汽车散热器复合铝箔带纵剪应用实践.pdf

收稿日期：2006-04-25第一作者简介：鲁立国，（1966-），男，哈尔滨人，助理工程师。汽车散热器复合铝箔带纵剪应用实践鲁立国，王琦（东北轻合金有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150060）摘要：介绍了复合铝箔带纵剪的生产特点，在刚性刀具的装配方法和控制工序不合格品等方面做了深入的阐述，提高了复合箔带材的剪切实物质量。关键词：复合箔；带材；纵剪；刚性刀具中图分类号：TG146.21文献标识码：B文章编号：1007-7235（2006）08-0022-03Application practice of slitting aluminum composite foil strips for car radiatorsLU Li-guo，WANG Qi（Northeast Light Alloy Co.，Ltd.，Harbin 150060，China）Abstract：The production features to slit the aluminum composite foil strips have been introduced.The aspects，such as the assem-bling methods of the rigid blade arbors and the off-specification controls of the process，have been depicted intensively.The slit ma-terial qualities of the aluminum composite foil strips have been improved.Key words：aluminum composite foil；strip；slit；rigid blade arbor铝合金复合箔具有质量轻、耐腐蚀、钎焊性好和性能可靠等优点，广泛应用汽车空调散热器中。铝合金复合箔是以 Al-Mn 合金为芯材，双面包覆厚度为 10%的 Al-Si 合金材料，采用热轧复合技术制成，生产工艺复杂，是技术含量高的高附加值产品1。主要合金为 434、444、474 等合金，厚度为 0.08 mm 0.16 mm，宽度为 16 mm 98 mm。复合箔不仅要求具有优良的表面质量，精确的尺寸和平整的板形，而且要求组织均匀，成形性能好，尤其对包覆层的均匀性和焊接性要求极为严格，纵剪工序的不合格品主要有曲面、毛刺、串层、燕窝等质量缺陷，尤其是剪切 32 mm 以下宽度的复合铝箔带时，剪切难度大，成品率低，对材料成本和生产效率影响较大。本文通过对作业现场的实践，在刀具的装配方法和剪刃重叠量的调整，减少工序不合格品等方面做一些深入的阐述。1SL-NS1300 1200 mm 纵剪机主要技术参数带材厚度，0.08 mm 0.4 mm；带材宽度，500 mm 1 260 mm；带卷最大外径，1 475 mm；带卷内径，300mm，350 mm，495 mm；开卷张力，29 400 N；卷取张力，29 400 N 58 800 N，49 000 N 98 000 N；带卷最大重量，5 t；切条带卷外径，1 300 mm；切条带卷内径，150mm，300 mm，400 mm；带材成品宽度，16 mm 1 200mm；最 大 线 速 度，0.08 mm 0.15 mm 厚 箔 600m/min；0.15 mm 0.4mm 厚箔 300 m/min。2SL-MS1 300 mm 1 200 mm 纵剪机的组成意大利 SELEMA 公司高精纵剪机最多可切 66条（带条宽 16 mm）箔材，箔厚 0.08 mm，设备先进。22LAFT轻合金加工技术2006，Vol.34，V8由液压系统、气动系统、偏转辊矫直系统、张力补偿系统、自动对中系统、电控系统、刀具系统和计算机自动控制系统等组成。3汽车散热器复合铝箔带的纵剪3.1纵剪机刚性刀具的装配方法纵剪刀具设计先进，根据带材纵剪厚度来选择刀具，即弹性刀具和刚性刀具两种。复合箔带材的剪切主要使用刚性刀具，因剪切带材条数多，宽度窄，对轧机轧制板形及剪切刀具装配精度要求高。刚性刀具经过改装，实际最小可切宽度为 8 mm 10mm，刚性刀具的装配质量决定铝带剪切的实物质量。刚性刀具由钢刀片和橡胶刀垫组成，通过调整橡胶刀垫和钢刀片，剪切不同宽度的铝箔带材，刀具结构见图 1。图 1刚性刀具装配图装配刚性刀具应做好以下工作：第一，先用酒精清擦橡胶垫片和钢刀片表面的防锈油及灰尘，如果橡胶垫片和钢刀片清擦不干净，会造成积累误差大，两刚性刀轴啮合时易出现“啃刀”现象，会加速刀片的磨损，降低刀片的使用寿命；钢刀片必须锋利、平整、无裂纹，橡胶刀垫表面应光滑无破损。第二，橡胶刀垫和钢刀片要保证同圆度，避免刀片、刀垫有凸起或凹陷，否则会影响剪切时铝箔表面的平直度；刚性刀片厚度公差不大于 0.01 mm、椭圆度不 大 于 0.01 mm，橡 胶 刀 垫 椭 圆 度 不 大 于0.02 mm。第三，刚性刀轴装配后要用专业工具锁紧，保证两刚性刀轴高速运转时刀轴不松动，不串动，剪刃重叠量和间隙大小调整适宜。生产过程中要从上述三方面精细化装配刀具，刀具装配精度高，刚性刀轴表面光滑，剪刃重叠量和间隙调整适宜，才能剪切出高质量的复合铝箔带材。3.2刚性刀轴剪刃重叠量的确定复合箔剪切，剪刃的重叠量是随着所剪带材的厚度变化而变化，剪刃重叠量过小，会引起带材局部“撕裂”现象；剪刃重叠量过大，则带材的边部易出现刀背印和翘边等缺陷。剪刃间隙的调整以分切后带材边部不产生毛刺等缺陷为原则2。刚性刀轴剪刃重叠量和间隙大小见表 1。表 1刚性刀具剪刃重叠量和间隙值复合箔厚度/mm剪刃重叠量/mm剪刃间隙/mm0.08 0.110.04 0.060.01 0.030.11 0.160.06 0.110.03 0.05复合箔剪切时，两刚性刀轴组合利用橡胶刀垫的弹性和挤压作用使两刚性刀轴啮合。刀具重叠量和间隙大小应使用专用塞尺确定，两刚性刀轴啮合示意图见图 2。图 2纵剪时两刚性刀轴啮合示意图除了钢刀片和橡胶刀垫要精细化装配外，钢刀片和橡胶刀垫的正确磨削和精细化管理也是重要因素。它们都直接影响复合铝箔带材的剪切质量。4纵剪复合铝箔带串层和毛刺的原因及预防措施4.1复合铝箔带卷串层缺陷分析产生串层不合格品的主要原因是轧机来料板形波浪超标，参见图 3。由于剪切的条数较多，剪切时边部波浪和中间波浪大，剪切后的带卷均会产生串层缺陷，特别是运行到 S 形偏转辊时，易产生铝箔表面压折问题，参见图 4。图 3轧机来料出现过的几种板形波浪S 型偏转辊的主要作用是防止纵剪时带材跑偏和修正板形缺陷，利用橡胶布纹辊的速度差值和张力作用修正板形缺陷。如果板形波浪超标均无法矫322006，Vol.34，18轻合金加工技术23451、2钢导辊；3铝箔；4、5上、下偏转辊图 4S 型偏转辊矫直示意图直修正板形，而且随着剪切卷取带材卷径的增大，局部带材卷的串层会导致整轴铝箔卷串层，产生大量工序不合格品。实际生产中，应根据复合铝箔波浪的特征及时快速调整、修正板形缺陷，减小串层的产生，如板形中间波浪大，剪切时要快速调整平行辊，调整卷取张力，适当增加面压力，并通过调整刚性刀轴下方的可移动钢辊，调整铝箔平直度，使铝箔沿轧制方向上的面压力分布均匀，可防止串层的产生。另外，还应注意两点：第一，钢套筒壁厚要均匀，并保证内径尺寸公差小，纸套筒的强度和硬度要符合技术标准的要求，如果壁厚不均匀，随着剪切带材的卷径增大，易产生曲面或串层3-4；第二，因卷取轴是充气式的胀缩轴，要经常检查卷取轴密封胶条，并定期更换，防止卷取胀缩轴漏气，造成套筒错动，产生串层。有效地控制以上几方面，可减少复合箔带卷串层和曲面，提高复合箔带材的剪切实物质量。4.2复合箔带材毛刺缺陷的分析复合箔剪切时产生毛刺的主要原因是：第一，刚性刀片装配使用时没认真检查，刀刃有卷边、刮口等缺陷，剪切后箔带材边部有须状的毛刺；第二，橡胶刀垫直径大于钢性刀片的，两刚性刀轴啮合时，剪刃重叠量小，虽然铝箔切开，但箔带材展开后，铝箔边部有断续毛刺产生，铝带卷端面不光滑，见图 5；第三，剪刃的重叠量调整不适宜，剪刃重叠量过大易产生刀背印现象，随着剪切卷径的增大，出现箔带卷卷边问题；剪刃重叠量过小，易出现毛刺。预防毛刺的措施：1.装配刀具时认真检查钢刀片锐利程度，刀片有刮口、卷边的要立即更换，装刀片时必须保证橡胶刀垫和钢刀片的同圆度，且钢刀片1、2刚性刀轴；3剪刃重叠量图 5两刚性刀轴剪刃重叠量示意图直径略大于橡胶刀垫的，一般大于 0.01 mm 0.03 mm较好；2.两刚性刀轴装配后，要用专用工具锁紧，避免高速剪切时，橡胶刀垫和钢刀片松动，造成啃刀现象，影响剪切质量，纵剪重叠量的大小及两刚性刀轴间隙应使用专用塞尺进行确定；3.橡胶刀垫和刚性刀片的外圆直径和同圆度要符合技术标准要求，保持钢刀片锋利，有效减少毛刺废品的产生。5结束语（1）复合铝箔带剪切的，带材条数多，宽度窄。开始剪切时宜低速剪切，开始卷取的打底部分，铝带必须要对齐，缠紧，如果打底部分有松卷、凸起，要扒掉后重新卷取，避免卷径增大时出现塔形、曲面、串层等缺陷。稳定剪切阶段，开卷张力和卷取张力不宜大幅调整，纵剪速度控制在 270 m/min 320 m/min较适宜。（2）卷取胀缩轴因频繁地胀缩使用，密封胶条老化易出现漏气，造成铝带材串层、曲面等缺陷。应根据纵剪带材生产量，定期更换卷取胀缩轴密封胶条。（3）刚性刀轴所需的橡胶刀垫和钢刀片，应根据不同规格和刀刃磨损程度分别存放和保管，为保证所有钢刀片的外径相同（同圆度），应进行外圆磨削，即穿轴磨削外圆，一般磨削量为 0.03 mm 0.05 mm，同时所有的橡胶刀垫均参照钢刀片的磨削量进行相应尺寸的磨削，以保证刀垫和刀片尺寸精度，符合装配刚性刀轴的技术要求。（4）考虑用户对复合铝箔带材的尺寸精确度、成形性和焊接性要求很严格，如果轧机轧制出的铝箔板形波浪超标，纵剪时会产生大量的工序废品，所以纵剪厚度 0.1 mm 0.16 mm 的复合箔带材时可采用先矫直后纵剪的生产方法，或对铝箔卷中间剖切卷卷，再纵剪的生产方式。这样可有效地提高纵剪复合铝箔带材的成品率，减少工序废品。（下转第 54 页）42LAFT轻合金加工技术2006，Vol.34，89（上接第 24 页）参 考 文 献：1 王祝堂.汽车热交换器用铝板带箔 J.轻合金加工技术，2005（11）：4-7.2 周强.铝箔生产 M.北京：中国有色金属工业总公司培训教材，1986.3 王祝堂，田荣璋.铝合金及其加工手册 M.长沙：中南工业大学出版社，1989.4 肖亚庆，谢水生，刘静安，等.铝加工实用技术手册 M.北京：冶金工业出版社，2005.（上接第 27 页）3结论（1）缩径旋压时，毛坯外径减小，起旋端壁厚减薄，自由端面壁厚增厚。偏心旋压毛坯各处壁厚变化不均，偏心侧壁厚变化比非偏心侧的更显著。（2）随着偏心量的增加，起旋端偏心侧壁厚减薄率呈增大趋势，而非偏心侧壁厚减薄率则呈下降趋势；起旋端偏心侧与非偏心侧壁厚减薄率都随名义压下量的增加而呈增大趋势；进给比和摩擦因数的变化对起旋端壁厚减薄的影响不明显。参 考 文 献1 夏琴香，陈依锦，邱宏扬.旋压技术在汽车零件制造成形中的应用 J.新技术新工艺，2003（9）：29-30.2 周照耀，王真，赵宪明，等.筒形件强力旋压的刚塑性有限元分析 J.塑性工程学报，1994，1（1）：37-41.3 Xu Y，Zhang S H.3D rigid-plastic FEM numerical simulation on tube spinning J.Journal of Materials ProcessingTechnology，2001，113：710-713.易拉罐生产线知多少截止到 2005 年底，中国有全铝二片罐生产线 22 条，分属 16 个企业，总生产能力 115 亿个/a，2005 年的产量 103 亿个，它们是（数字为生产线条数）：波尔（北京）容器有限公司 1，波尔（湖北）容器有限公司 1，波尔（湖北）容器有限公司 1，波尔（深圳）容器有限公司 1，皇冠（北京）制罐有限公司 1，皇冠（佛山）制罐有限公司 1，皇冠（惠州）制罐有限公司 2，皇冠（上海）包装有限公司 1，太平洋（北京）制罐有限公司 2，太平洋（沈阳）制罐有限公司（正在建设，将新建 2 条生产线，其中 1 条今年投产。并把大连的那条搬到沈阳）2，太平洋（漳州）制罐有限公司 1，美特（青岛）容器有限公司 1，广州荣鑫容器有限公司 1，华东联合制罐有限公司 2，历时恒（Rexam）饮品罐（肇庆）有限公司 1，三水健力宝富特容器有限公司 3，上海联合制罐有限公司 1。还有二条钢易拉罐生产线，分别为上海宝翼制罐有限公司和河北遵化制罐有限公司所有，前者生产能力5 亿个/a，后者的为 6 亿个/a。遵化制罐有限公司 2006 年 1 月才投产，今年的产量估计为 2 亿个，宝翼公司2005 年的产量为 4.35 亿个。钢三片罐的罐身及罐底为低碳钢的，而罐盖则为铝合金的。遵化的那条生产线是当今世界上最先进的钢罐线之一。普基铝工程公司改名为 Novelis PAE随着普基铝业公司为加拿大铝业公司（Alcan）并购并分出来诺威力铝板带公司（Novelis），同时普基铝工程公司（Pechiney Aluminium engineeringPAE）划归 Novelis，因而改名为 Novelis PAE 公司。新公司的主营业务仍与过去的相同，为全球铝工业提供 3C 式双辊连续铸轧机、Alpur 型铝熔体在线处理技术、装备，以及过滤技术，还有铸造技术与装备。（王祝堂）45LAFT轻合金加工技术2006，Vol.34，V8