鋁合金擠壓型材常見缺陷及其解決辦法

1、(液壓英才網(wǎng)豆豆轉(zhuǎn)載6063鋁合金型材以其良好的塑性、適中的熱處理強度、良好的焊接性能以及陽極氧化處理后表面華麗的色澤等諸多優(yōu)點而被廣泛應用。但在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些缺陷而致使產(chǎn)品質(zhì)量低下,成品率降低,生產(chǎn)成本增加,效益下降,最終導致企業(yè)的市場競爭能力下降。因此,從根源上著手解決6063鋁合金擠壓型材的缺陷問題是企業(yè)提高自身競爭力的一個重要方面。筆者根據(jù)多年的鋁型材生產(chǎn)實踐,在此對6063鋁合金擠壓型材常見缺陷及其解決辦法作一總結(jié),和眾多同行交流,以期相互促進。1 劃、擦、碰傷劃傷、擦傷、碰傷是當型材從模孔流出以及在隨后工序中與工具、設(shè)備等相接觸時導致的表面損傷。1.1 主要原因鑄錠表面附

2、著有雜物或鑄錠成分偏析。鑄錠表面存在大量偏析浮出物而鑄錠又未進行均勻化處理或均勻化處理效果不好時,鑄錠內(nèi)存在一定數(shù)量的堅硬的金屬顆粒,在擠壓過程中金屬流經(jīng)工作帶時,這些偏析浮出物或堅硬的金屬顆粒附著在工作帶表面或?qū)ぷ鲙г斐蓳p傷,最終對型材表面造成劃傷;模具型腔或工作帶上有雜物,模具工作帶硬度較低,使工作帶表面在擠壓時受傷而劃傷型材;出料軌道或擺床上有裸露的金屬或石墨條內(nèi)有較硬的夾雜物,當其與型材接觸時對型材表面造成劃傷;在叉料桿將型材從出料軌道上送到擺床上時,由于速度過快造成型材碰傷;在擺床上人為拖動型材造成擦傷;在運輸過程中型材之間相互摩擦或擠壓造成損傷。1.2 解決辦法加強對鑄錠質(zhì)量的控

3、制;提高修模質(zhì)量,模具定期氮化并嚴格執(zhí)行氮化工藝;用軟質(zhì)毛氈將型材與輔具隔離,盡量減少型材與輔具的接觸損傷;生產(chǎn)中要輕拿輕放,盡量避免隨意拖動或翻動型材;在料框中合理擺放型材,盡量避免相互摩擦。2機械性能不合格:2.1 主要原因擠壓時溫度過低,擠壓速度太慢,型材在擠壓機的出口溫度達不到固溶溫度,起不到固溶強化作用;型材出口處風機少,風量不夠,導致冷卻速度慢,不能使型材在最短的時間內(nèi)降到200以下,使粗大的Mg2Si過早析出,從而使固溶相減少,影響了型材熱處理后的機械性能鑄錠成分不合格,鑄錠中的Mg、Si含量達不到標準要求;鑄錠未均勻化處理,使鑄錠組織中析出的Mg2Si相無法在擠壓的較短時間內(nèi)重

4、新固溶,造成固溶不充分而影響了產(chǎn)品性能;時效工藝不當、熱風循環(huán)不暢或熱電偶安裝位置不正確,導致時效不充分或過時效。2.2 解決辦法合理控制擠壓溫度和擠壓速度,使型材在擠壓機的出口溫度保持在最低固溶溫度以上;強化風冷條件,有條件的工廠可安裝霧化冷卻裝置,以期達到6063合金冷卻梯度的最低要求;加強鑄錠的質(zhì)量管理;對鑄錠進行均勻化處理;合理確定時效工藝,正確安裝熱電偶,正確擺放型材以保證熱風循環(huán)通暢。3幾何尺寸超差3.1 主要原因由于模具設(shè)計不合理或制造有誤、擠壓工藝不當、模具與擠壓筒不對中、不合理潤滑等,導致金屬流動中各點流速相差過大,從而產(chǎn)生內(nèi)應力致使型材變形由于牽引力過大或拉伸矯直量過大導致

5、型材尺寸超差。3.2 解決辦法合理設(shè)計模具,保證模具精度;正確執(zhí)行擠壓工藝,合理設(shè)定擠壓溫度和擠壓速度;保證設(shè)備的對中性;采用適中的牽引力,嚴格控制型材的拉伸矯直量。4 擠壓波紋擠壓波紋是指在擠壓型材表面出現(xiàn)的類似于水波紋的情況,一般無手感,在光的作用下表現(xiàn)明顯。4.1 主要原因牽引機發(fā)生周期性上下跳動使型材表面發(fā)生局部彎折;模具設(shè)計不合理,工作帶在擠壓力作用下發(fā)生顫動導致型材出現(xiàn)波紋。4.2解決辦法保證牽引機運行平穩(wěn);合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu)。5 麻面麻面是指在型材表面出現(xiàn)的密度不等、帶有拖尾、非常細小的瘤狀物,手感明顯,有尖刺的感覺。5.1 主要原因由于鑄錠中的夾雜物或模具工作帶上粘有金屬或雜物,

6、在擠壓時被高溫高壓的鋁夾帶著脫落,在型材表面形成麻面。5.2解決辦法適當降低擠壓速度,采用合理的擠壓溫度和模具溫度;嚴格控制鑄錠質(zhì)量,降低鑄錠中的夾雜物含量,將鑄錠進行均勻化處理;加強修模質(zhì)量管理。 6 黑斑型材陽極氧化后局部出現(xiàn)近似圓形的黑灰色斑點,在型材縱向貼擺床的面上等距離分布,大小不一。6.1 主要原因由于擠壓機出口處風冷量不夠,導致鋁材在較高溫度下接觸擺床,接觸部位的冷卻速度于其它位置不同,有粗大的Mg2Si相析出,在陽極氧化處理后該部位變?yōu)楹诨疑?.2 解決辦法加強風冷強度,避免擺床上型材的間隔過小,保證風冷的溫度梯度;有條件的工廠應采用霧化水冷與風冷相結(jié)合的方法,可完全消除黑斑

7、。7 條紋擠壓型材的條紋缺陷種類比較多,形成因素也較復雜,這里僅就一些常見條紋的產(chǎn)生原因及解決方法加以論述。7.1 摩擦紋模具每次光模上機擠壓后,紋路都不能一一對應,有輕有重。在擠壓過程中,型材流出?？椎乃查g與工作帶緊緊地靠在一起,構(gòu)成一對熱狀態(tài)下的干摩擦副,且將工作帶分成兩個區(qū)粘著區(qū)和滑動區(qū)。在粘著區(qū)內(nèi),金屬質(zhì)點受到至少來自兩個方面的力的作用:摩擦力和剪切力。當粘著區(qū)內(nèi)金屬質(zhì)點所受摩擦力大于剪切力時,金屬質(zhì)點就會粘附在粘著區(qū)工作帶表面上,并將型材表面擦傷而形成摩擦紋。調(diào)整模具工作帶出口角,使其在-1°-3°范圍內(nèi),這樣可降低工作帶粘著區(qū)高度,減小該區(qū)的摩擦力,增大滑動區(qū);

8、進行高效的模具氮化處理,使模具表面硬度保持在HV900以上;工作帶表面滲硫可降低粘著區(qū)摩擦力,減少摩擦紋。7.2 組織條紋鑄錠鑄造組織不均勻,成分偏析,鑄錠表皮下存在較嚴重的缺陷,鑄錠的均勻比處理不充分等,在隨后的擠壓過程中導致型材表面成分不均勻,從而使型材氧化后的著色能力不相同,形成組織條紋。合理執(zhí)行鑄造工藝,消除或減輕組織偏析;鑄錠表面車皮;認真進行鑄錠均勻化處理。7.3 金屬亮紋在氧化白料中表現(xiàn)發(fā)亮,大多數(shù)情況下為筆直條狀且寬度不定,在氧化著色料中該條紋呈淺色條狀。合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu);模具加工要注意工作帶的過渡,防止出現(xiàn)工作帶落差;保證模橋呈水滴形,消除棱角。7.4 焊合條紋焊合條紋又稱焊

9、縫,筆直通長,在氧化白料中多呈現(xiàn)淺灰色,著色料中多顯淺色。模具分流孔設(shè)計過小;焊合室深度不夠,不能保證有足夠的壓力;擠壓時模具焊合室內(nèi)鋁料供應不足;擠壓工藝不合理,潤滑不當。合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu);注意擠壓溫度和擠壓速度的協(xié)調(diào);盡量減少潤滑或不潤滑。8 裂紋擠壓時型材受到拉應力作用而在表面形成程度不同的金屬橫向撕裂現(xiàn)象。8.1 主要原因由于摩擦力的原因使金屬表層受到附加拉應力的作用,當附加拉應力大于表層金屬抗拉強度時就會產(chǎn)生裂紋;擠壓溫度過高,金屬表層抗拉強度下降,在摩擦力作用下產(chǎn)生裂紋;擠壓速度過快時,金屬表層所受的附加拉應力增加使型材產(chǎn)生裂紋。. F% b3 m/ O, m7 J( H8.2 解

10、決辦法嚴格控制擠壓工藝參數(shù)以保證合理的出口速度和出口溫度。9 波浪、扭擰、彎曲波浪、扭擰、彎曲是由于金屬流動不均勻造成的型材外形缺陷9.1 主要原因模具工作帶設(shè)計不合理導致金屬流動不均勻;擠壓速度過快或擠壓溫度過高導致金屬流動不均勻;模具型孔布局不合理造成金屬流動不均勻;導路不合適或未安裝導路;潤滑不合適。9.2 解決辦法修整模具工作帶使金屬流動均勻;采用合理的擠壓工藝,在保證出口溫度的前提下盡量采用低溫擠壓;合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu);配置合適的導路;合理潤滑;采用牽引機牽引擠壓。10 氣泡型材表層金屬與基體金屬出現(xiàn)局部連續(xù)或斷續(xù)的分離,表現(xiàn)為圓形或局部連續(xù)凸起。10.1 主要原因由于擠壓筒經(jīng)長期使用后尺寸超差,擠壓時筒內(nèi)氣體未排除,變形金屬表層沿前端彈性區(qū)流出而造成氣泡;鑄錠表面有溝槽或鑄錠組織中有氣孔,鑄錠在墩粗時包進了氣體,擠壓時氣體進入金屬表層;擠壓時,鑄錠或模具中帶有水分和油污,由于水和油污受熱揮發(fā)成氣體,在高溫高壓的金屬流動中被卷入型材表面形成氣體;設(shè)備排氣裝置工作不正常;金屬填充過快,造成擠壓排氣不好。10.2解決辦法合理選擇和配備擠壓工具,及時檢查和更換;加強鑄錠的質(zhì)量管理,嚴格控制鑄錠的表面質(zhì)量和含氣量;保證設(shè)備的排氣系統(tǒng)正常工作;剪刀、擠壓筒和模具應盡量少涂油或不涂油;合理控制擠壓速度,按要求進行排氣。11 石墨壓入沿型材縱向淺表層呈條狀半露的孔隙,短的幾毫米,