電纜用鋁箔的質量控制

摘要：包裹通訊電纜的鋁箔具有廣泛用途，但在生產過程中，常因表面質量不好，力學性能達不到要求，或箔帶中出 
現(xiàn)孔洞等質量問題而報廢，造成很大經濟損失。對這些質量問題進行了分析，提出了解決的方法。 

關鍵詞：電纜用鋁箔；質量；剝離強度 

  通訊電纜的外表需包裹一層鋁箔，以起到保護和屏蔽作用。這種鋁箔通常用1145牌號的工業(yè)純鋁制造，經連鑄連軋、冷軋、分切及*退火后，按照用戶所需長度分成小卷供給電纜箔復合廠，在鋁箔表面上覆上塑料薄膜，分切成若干小條成卷盤狀供給電纜廠。由于這種復合鋁箔具有質量輕、防護屏蔽效果好等優(yōu)點，所以越來越受到青睞，不僅國內廣泛應用，還出口到中東等地。3年前，每噸售價為21000元人民幣，效益很好。目前，由于競爭激烈，經濟效益已大幅度下落。但是，如果鋁箔生產廠對常發(fā)生的質量問題，諸如表面油斑、腐蝕、孔洞及伸長率低等問題重視不夠，成品率太低，那么，在激烈的市場競爭中，不僅沒有經濟效益可言，而且還可能賠本。筆者從事多年鋁箔生產技術工作，積累了一些經驗和教訓，以此文供同行參考。 

1 電纜箔的表面質量 

   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。貼附塑膜后用專門儀器把薄膜從鋁箔上撕下來，以測定塑膜粘結牢固程度，此測定數(shù)據(jù)很重要，稱為剝離強度。按照通訊電纜行業(yè)標準(代號YD/T 723．2-94)該強度不應小于6．13N/cm；另外還有熱合強度不應小于17．5N/cm。鋁箔表面質量是影響剝離強度的zui主要因素，其主要表面質量問題是油斑、腐蝕、過氧化等。 

1．1 油斑 

   油斑是鋁箔表面zui常見的質量問題，主要產生原因是軋制油中混入了機油或軋制油運動粘度大，另外，軋機出口處風嘴角度不正確，風壓太小，沒有把箔帶上的油吹凈。解決方法是：

①防止機油混入軋制油；

②控制好軋制油的運動粘度，不可超過2．34×10^-6m²/s；

③冷天應對軋制油進行加熱；

④控制好添加劑的加入量，5％-7％；

⑤在軋機出口處增加上下兩排風嘴，上排2個風嘴，下排4個風嘴，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，在200℃停留一段時間，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，兩者是*不同的，腐蝕是鋁原子失去電子形成白色粉末，產物對基體無保護作用；氧化是鋁原子與氧化合成氧化物，產物對鋁基體有保護作用。鋁在自然界中會自身形成一層約1/500μm的氧化膜，起自我保護作用。鋁箔被腐蝕后表面形成的白灰會嚴重降低覆塑箔的剝離強度。鋁箔被腐蝕是遇水或堿液造成的。鋁箔在運輸過程中被雨水淋濕是常見的腐蝕原因。另一種被人忽視的是霧水造成的。鋁卷箔在高溫狀態(tài)下夜間長距離運輸時，鋁卷材一側很快冷卻，另一側處于高溫，冷卻處霧水凝結在上面并滲入鋁卷材，運到客戶的倉庫后，高溫一惻又把低溫側加熱，造成鋁卷材腐蝕。解決辦法是：①鋁卷包裝嚴密，嚴防雨淋；②不包裝和運輸高溫狀態(tài)的鋁卷材。 

1．3 過氧化 

   鋁材表面自然形成的一層氧化膜有保護作用，但如果在高溫狀態(tài)下用強風冷卻，勢必造成過氧化、表面變色如彩虹。過氧化的鋁箔也降低覆塑箔的剝高強度。防止方法是鋁箔退火出爐后不可以用強風吹冷，讓其慢慢冷卻。 

2 電纜箔的力學性能 

   按照通訊電纜行業(yè)標準，電纜箔的力學性能是：0．1、0．15、0．20mm厚的電纜箔強度不小于54MPa，伸長率不小于15％。可看出要滿足上述指標并不難，但是大多數(shù)客戶都要求電纜箔的R_m≥70MPa或者是80MPa以上；伸長率的要求是：0．20mm厚的，A≥20％；0．15mm的A≥18％。這主要是防止覆塑膜時特別是往電纜上纏繞時出現(xiàn)斷裂。因為覆塑膜后要分切成若干小條，zui窄的為12mm，分切時有可能出現(xiàn)輕微裂邊或毛刺，使用時，要帶張力進行纏繞，有輕微缺陷就會因應力集中而斷裂。一條電纜通常有2km或3km長，在高速運轉的機器上纏繞發(fā)生意外斷帶是非常危險的，并且會造成很大經濟損失。因此，必須采取以下措施，提高鋁箔的力學性能，以滿足客戶的要求。 

2．1 化學成分 

目前多數(shù)生產電纜鋁箔的廠家采用牌號為1145的工業(yè)純鋁，按GB3190-97標準其化學成分(質量分數(shù)，下同)如表1所示。

  表1規(guī)定Fe+Si≤0．55％，沒有對Fe，Si各自的含量作具體規(guī)定，有的生產廠不了解Fe、Si對鋁箔力學性能的影響，而沒有對它們進行特別的控制，使產品的強度特別是伸長率達不到客戶的要求。根據(jù)我們的經驗，F(xiàn)e含量應有嚴格限制，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，鋁箔的強度可超過90MPa，伸長率也能達到客戶的要求。 

2．2 熱處理制度 

電纜箔都是以O狀態(tài)供貨，退火時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。

此外，鋁箔的力學性能還與冷作加口工率有關系，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。如果邊部裂邊太嚴重需中間退火，而熱處理制度應進行適當調整。 

2．3 試樣加工 

  電纜鋁箔力學性能檢測試樣加工不合格則不能正確反映鋁箔的性能，經常發(fā)生客戶復查的性能指標和生產廠檢測的相差很大。根據(jù)國標，鋁箔試樣采用長條狀，15mm寬，標距100mm，兩邊必須平行，用切紙刀剪切時不能停頓，不能有缺口、毛刺，有手感毛刺時應用細砂紙仔細打磨，檢測時試樣夾持應垂直，防止應力集中過早拉斷。 

3 電纜箔的孔洞 
 
  電纜鋁箔是成卷交貨，出廠前無法對卷內進行檢查，客戶在覆塑膜過程中發(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必造成長度不夠，整卷報廢，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量不好造成的。 

3．1 氣泡 

   鑄軋時靜置爐內的鋁熔體除氣不充分或鋁熔體在流槽中吸進潮氣，冷軋以及精整時都發(fā)現(xiàn)不了，只有箔卷熱處理后氣泡受熱鼓起才能看見，客戶覆塑膜時矯直輥碾壓箔帶把氣泡壓破就成孔洞，嚴重降低其介電強度。按照YD/T 723．2-94標準，雙面覆塑膜的鋁箔帶應達到2kV(D．C)/min不被擊穿。解決氣泡的方法是鑄軋坯料時加強精煉，用快速測氫儀測定鋁液中含氫量(含氫量不超過0．2mL/100gAl)，達到YS/T90-95標準后才出爐。 

3．2 非金屬夾雜 

   用石棉耐火材料做成的鑄嘴使用一段時間后，受損傷處會脫落被壓入鋁坯料中，如果在鋁箔冷軋和分切時沒有被發(fā)現(xiàn)，在客戶對鋁箔覆塑膜時才發(fā)現(xiàn)就為時已晚。防止方法是加強質量檢驗工作，發(fā)現(xiàn)有鑄嘴脫落物被壓入鋁坯料后，應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，軋機與卷取機相距10m)，就有可能把有孔洞的鋁箔帶卷入，如果后繼工序也沒發(fā)覺就可能出廠，給客戶造成很多麻煩。 
 

4 電纜箔的其他質量問題 

4．1 長度計算失誤 

電纜箔長度要求十分嚴格，只允許長一些而不允許短尺。這就要求在鑄軋坯料時要進行認真仔細計算，例如客戶要求提供規(guī)格0．15mm×500mm的2000m長的鋁箔卷，單卷質量約420kg，那么鑄軋坯料應是它的10倍或12倍，另外加3％的誤差。經常發(fā)生該切出12個箔卷的坯料，生產出10個小箔卷后只剩下1800m左右箔帶了，那是很可惜的。 

4．2 厚度超差 

客戶從生產廠買的鋁箔都按質量多少來付款，覆塑膜后再供給后續(xù)廠家時卻是按長度計價，這樣鋁箔客戶就要求提供厚度負公差的鋁箔。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。由于鋁箔生產廠受操作人員拄術水平和設備裝機水平的影響，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給覆塑膜帶來許多困難，嚴重時在覆塑膜過程中突然發(fā)生斷帶，或把毛刺壓入箔帶中，影響其剝離強度。防止的方法是鋁箔帶分切時要磨好刀口，調整好壓力。 

4．4 廢邊夾入 

鋁箔帶分切時，廢邊斷開很容易夾入鋁箔帶中，由于鋁箔帶卷得很緊，碎邊就會把鋁箔帶拱破。防止的方法是阻止廢邊斷裂，適當加大留邊量。 

4．5 磕碰傷 

鋁箔卷退火出爐后吊裝時側邊磕碰傷也是常發(fā)生的質量問題。剛出爐的鋁箔卷溫度高，強度低，從料架中吊出時，側邊碰到硬物就會凹進一塊，此處的鋁箔就粘在一起無法分開，造成整卷報廢。防止的方法是精心操作。 

5 結束語 

電纜用鋁箔的質量控制是一項系統(tǒng)工程，從每一道工序、每一個與質量有關的操作人員，以及原輔材料進廠驗收、入庫、使用，到產品發(fā)出、售后服務的每項工作，都必須嚴格把關，梢有不慎，將功虧一簣。其中的重點是要控制好鋁箔的化學成分、尺寸公差、表面質量和力學性能四個方面，認真執(zhí)行相應的標準。關于質量管理，應按ISO9001：2000標準進行。目前，電纜鋁箔市場競爭十分激烈，只有提高產品質量，提高成品率，降低成本，才能在市場上立于不敗之地。