本发明涉及铝合金生产领域，具体而言，涉及一种有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法以及5系铝合金罐盖料的制备方法。
背景技术：
热连轧是制备铝板带的常用加工方式，现有技术中，通常采用1台粗轧机和多台精轧机的连轧设备来实现铝板带的热连轧。例如，美国铝板带的热轧一般采用1+3热连轧设备，即1台粗轧机加上三台精轧机。而国内近期新上的一些厂家采用1+5热连轧设备或1+4热连轧设备。多机架热连轧机生产铝板带的特点是效率高、产量大，能够充分利用热能。同时，热连轧对于产品的质量要求较高，如果工艺不当，会在板带表面出现疲劳纹缺陷，造成疲劳纹批量质量事故。此时，往往需要通过停机换辊来解决问题，从而导致生产间断，严重影响了产品质量和生产进度的稳定性。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法，其能够有效减少带材表面疲劳纹缺陷，提高产品合格率。还可以减少轧制过程中的换辊次数，提高轧辊的使用周期，提高生产效率。
本发明的另一目的在于提供一种5系铝合金罐盖料的制备方法，其能够轧制通过量高，辊轮使用周期长，可以有效提高生产效率，并且得到高质量的产品。
本发明的实施例是这样实现的：
一种有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法，其包括：
在5系铝合金的热连轧过程中，采用热轧油浓度为7vol％～10vol％的乳液进行润滑；
每次更换工作辊后，采用60～80℃的乳液对工作辊预热40～60min。
一种5系铝合金罐盖料的制备方法，其包括上述有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例提供了一种有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法。一方面，发明人经过自身劳动发现，引起带材表面疲劳纹缺陷的重要因素之一，是轧制过程中，5系铝合金与工作辊之间摩擦过大的缘故。因此，发明人在热连轧过程中，采用热轧油浓度高达7vol％～10vol％的乳液来增加润滑效果，从而降低摩擦力，提高了产品的表面质量。另一方面，发明人发现，换辊后新辊和旧辊的温度差同样会造成表面疲劳纹缺陷，因此，在每次换辊后，采用60～80℃的乳液对工作辊预热40～60min，在充分预热的同时，还能更好的起到润滑的效果。本发明实施例通过上述方案，大幅度降低了疲劳纹缺陷导致的废品，减少了废品的数量，也有效减少了能耗，提高了轧制通过量，降低了轧制风险，有效的降低了生产成本，也提高了罐盖料产品质量和稳定性，增强了同类产品的市场竞争力。
本发明的另一目的在于提供一种5系铝合金罐盖料的制备方法，其包括上述有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法。该制备方法的轧制通过量高，辊轮使用周期长，可以有效提高生产效率，降低生产成本，并且得到高质量的产品。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法以及5系铝合金罐盖料的制备方法进行具体说明。
本发明实施例提供了一种有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法，其包括：
在5系铝合金的热连轧过程中，采用热轧油浓度为7vol％～10vol％的乳液进行润滑；
每次更换工作辊后，采用60～80℃的乳液对所述工作辊预热40～60min。
多机架热连轧机生产铝板带具有效率高、产量大，能够充分利用热能的特点。但是，现有的热连轧技术中，由于工艺的问题，会在板带表面出现疲劳纹缺陷，造成疲劳纹批量质量事故，严重影响了产品质量和生产进度的稳定性。
在本发明实施方式中，发明人通过自身的创造性劳动发现，在轧制过程中5系铝合金与工作辊之间摩擦过大，是引起带材表面疲劳纹缺陷的重要因素之一。而造成摩擦力过大的因素则多种多样，例如，乳液润滑性能差、工作辊表面粘铝严重导致的表面粗糙、铝合金本身的成分差异等。而现有的热连轧工艺已经相对成熟，对其中一个任何一个环节的改动，均可能引起连锁反应。发明人在经过不懈努力之后发现，可以通过对乳液的改动来增加润滑效果，从而降低摩擦力，提高了产品的表面质量，通过这种方式，对现有工艺的改动较小，并且达到的效果较为显著。
乳液润滑性能的好坏主要取决于三个方面，首先是油从乳液中析出的难易程度，这是形成轧制润滑的前提；其次是析出的油相的粘度，它决定了油析出后形成的油膜的厚度，决定着动力润滑能力的高低；最后是析出的油相中润滑添加剂的种类和数量，决定着边界润滑。本发明实施例中采用了热轧油浓度高达7vol％～10vol％的乳液，相对于现有技术采用的浓度0.5vol％～5vol％的乳液，其润滑效果具有明显的提高，所有工作辊对于5系铝合金的轧制力均有所降低。尤其是对于f2工作辊来说，经过f1工作辊轧制的铝合金表面较为粗糙，铝合金与f2工作辊的摩擦力较其它工作辊都大，是造成表面疲劳纹缺陷的主要环节，因此乳液润滑效果的提高，对f2工作辊的作用效果也是最为直接有效。
进一步地，在本发明实施例中，按重量份数计，热轧油包括：矿物油50～90份、油性剂10～25份、极压剂5～15份、以及抗乳化剂0.5～2份。
其中，所采用的矿物油在40℃的运动粘度为50～200mm2/s。在该粘度范围下，矿物油可以在工作辊表面形成厚度适宜的油膜，有效提高润滑效果。
油性剂包括蓖麻油、大豆油、菜籽油、花生油、油酸、亚油酸和油酸酯中的至少一种。极压剂包括亚磷酸正丁酯、磷酸三甲酚酯和二烷基二硫代磷酸盐中的至少一种。油性剂和极压剂可以在边界润滑条件下，起到增强矿物油的润滑性的效果，能够进一步提高润滑效果，减少表面疲劳纹。
进一步地，对于不同合金系列来说，其成分配比均有较大差异，与工作辊之间的摩擦性能也有明显差别。而对于同一系列的铝合金来说，这种差异则不那么明显，对于常见的5系铝合金，均可以采用本发明实施例所提供的方法减少表面疲劳纹缺陷，提高产品质量。5系铝合金是以mg为主要合金元素的变形铝合金，含镁量在3％～5％之间，又可以称为铝镁合金。具有密度低，抗拉强度高，延伸率高的特点。优选地，5系铝合金包括5182铝合金、5083铝合金、5a05铝合金和5a06铝合金中的至少一种。
另一方面，发明人发现，换辊后新辊和旧辊的温度差同样会造成表面疲劳纹缺陷，因此，在每次换辊后，对于新辊进行充分的预热十分必要。在本发明实施例中，采用60～80℃的乳液对工作辊预热40～60min。通过上述方式，在对新辊进行充分预热的同时，还能更好对新辊进行润滑。进一步降低了疲劳纹缺陷导致的废品，减少了废品的数量，也有效减少了能耗，提高了轧制通过量。
可选地，每次更换工作辊后，以及两道次轧制之间，先对工作辊进行磨削。工作辊表面凹凸不平，会造成工作辊摩擦力的明显增强，从而引起疲劳纹缺陷，影响产品质量。磨削可以使工作辊的表面均匀平整，从而更好地保证产品的质量。进一步地对工作辊进行磨削的磨削量为0.1～0.2mm/次。进一步地，对于粘铝情况较为严重的f1工作辊和f2工作辊，磨削量应达到0.15～0.2mm/次，而对于f3工作辊和f4工作辊应达到0.1～0.15mm/次。磨削完成后，工作辊的表面粗糙度为0.95～1.05μm。且工作辊的表面不能有裂纹、凹坑、辊印、刀花(砂轮螺旋线)、亮线、震动纹、网状线、亮线等缺陷。
本发明实施例还提供了一种5系铝合金罐盖料的制备方法，其包括上述有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法，其包括：
采用1+4热连轧设备对5182铝合金进行加工，加工过程中，使用热轧油浓度为7vol％的乳液进行润滑。
其中，按重量份数计，热轧油包括：矿物油50份、油性剂(蓖麻油和大豆油)10份、极压剂(亚磷酸正丁酯)15份、以及抗乳化剂2份。矿物油在40℃的运动粘度为200mm2/s。
轧制通过量达到45～50次时，更换工作辊，每次更换工作辊后，对工作辊进行磨削，磨削量为0.1～0.2mm/次，工作辊的表面粗糙度为0.95～1.05μm。采用60℃的上述乳液对工作辊预热40min后进行轧制。
通过上述的处理方式，经测试，f1工作辊的轧制力降低了12.7％，f2工作辊的轧制力降低了25.3％，f3工作辊的轧制力降低了4.2％，f4工作辊的轧制力降低了3.8％，制得的产品表面未发现疲劳纹缺陷。
实施例2
本实施例提供了一种有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法，其包括：
采用1+4热连轧设备对5083铝合金进行加工，加工过程中，使用热轧油浓度为10vol％的乳液进行润滑。
其中，按重量份数计，热轧油包括：矿物油90份、油性剂(花生油和油酸)15份、极压剂(磷酸三甲酚酯)10份、以及抗乳化剂0.5份。矿物油在40℃的运动粘度为50mm2/s。
轧制通过量达到45～50次时，更换工作辊，每次更换工作辊后，对工作辊进行磨削，磨削量为0.1～0.2mm/次，工作辊的表面粗糙度为0.95～1.05μm。采用60℃的上述乳液对工作辊预热60min后进行轧制。
通过上述的处理方式，经测试，f1工作辊的轧制力降低了10.6％，f2工作辊的轧制力降低了23.8％，f3工作辊的轧制力降低了3.2％，f4工作辊的轧制力降低了3.4％，制得的产品表面未发现疲劳纹缺陷。
实施例3
本实施例提供了一种有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法，其包括：
采用1+4热连轧设备对5a05铝合金进行加工，加工过程中，使用热轧油浓度为8vol％的乳液进行润滑。
其中，按重量份数计，热轧油包括：矿物油70份、油性剂(蓖麻油和亚油酸)25份、极压剂(二烷基二硫代磷酸盐)5份、以及抗乳化剂1份。矿物油在40℃的运动粘度为100mm2/s。
轧制通过量达到45～50次时，更换工作辊，每次更换工作辊后，对工作辊进行磨削，磨削量为0.1～0.2mm/次，工作辊的表面粗糙度为0.95～1.05μm。采用80℃的上述乳液对工作辊预热40min后进行轧制。
通过上述的处理方式，经测试，f1工作辊的轧制力降低了11.6％，f2工作辊的轧制力降低了24.5％，f3工作辊的轧制力降低了3.3％，f4工作辊的轧制力降低了2.9％，制得的产品表面未发现疲劳纹缺陷。
实施例4
本实施例提供了一种有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法，其包括：
采用1+4热连轧设备对5a06铝合金进行加工，加工过程中，使用热轧油浓度为10vol％的乳液进行润滑。
其中，按重量份数计，热轧油包括：矿物油60份、油性剂(油酸酯)20份、极压剂(二烷基二硫代磷酸盐)8份、以及抗乳化剂1份。矿物油在40℃的运动粘度为130mm2/s。
轧制通过量达到45～50次时，更换工作辊，每次更换工作辊后，对工作辊进行磨削，磨削量为0.1～0.2mm/次，工作辊的表面粗糙度为0.95～1.05μm。采用80℃的上述乳液对工作辊预热50min后进行轧制。
通过上述的处理方式，经测试，f1工作辊的轧制力降低了12.0％，f2工作辊的轧制力降低了26.8％，f3工作辊的轧制力降低了5.3％，f4工作辊的轧制力降低了4.9％，制得的产品表面未发现疲劳纹缺陷。
试验例
以5182铝合金带材的生产为例，记录该生产线自2015年7月至2016年12月期间的生产情况。其中，2015年7月至2016年1月为常规生产方式，2016年2月至2016年7月为工艺调试期，2016年8月起，开始推行本发明实施例1的有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法，记录结果如表1所示。
表1.5182铝合金带材生产结果
由表2可以看出，在2015年7月至2016年1月制得的铝合金带材，疲劳纹出现较为频繁，最高达到了21.3％的疲劳纹比例。在2016年2月至2016年7月的工艺调试期内，疲劳纹出现的频率得到较好改善。待到2016年8月工艺成熟推广后，已经能够完全克服带材表面疲劳纹缺陷。在生产后期，即使放大生产到180卷，依旧能够保障无疲劳纹出现，大大地提高了产品质量和生产效率。并且通过改进后，更换的工作辊的轧制通过量由35块/次提高到了50块/次，减少了换辊频率，提高了对工作辊的使用周期，进一步使生产效率得到了提升。
综上所述，本发明实施例提供了一种有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法。一方面，发明人经过自身劳动发现，引起带材表面疲劳纹缺陷的重要因素之一，是轧制过程中，5系铝合金与工作辊之间摩擦过大的缘故。因此，发明人在热连轧过程中，采用热轧油浓度高达7vol％～10vol％的乳液来增加润滑效果，从而降低摩擦力，提高了产品的表面质量。另一方面，发明人发现，换辊后新辊和旧辊的温度差同样会造成表面疲劳纹缺陷，因此，在每次换辊后，采用60～80℃的乳液对工作辊预热40～60min，在充分预热的同时，还能更好的起到润滑的效果。本发明实施例通过上述方案，大幅度降低了疲劳纹缺陷导致的废品，减少了废品的数量，也有效减少了能耗，提高了轧制通过量，降低了轧制风险，有效的降低了生产成本，也提高了罐盖料产品质量和稳定性，增强了同类产品的市场竞争力。
本发明的另一目的在于提供一种5系铝合金罐盖料的制备方法，其包括上述有效减少带材表面疲劳纹缺陷的方法。该制备方法的轧制通过量高，辊轮使用周期长，可以有效提高生产效率，降低生产成本，并且得到高质量的产品。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。