶(hù)對(duì)鋁箔覆塑膜時(shí)才發(fā)現(xiàn)就為時(shí)已晚。防止方法是加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)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 

  熱帶造成較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(méi)發(fā)覺(jué)就可能出廠(chǎng)，給客戶(hù)造成很多麻煩。 
 

4 電纜箔的其他質(zhì)量問(wèn)題 

4．1 長(zhǎng)度計(jì)算失誤 

電纜箔長(zhǎng)度要求十分嚴(yán)格，只允許長(zhǎng)一些而不允許短尺。這就要求在鑄軋坯料時(shí)要進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)計(jì)算，例如客戶(hù)要求提供規(guī)格0．15mm×500mm的2000m長(zhǎng)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(gè)箔卷的坯料，生產(chǎn)出10個(gè)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(hù)從生產(chǎn)廠(chǎng)買(mǎi)的鋁箔都按質(zhì)量多少來(lái)付款，覆塑膜后再供給后續(xù)廠(chǎng)家時(shí)卻是按長(zhǎng)度計(jì)價(jià)，這樣鋁箔客戶(hù)就要求提供厚度負(fù)公差的鋁箔。例如0．15mm的鋁箔，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(chǎng)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 

有裂邊或毛刺缺陷的鋁箔會(huì)給覆塑膜帶來(lái)許多困難，嚴(yán)重時(shí)在覆塑膜過(guò)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(shí)要磨好刀口，調(diào)整好壓力。 

4．4 廢邊夾入 

鋁箔帶分切時(shí)，廢邊斷開(kāi)很容易夾入鋁箔帶中，由于鋁箔帶卷得很緊，碎邊就會(huì)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(shí)側(cè)邊磕碰傷也是常發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題。剛出爐的鋁箔卷溫度高，強(qiáng)度低，從料架中吊出時(shí)，側(cè)邊碰到硬物就會(huì)凹進(jìn)一塊，此處的鋁箔就粘在一起無(wú)法分開(kāi)，造成整卷報(bào)廢。防止的方法是精心操作。 

5 結(jié)束語(yǔ) 

電纜用鋁箔的質(zhì)量控制是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，從每一道工序、每一個(gè)與質(zhì)量有關(guān)的操作人員，以及原輔材料進(jìn)廠(chǎng)驗(yàn)收、入庫(kù)、使用，到產(chǎn)品發(fā)出、售后服務(wù)的每項(xiàng)工作，都必須嚴(yán)格把關(guān)，梢有不慎，將功虧一簣。其中的重點(diǎn)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(gè)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)上立于不敗之地。