3104罐料针孔原因分析

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1、3104罐体针孔缺陷原因分析温庆红，王剑（西南铝业（集W）有限责任公司，重庆九龙坡401326）摘要：采用体视镜、扫描电镜和能谱分析设备，对3104易拉罐的针孔缺陷进行了宏观、妞微形貌特征及能谱结果综合分析。结來表明，權体针孔缺陷形成原因足由于该部位存在氧化膜缺陷，在冲罐过程巾暴露出来所致。关键词：3104合金；鉍拉罐；变薄拉仲；针孔缺陷AnalysisonPorosityDefectCauseof3104CanBodyWENQing-hong,WANGJian(SouthwestAluminum(Group)Co.,Ltd.,Chongqing401326,China)Abstract:

2、Stereoscope,scanningelectronmicroscopeandenergyspectrumanalysisinstrumentwereusedtoanalyzetheporositydefectsof3104can.Theresultsshowthatthecauseofcanporosityisoxidationfilmexistedinitslocation.Keywords:3104alloy;can;ironing;porositydefecto前言易拉罐的生产要经40多道工序。其屮和铝板材性能相关的主要工序有：落料、冲杯、变薄拉深、修边、冲洗、外印、内喷涂、烘

3、干、缩颈、翻边等。铝板材必须具有适当的强度和良好的深冲成型性,以保证连续冲制变薄拉深工序和烘烤后的屈服强度。易拉罐的成形过程为：落片◊冲杯4一次变薄拉伸4二次变薄拉伸4三次变薄拉伸◊修边4颈缩壁厚0.09mm（见图1）。罐壁变薄拉伸足冲头引领杯体通过拉伸模，在拉伸模的约束作川下强制金属变形减薄完成的（见图2），罐体的变薄拉伸过稈足在萵速下完成的，每分钟达到200〜300罐，即在0.2〜0.3s内完成-个罐体的三次变薄拉伸过程。变薄拉伸过程中罐体通过拉伸模吋受到的拉力、摩擦力非常大，若板材存在冶金缺陷使其所在区域金属塑形、强度不能满足变薄拉伸的最低要求，极易造成断罐；荇缺陷尺寸小，尽管不会造

4、成断罐，却会导致制罐企业另一个大的问题一针孔罐。针孔罐检岀难度大，漏检危险性高。针孔罐在制罐企业如果不能剔除，包装饮料后漏液，漏岀的饮料所污染的饮料包装件将全部由制罐企业赔偿。因此，耍求成品罐体针孔罐发生率低于百万分之三。阁1鉍拉罐的成形过程作者简介：温庆红（1972-），女，重庆人，教授极髙工。*耐f图2罐壁变薄拉伸示意图1样品来源从某制罐厂商处取了3个3104合金针孔罐缺陷样品，经观察，缺陷均在罐身且己穿孔，缺陷样品宏观形貌见图3（图3中阍内所示均为针孔缺陷部位）。本文对样品缺陷进行分析。图3样品宏观形貌2宏观观察在样品针孔部位取样后在体视镜下观察，样品缺陷部位典型宏观形貌见图43由图

5、4知，各样品缺陷部位iAj、外表ifif的宏观形貌均呈裂口状。a1#样品外灰面bl#样品内衣面｝e3#样品外表面f3#样品内表面阁4各样品针孔缺陷部位内、外表ifi（宏观形貌3扫描电镜及能谱观察将各样品沿缺陷部位撕开，各样品缺陷部位断U电镜形貌菽木一致（见图5），图5中箭久•所示为缺陷部位；由于各样品缺陷部位的能谱结果基木相当，样品典型缺陷、正常部位能谱结果及部位见表1、表2、图6、图7。由阁5看出，各样品缺陷部位均存在黑灰色颗粒物，呈典型夹杂物的形貌特征。由表1、表2知,各样品缺陷部位的黑灰色物质主耍含0、Mg、AI元素，结合其敁微形貌特征，样品黑灰色物质为氣化膜。al#样品b2#样品c

6、3#样品图5各样品缺陷部位SEM形貌表1样品缺陷部位能谱结果表2样品正常部位能谱结果元素重量百分比原子百分比元素重贵百分比原子百分比041.0547.6501.462.45Mg11.218.56Mg1.311.44AI35.0124.09AI96.6595.83总量100.00Mn0.570.28总量100.00图7样品正常部位4分析讨论3104合金中含冇1.3%左右的镁。在铝合金熔炼铸造过程中，由于镁具有更高的活性，更易与空气屮的氧结合形成氧化镁产物。通常情况下，铝合金熔体表而会自然形成氧化铝薄脱，氧化铝薄脱具有致密度高、密闭性能好的特点，可以保护熔体不被继续氧化。但是，氧化镁却其有松脆

7、多孔的特性，它使得氧化铝薄膜的致密性和连续性遭到不同程度的破坏，使氧化钔薄膜的柔韧性卜*降，对熔体的保护能力降低，氣化铝氣化胶混合物（尖晶石类）极易随着熔体的扰动破碎而裹入熔体，形成氣化胶夹杂缺陷。因此，在易拉罐用3104合金熔铸过程中，熔体的精炼净化、在线过滤就显得尤为重要。本次故障表现为针孔罐率偏高，断罐率正常，说明熔铸过程中的偶然W素造成了局部鉍化膜破损，少M•破碎的氧化膜裹入熔体并遗传到制品中，形成罐体针孔缺陷。