一种相同道次生产不同成品厚度封盖铝箔的方法与流程

1.本发明属于有金属加工技术领域，涉及铝箔，尤其涉及一种相同道次生产不同成品厚度封盖铝箔的方法。

背景技术：

2.铝箔由于具有良好的阻氧、避光性，广泛应用于食品、药品等包装以提高产品的存储质保期。牛奶包装除了采用无菌包装外，也广泛使用塑料瓶装铝箔封口方式，一是便于开启食用，二是包材能循环利用，符合当前的“循环经济、环保生活”理念。
3.目前牛奶包装采用塑料瓶+铝箔封口的包装方式在国内外逐渐趋于流行，产量以每年 10％以上的速度在提升，国内市场每年需要的铝箔量约10000吨。
4.为防止瓶盖铝箔破损，导致奶液溢出或引起变质，要求用做瓶盖的铝箔具有相当的强度，目前行业普遍采用的铝箔厚度为0.05mm。随着铝箔加工技术的发展和食品包装企业本着节本降耗的理念，根据不同食品、饮料或其他流体物质，铝箔的厚度普遍向薄的方向发展，市场上出现了客户采用0.04mm、0.03mm甚至0.02mm的瓶盖箔的需求。
5.由于封盖铝箔要求有高的性能、高的剥离强度，而且厚度由原来的0.05mm逐渐减薄至 0.04mm、0.03mm甚至到0.02mm，这就决定了要在不增加生产道次，不影响生产效率的前提下生产出不同厚度的封盖铝箔产品，这就要从坯料、轧制工艺、分切工艺到退火工艺等进行研究，原有的生产工艺已不能满足要求，必须从坯料、轧制油、添加剂、轧辊参数、轧制参数、分切方式和退火工艺进行综合地研究，摸索总结出一套比较完整的科学合理的生产工艺，以便于稳定地生产出不同厚度的铝箔产品，提高生产效率，满足标准和市场的要求。为满足市场的需求，需开发一种相同道次生产出不同厚度的封盖铝箔的生产工艺。

技术实现要素：

6.针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是公开一种相同道次生产不同厚度封盖铝箔的方法。
7.一种相同道次生产不同成品厚度封盖铝箔的方法，包括如下步骤：
8.a、备料，使用厚度0.24mm的铝合金8011铸轧坯料，状态为h16、抗拉强度≥170mpa；
9.b.粗轧一道次，中轧一道次后精轧双合，将双合后的铝箔进行一道次精轧，其中，
10.最终产品为0.05mm厚度：粗轧入口0.24mm，出口0.14mm；中轧入口0.14mm，出口0.075mm；精轧入口0.075mm，出口0.05mm，开卷张力38～45n/mm2；
11.或者，最终产品为0.04mm厚度：粗轧入口0.24mm，出口0.13mm；中轧入口0.13mm，出口0.065mm；精轧入口0.065mm，出口0.04mm，开卷张力38～50n/mm2；
12.或者，最终产品为0.03mm厚度：粗轧入口0.24mm，出口0.12mm；中轧入口0.12mm，出口0.06mm；精轧入口0.06mm，出口0.03mm，开卷张力38～50n/mm2；
13.轧制工艺参数为：粗轧时开卷张力30～40n/mm2，卷曲张力35～45n/mm2，轧制速度500
±
100m/min，轧制油温38～45℃；中轧时开卷张力35～45n/mm2，卷曲张力45～50 n/mm2，
轧制速度450
±
100m/min，轧制油温40～50℃；精轧时卷曲张力40～50n/mm2，轧制速度350
±
100m/min，轧制油温40～55℃；三个道次的轧制力180
±
50t，板型曲线-32；
14.c.圆盘刀分切铝箔；
15.d.分切后的铝箔退火处理，其中，
16.最终产品的抗拉强度在95～110mpa，剥离强度＞8.5n时：
17.宽度规格400～500mm的铝卷退火参数为：由室温快速升至320℃，采用快速升温(无升温速率要求)，保温35h，随炉自然降温至120℃，出炉自然冷却到室温；
18.宽度规格500～600mm的铝卷退火参数为：由室温快速升至320℃，采用快速升温(无升温速率要求)，保温40h，随炉自然降温至120℃，出炉自然冷却到室温；
19.最终产品的抗拉强度在70～90mpa，剥离强度＞8.5n时：
20.宽度规格400～500mm的铝卷退火参数为：由室温快速升至350℃，采用快速升温(无升温速率要求)，保温30h，随炉自然降温至120℃，出炉自然冷却到室温；
21.宽度规格500～600mm的铝卷退火参数为：由室温快速升至350℃，采用快速升温(无升温速率要求)，保温35h，随炉自然降温至120℃，出炉自然冷却到室温。
22.三种厚度的封盖箔均采用相同的粗轧一道次、中轧一道次、精轧一道次的三道次方法。
23.本发明较优公开例中，步骤b中粗轧、中轧时，由于采用的为8011铸轧坯料h16，合金的强度较高，特别是生产0.03mm的封盖箔产品时，压下量较大，这就要求轧制油具有较高的强度和润滑性，故粗轧、中轧采用90号轧制油为基础油，添加剂采用高强度和高润滑性能的醇类及酯类添加剂两种，总含量达到8％～10％。
24.本发明较优公开例中，步骤b中精轧时，由于要考虑到产品退火后的洁净度，以82号轧制油为基础油，添加剂仍采用高强度和高润滑性能的醇类及酯类添加剂两种，总含量控制在6％～8％之间，满足基本的轧制要求即可。
25.本发明较优公开例中，步骤b中粗中轧两道次的支撑辊的凸度定为20
‰
；工作辊：粗轧辊凸度为30
‰
，中轧辊凸度为30
‰
；精轧辊的凸度定为：支撑辊20
‰
，工作辊40
‰
。
26.本发明较优公开例中，步骤b中，粗轧的工作辊粗糙度ra:0.23μm，中轧的工作辊粗糙度ra:0.15μm，精轧的工作辊粗糙度为0.08μm；粗/中/精轧的支撑辊粗糙度均为ra0.43 μm。
27.第一步：坯料的研究确定坯料的合金、状态和种类
28.为防止瓶盖铝箔的破损，导致奶液的溢出或变质，要求用于瓶盖的铝箔具有一定的强度，选择高强度的8011合金；照顾到成品的厚度多样化，而且不增加道次，仅仅改变道次的压下量就能生产处不同厚度的瓶盖铝箔坯料的厚度，确定为0.24mm；由于产品需要较高的破裂强度，这就要求坯料本身就要有一定的强度，为此选择坯料的状态为h16，坯料抗拉强度要求≥170mpa；考虑到铸轧坯料强度硬化要比热轧坯料大，且最终产品不要求延伸率，选择铸轧坯料。经研究采用厚度0.24mm、合金8011、状态h16、抗拉强度≥170mpa的铸轧坯料。
29.第二步：轧制道次的分配
30.由于产品的厚度有多种，为便于到生产的管理，生产道次工艺尽可能的通用，并提高生产效率。道次压下量分配如下表：
31.0.05mm厚度的道次分配：
[0032][0033]
0.04mm厚度的道次分配：
[0034][0035]
0.03mm厚度的道次分配：
[0036][0037]
第三步：轧制油的配制
[0038]
1、粗中轧机:粗中轧由于金属的变形量比较小，轧制速度一般，采用90号轧制油。添加剂作为轧制油的核心部分，既要与轧制油结合有较高的油膜强度，又要有较高的润滑性还要考虑到退火后铝箔表面的洁净度，采用高强度醇类添加剂(羟值标示)和润滑性较好的酯类添加剂(皂化值标示)两种，粗中轧机的轧制油配制表如下：
[0039]
项目粘度闪点馏程羟值皂化值单位(40℃)mm2/s℃℃mgkoh/gmgkoh/g数值2.1～2.490～95205～2606～1010～16含量％
‑‑‑
3～45～6
[0040]
2、精轧机：产品在精轧阶段主要考虑退火的洁净度，采用82号轧制油和低含量的添加剂。添加剂种类与粗中轧机一样采用高强度的醇类添加剂(羟值标示)和高润滑性酯类添加剂(皂化值标示)两种，轧制油配制如下表：
[0041]
项目粘度闪点馏程羟值皂化值单位(40℃)mm2/s℃℃mgkoh/gmgkoh/g数值1.8～2.280～85205～2554～86～10含量％
‑‑‑
2～34～5
[0042]
第四步：轧辊参数的研究和确定：轧辊参数涉及到轧辊凸度和轧辊的粗糙度。
[0043]
凸度直接影响到铝箔的板型平整度，需要综合轧辊直径、宽度、压下量及轧制参数等各种因素进行计算和实验才能确定。经计算和试验，把粗中轧两道次的支撑辊的凸度定为20
‰
；工作辊：粗轧凸度30
‰
，把中轧辊凸度定位30
‰
；把精轧辊凸度定为：支撑辊20
‰
，工作辊40
‰
。
[0044]
轧辊粗糙度的确定于轧制速度、润滑油指标、铝箔表面质量要求以及针孔要求密切相关，为了统一管理、便于管理，配粗、中、精支撑辊均为ra0.43μm。
[0045]
粗轧、中轧、精轧支撑辊粗糙度ra:0.43μm；凸度：20
‰
，
[0046]
粗轧工作辊粗糙度ra:0.23μm，凸度为：30
‰
，
[0047]
中轧工作辊粗糙度ra:0.15μm，凸度为：30
‰
，
[0048]
精轧工作辊粗糙度为0.08μm，凸度为：40
‰
，
[0049]
第五步：轧制工艺参数的确定
[0050]
轧制工艺参数是在上述几项主要参数指标确定后，根据现场轧制情况进行可调节的一些参数，在厚度、板型达到要求后才能确定，并在轧制过程中随时根据情况进行调节，包括载荷、速度、开卷/卷取张力、轧制力、油温、板型曲线等，经多次试验和记录统计确定出相应合理的工艺参数，具体如下表所示。
[0051]
0.05mm轧制工艺表
[0052][0053]
0.04mm轧制工艺表
[0054][0055]
0.03轧制工艺表
[0056][0057]
第六步：分切方式的确定
[0058]
由于产品厚度较厚，破切的深度要比双零铝箔大得多，若采用刀片分切经摩擦受热，易使刀片钝化引起铝箔翘边、毛刺等。同时分切厚料张力较大和压力，对分切的胶辊产生较大的损伤，特别是会对分切的展平辊的损伤更大。为此采用圆盘刀分切，由于圆盘刀跟随料旋转，刀口避免了摩擦产生发热、钝化。为避免厚料对胶辊的损伤，分切的展平辊均采用钢辊，同时消除刀口分切铝箔边部产生变形引起的翘边。
[0059]
因产品厚度较厚，为防止碎边困难引起风机堵塞，配置大功率带碎边刀的风机，确保分切顺利生产。
[0060]
第七步：退火工艺的确定
[0061]
采用厚度0.24mm、合金8011、状态h16、抗拉强度≥170mpa的铸轧坯料，经粗轧、中轧、精轧三道次轧制成0.05mm、0.04mm、0.03mm厚度，产品的抗拉强度达到250mpa左右。
[0062]
一、退火工艺的制定要根据用户的产品使用状况进行，有的封盖产品是用于需要进行 90℃高温30min杀菌处理食品，这种瓶盖箔要求有极高的抗拉强度(95mpa～110mpa)和较高的剥离强度(大于8.5n)，制定如下的退火工艺。
[0063]
1、宽度规格400mm～500mm工艺表
[0064]
工艺段升温保温降温出炉温度(℃)室温升至320320320降至120出炉自然冷却到室温时间(h)-35
‑‑
升降温方式快速升温-随炉自然降温自然冷却
[0065]
退火工艺曲线见图1。
[0066]
产品经检测结果：抗拉强度102mpa，刷水试验a
+
,用户复合剥离强度9.2n，大于普通的7n。
[0067]
2、宽度规格500mm
‑‑
600mm工艺表
[0068]
工艺段升温保温降温出炉温度(℃)室温升至320320320降至120出炉自然冷却到室温时间(h)-40
‑‑
升降温方式快速升温
‑‑‑
随炉自然降温自然冷却
[0069]
退火工艺曲线见图2。
[0070]
产品检测结果：抗拉强度：98mpa；刷水试验a
+
；用户复合剥离强度9.3n，大于普通7n。
[0071]
上述两种工艺的产品发往用户后，产品封盖爆瓶率由千分之五下降到万分之三以内，废品率下降了10倍以上。
[0072]
二、而有些封盖产品只要进行封盖保存，不需要进行高温杀菌处理，对于这种封盖箔强度要求在一个合适的范围内(一般为70mpa～90mpa)之间，剥离强度达到一般要求即可 (一般为大于7n)，制定如下的退火工艺。
[0073]
1、宽度规格400mm-500mm工艺表
[0074]
工艺段升温保温降温出炉温度(℃)室温升至350350350降至120出炉自然冷却到室温时间(h)
‑‑‑
30
‑‑‑‑‑‑
升降温方式快速升温
‑‑‑
随炉自然降温自然冷却
[0075]
退火工艺曲线图见图3。
[0076]
产品检测结果：抗拉强度：83mpa；剥离强度：9.2n；产品经客户使用满足用户的要求。
[0077]
2、宽度规格500mm-600mm工艺表
[0078]
工艺段升温保温降温出炉温度(℃)室温升至350350350降至120出炉自然冷却到室温时间(h)
‑‑‑
35
‑‑‑‑‑‑
升降温方式快速升温
‑‑‑
随炉自然降温自然冷却
[0079]
退火工艺曲线图见图4。
[0080]
产品检测结果：抗拉强度：85mpa；剥离强度：9.1n；产品经用户使用达到要求。
[0081]
有益效果
[0082]
本发明利用了相同的轧制道次，改变每道次不同的压下量，配合高强度、高润滑性能的轧制油，采用相适应的轧制工艺参数，生产出高强度不同厚度的封盖铝箔。经分切成客户所需的规格后，根据用户的使用封盖食品的情况经不同的退火工艺，满足了用户各种不同要求。
附图说明
[0083]
图1.宽度规格400～500mm的退火工艺曲线；
[0084]
图2.宽度规格500～600mm的退火工艺曲线；
[0085]
图3.宽度规格400～500mm的退火工艺曲线；
[0086]
图4.宽度规格400～500mm的退火工艺曲线。
具体实施方式
[0087]
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
[0088]
实施例1
[0089]
生产0.05mm
×
450mm规格的牛奶封盖铝箔30t，需要进行高温90℃
×
30min杀菌处
理，包括如下：
[0090]
1、坯料:铸轧8011-h16、厚度0.3mm、宽度960mm、抗拉强度180mpa，
[0091]
2、粗中轧轧制油：粘度2.18mm2/s、闪点92℃、流程205℃～260℃、羟值8.5mgkoh/g、皂化值14.8mgkoh/g，
[0092]
精轧轧制油：粘度2.06mm2/s、闪点82℃、流程205℃～255℃、羟值7.12mgkoh/g、皂化值9.2mgkoh/g，
[0093]
3、采用粗轧粗糙度为0.23μm工作辊，轧制力为200吨、速度为410m/min、入口张力为36n/mm2、出口张力为40n/mm2,将厚度为0.24mm的8011-h16的坯料轧制成出口厚度为0.14的中间产品，
[0094]
4、更换工作辊，采用粗糙度为0.15μm中轧辊，轧制力为200吨、速度为480m/min、入口张力为40n/mm2、出口张力为48n/mm2，将厚度轧制成0.075mm的中轧产品，
[0095]
5、把0.075mm的产品经合卷机双合并切边为厚0.075mm
×2×
宽940mm，
[0096]
6、用粗糙度为0.08μm的精轧工作辊，轧制力为220吨、入口张力为42n/mm2、出口张力为45n/mm2，速度340m/min，将厚度0.075mm
×2×
宽940mm轧制成厚度0.05mm
×2×
宽940mm的精轧产品，
[0097]
7、分切时采用圆盘刀将厚度为0.05mm
×2×
宽940mm的精轧产品分切成0.05mm
×
450mm
ꢀ×
2的半成品，
[0098]
8、将上述0.05mm
×
450mm的产品进入退火炉，采用退火工艺“快速升温到320℃保温 35小时，再随炉冷却到120℃出炉，然后自然冷却到常温”，
[0099]
对所制得铝箔进行检测：厚度0.0502mm、抗拉强度99mpa、刷水试验a
+
、用户复合后测试剥离强度为9.3n，产品各项性能指标超出了用户的要求。
[0100]
实施例2
[0101]
生产0.03mm
×
560mm牛奶瓶盖箔6t，不需要进行高温杀菌，包括如下：
[0102]
1、坯料:铸轧8011-h16、厚度0.24mm、宽度1170mm、抗拉强度172mpa，
[0103]
2、粗中轧轧制油：粘度2.28mm2/s、闪点92℃、流程：206℃～260℃、羟值9.2mgkoh/g、皂化值15.6mgkoh/g，
[0104]
精轧轧制油：粘度1.98mm2/s、闪点82℃、流程：205℃～255℃、羟值6.8mgkoh/g、皂化值9.4mgkoh/g，
[0105]
3、采用粗轧粗糙度为0.23μm工作辊，轧制力为210吨、速度为480m/min、入口张力为36n/mm2、出口张力为40n/mm2,将厚度为0.24mm的8011-h16的坯料轧制成出口厚度为0.12的中间产品，
[0106]
4、更换工作辊，采用粗糙度为0.13μm中轧辊，轧制力为220吨、速度为530m/min、入口张力为42n/mm2、出口张力为48n/mm2，将厚度轧制成0.060mm的中轧产品，
[0107]
5、把0.060mm的产品经合卷机双合并切边为厚0.060mm
×2×
宽1150mm，
[0108]
6、用粗糙度为0.08μm的精轧工作辊，轧制力为220吨、速度400m/min、入口张力为 45n/mm2、出口张力为50n/mm2，将厚度0.060mm
×2×
宽1150mm轧制成厚度0.03mm
×2×
宽1150mm的精轧产品，
[0109]
7、分切时采用圆盘刀将厚度为0.03mm
×2×
宽1150mm的精轧产品分切成0.05mm
×
560mm 的半成品，
[0110]
8、将上述0.03mm
×
560mm的产品进入退火炉，采用退火工艺“快速升温到350℃保温35 小时，再随炉冷却到120℃出炉，然后自然冷却到常温”。
[0111]
对所制得铝箔进行检测：厚度0.0306mm、抗拉强度82mpa、刷水试验a
+
、用户复合后测试剥离强度为8.3n，产品各项性能指标超出了用户的要求。
[0112]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种相同道次生产不同成品厚度封盖铝箔的方法，其特征在于，包括如下步骤：a、备料，使用厚度0.24mm的铝合金8011铸轧坯料，状态为h16、抗拉强度≥170mpa；b.粗轧一道次，中轧一道次后精轧双合，将双合后的铝箔进行一道次精轧，其中，最终产品为0.05mm厚度：粗轧入口0.24mm，出口0.14mm；中轧入口0.14mm，出口0.075mm；精轧入口0.075mm，出口0.05mm，开卷张力38～45n/mm2；或者，最终产品为0.04mm厚度：粗轧入口0.24mm，出口0.13mm；中轧入口0.13mm，出口0.065mm；精轧入口0.065mm，出口0.04mm，开卷张力38～50n/mm2；或者，最终产品为0.03mm厚度：粗轧入口0.24mm，出口0.12mm；中轧入口0.12mm，出口0.06mm；精轧入口0.06mm，出口0.03mm，开卷张力38～50n/mm2；轧制工艺参数为：粗轧时开卷张力30～40n/mm2，卷曲张力35～45n/mm2，轧制速度500
±
100m/min，轧制油温38～45℃；中轧时开卷张力35～45n/mm2，卷曲张力45～50n/mm2，轧制速度450
±
100m/min，轧制油温40～50℃；精轧时卷曲张力40～50n/mm2，轧制速度350
±
100m/min，轧制油温40～55℃；三个道次的轧制力180
±
50t，板型曲线-32；c.圆盘刀分切铝箔；d.分切后的铝箔退火处理，其中，最终产品的抗拉强度在95～110mpa，剥离强度＞8.5n时：宽度规格400～500mm的铝卷退火参数为：由室温快速升至320℃，采用快速升温，保温35h，随炉自然降温至120℃，出炉自然冷却到室温；宽度规格500～600mm的铝卷退火参数为：由室温快速升至320℃，采用快速升温，保温40h，随炉自然降温至120℃，出炉自然冷却到室温；最终产品的抗拉强度在70～90mpa，剥离强度＞8.5n时：宽度规格400～500mm的铝卷退火参数为：由室温快速升至350℃，采用快速升温，保温30h，随炉自然降温至120℃，出炉自然冷却到室温；宽度规格500～600mm的铝卷退火参数为：由室温快速升至350℃，采用快速升温，保温35h，随炉自然降温至120℃，出炉自然冷却到室温。2.根据权利要求1所述的相同道次生产不同成品厚度封盖铝箔的方法，其特征在于：步骤b中粗轧、中轧时采用90号轧制油为基础油，添加剂采用高强度和高润滑性能的醇类及酯类添加剂两种，总含量达到8％～10％。3.根据权利要求1所述的相同道次生产不同成品厚度封盖铝箔的方法，其特征在于：步骤b中精轧时以82号轧制油为基础油，添加剂采用高强度和高润滑性能的醇类及酯类添加剂两种，总含量控制在6％～8％。4.根据权利要求1所述的相同道次生产不同成品厚度封盖铝箔的方法，其特征在于：步骤b中粗中轧两道次的支撑辊的凸度定为20
‰
；工作辊：粗轧辊凸度为30
‰
，中轧辊凸度为30
‰
；精轧辊的凸度定为：支撑辊20
‰
，工作辊40
‰
。5.根据权利要求1所述的相同道次生产不同成品厚度封盖铝箔的方法，其特征在于：步骤b中粗轧的工作辊粗糙度ra:0.23μm，中轧的工作辊粗糙度ra:0.15μm，精轧的工作辊粗糙度为0.08μm；粗/中/精轧的支撑辊粗糙度均为ra0.43μm。6.根据权利要求1所述的相同道次生产不同成品厚度封盖铝箔的方法，其特征在于：步骤d中退火工序中，所述快速升温，是指对升温速率无要求。

技术总结

本发明属于有金属加工技术领域，涉及一种相同道次生产不同成品厚度封盖铝箔的方法，包括：使用厚度0.24mm的铝合金8011铸轧坯料，状态为H16、抗拉强度≥170MPa；粗轧一道次，中轧一道次后精轧双合，将双合后的铝箔进行一道次精轧；圆盘刀分切铝箔，退火处理。本发明利用相同的轧制道次，改变每道次不同的压下量，配合高强度、高润滑性能的轧制油，采用相适应的轧制工艺参数，生产出高强度不同厚度的封盖铝箔。经分切成客户所需的规格后，根据用户的使用封盖食品的情况经不同的退火工艺，满足了用户各种不同要求。户各种不同要求。户各种不同要求。