بخشی از مقاله
چکیده
فویل های آلومینیوم به دلیل خواص منحصر بفردشان کاربردهای وسیعی در صنایع مختلفی نظیر صنایع بسته بندی مواد غذایی، صنایع دارویی، صنایع عایق و صنایع الکترونیک پیدا نمودهاند. در این میان بستهبندی مواد غذایی، دارویی و بهداشتی به دلیل لزوم حفاظت از آنها در برابر تاثیرات محیطی بسیار حساس می باشد؛ به نحوی که بروز کوچکترین عیبی در فویل، استفاده از آن را در این موارد ممنوع می کند. Pinhole عیبی است که با توجه به کم بودن ضخامت فویل آلومینیوم تحت اثر پارامترهای مختلف تولیدی و موادی به وجود می آید. در تحقیق حاضر منشأ بروز این عیب در
یک خط تولید صنعتی فویل مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور نمونههای گوناگونی از فویل آلومینیوم 8011 از
ضخامت 30μm تا 11 μm تهیه شده و از طریق میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج
حاصل از مطالعه و بررسی، نشان داد که عوامل مکانیکی پیدایش Pinhole به عواملی نظیر، مارک غلتک، امواج سطحی
داخلی، اثرات سطحی مربوط می شوند.
کلمات کلیدی: مارک غلتک، امواج سطحی داخلی، اثرات سطحی، Pinhole ، فویل، آلومینیوم 8011
فز
ف
ف
عهده دار مکاتبات: مهران پاک زمانی،Engineer_zamany@yahoo.com
-1 مقدمه
فویل آلومینیوم ورقی است نورد شده از آلیاژهای سری 1XXX، 3XXX و 8XXX که بیش از 98 درصد آلومینیوم
داشته و ضخامت آن زیر 200μm می باشد. فویل آلومینیوم 8011 به دلیل داشتن خواص مکانیکی مطلوب و قابلیت
کشش عمیق و همچنین خصوصیاتی چون سمی نبودن، مقاومت در برابر اثرات محیطی و عدم نفوذ پذیری نسبت به
اکسیژن و رطوبت و نور، کاربرد فراوانی در صنایع بسته بندی مواد غذایی و دارویی و بهداشتی دارد .[4-1]
از شایعترین عیوبی که در فویل آلومینیوم در ضخامت های زیر 50μm به وجود می آید عیب Pinhole1 میباشد. این عیب به سوراخ های بسیار ریزی گفته می شود که ابعادی زیر 40μm دارند و در سطح فویل آلومینیوم به وجود آمده و
به دلیل اینکه به عنوان محلی برای ورود هوا و نور و رطوبت عمل می کند، باعث عدم استفاده فویل در صنایع بسته بندی مواد غذایی و دارویی می گردند . [4] از منابع بروز عیب Pinhole می توان به عوامل مکانیکی اشاره نمود. عوامل مکانیکی به عواملی گفته می شوند که ریشه در ماده ندارند، که در این میان می توان به مارک غلتک، موج های سطحی داخلی، اثرات سطحی غلتک اشاره نمود.
منشاء تولید پلیسه های آلومینیومی می تواند از براده ها و چیپس های حاصل از اصلاح لبه ورق در قسمت ریخته گری مداوم و در قسمت نورد سرد و نورد فویل باشند. همچنین ذرات سخت موجود در روغن نورد هم جزء آلودگی های
سطحی غلتک به حساب می آیند، در واقع حضور این ذرات، باعث ایجاد مشکل در جریان نورد در بین غلتک و ورق
می شوند. در مورد منشاء حضور ذرات موجود در روغن نورد، می توان به آلودگی های موجود در هوا نظیر گردوغبار،
ورود ذرات اکسیدی حاصل از تشکیل لایه خاک صافی ( (pre coat سیستم فیلتراسیون نورد ( فیلتر اشنایدر) به روغن
نورد، پلیسه های حاصل از اصلاح لبه ورق، اشاره نمود، که ممکن است به علت مطلوب نبودن عملکرد فیلترهای روغن، درجریان نورد قرار گیرند.[5]
موج های سطحی، امواجی هستند که در سطح فویل در اثر عدم کنترل صافی سطح ورق و تحت تاثیر زبری غلتک یا حتی در اثر ارتعاشات غلتک و لغزش فویل در سطح غلتک بوجود می آیند.[5]
در عملیات نورد سرد برای اعمال نیرو و تغییر فرم پلاستیک در ورق از غلتک های کاری و پشتیبان استفاده میگردد . غلتکهای پشتیبان که سنگین بوده ودارای قطر بالائی هستند فشار لازم برای تغییرفرم را برغلتک های کاری که در تماس
با ورق بوده اعمال می کنند.[5] از آنجائیکه محصول نهائی در نورد سرد، فویل است، لازم است کیفیت سطح مناسبی
داشته باشد. آماده سازی سطح غلتک در نورد بسیار مهم می باشد. اهمیت این موضوع از این جهت مهم است که، اگر
غلتک های کاری کیفیت سطحی مطلوبی نداشته باشند، در حین نورد اثرات نامطلوبی بر سطح ورق و فویل می گذارند. یکی از پارامترهای مهم کیفیت سطح غلتک رعایت کردن میزان زبری سطح غلتک است، عدم غیر یکنواختی زبری در سطح غلتک باعث پیدایش پستی و بلندی های ناهمگن در سطح غلتک می شود.
فک
ف
ف
-1 حفره سوزنی
دیگر پارامتر مهم در کیفیت سطح غلتک عملیات سنگ زنی غلتک می باشد در صورتی که این عملیات با دقت انجام
نگیرد عیوبی مانند شیار هایی در سطح غلتک به وجود می آیند و باعث ایجاد اثراتی به شکل شیارهای متناوب و موازی با یکدیگر بر سطح ورق و فویل می شوند.
مرحله پایانی در نورد فویل، نورد دولایه یا نورد دوبل است. در این فرایند دولایه فویل بر روی هم قرار می گیرند و
نورد می شوند. هدف از این فرایند ایجاد دو سطح مات و براق در فویل می باشد.[5]
تا کنون فعالیت هایی در جهت بهبود کیفیت فویل آلومینیوم از سری آلیاژهای 1XXX نظیر آلیاژ 1200 توسط Keles و dundar به انجام رسیده است. با توجه به نتایج بدست آمده توسط این محققین، منشأ عیب Pinhole در این آلیاژ
به عواملی مانند تشکیل اسپینل های منیزیمی، هیدروژن، پارامترهای مربوط به نورد از قبیل روغن نورد و پلیسه های آلومینیومی نسبت داده شده است.[1] لیکن اطلاعات منتشر شده در مورد عیب Pinhole در سایر آلیاژهای آلومینیوم در
دسترس نیست.[1] لذا در این تحقیق اثر عوامل مکانیکی مانند مارک غلتک، موجهای سطحی داخلی، اثرات سطحی، و
رابطه آن ها با پیدایش این عیب در آلیاژ 8011 مورد بررسی قرار گرفته است.
