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擠壓鋁型材表面“吸附顆?!钡男纬稍蚣皩Σ?/h1>
2019-10-01

  在鋁型材的擠壓生產中,型材表面不同程度的存在一些小顆粒吸附在型材表面上,手摸有觸感,影響了氧化、電泳涂漆及噴涂型材的表面美觀,降低了生產效率和成品率。因此,對其形成機制進行分析,以便采取措施,減少或杜絕此類型材表而缺陷的出現。

  在鋁型材的擠壓生產中,常見的缺陷是比較直觀的,如彎曲、扭擰、變形、夾渣等。而“吸附顆?!钡娜毕?,不仔細觀察或手摸較難發現。其危害是:在電泳、噴涂型材的生產流程中,很難去除掉,影響型材的表面美觀,造成廢品。因此,要在擠壓生產實踐中不斷地觀察分析,總結其成因,及時采取措施,以減少或杜絕這種缺陷的出現。


  1“吸附顆?!钡谋憩F及對產品質量的影響

  鋁型材表面處理的方式越來越多,除一般的氧化型材外,電泳型材、噴涂型材、氟碳噴涂型材、木紋烤漆型材等相繼出現,花樣繁多?!拔筋w?!钡娜毕?,對一般氧化材影響不大,但對其他的處理形式影響較大,主要是有礙這些型材表面美觀。在擠壓生產中,擠出型材“吸附顆?!苯涍^仔細觀察或用手在型材表面上滑動,都會發現。在鋸切裝筐工序,用風吹或擦拭,大部分的小顆??梢匀サ?。但還是有一部分由于靜電原因仍吸附在型材表面上。經時效處理后,這些顆粒更加緊密粘附在型材表面。在型材表面預處理工序,由于槽液濃度的影響,有的可以去除掉,但在型材表面形成小麻坑,有的去除不掉,則形成凸起。此問題在電泳和噴涂型材的生產中經常出現。


  2 “吸附顆?!钡男纬稍?/span>

  2.1 模具的影響

  在擠壓生產中,模具是在高溫高壓的狀態下工作的,受壓力和溫度的影響,模具產生彈性變形。模具工作帶由開始平行于擠壓方向,受到壓力后,工作帶變形成為喇叭狀,只有工作帶的刃口部分接觸型材形成的粘鋁,類似于車刀的刀屑瘤。在粘鋁的形成過程中,不斷有顆粒被型材帶出,粘附在型材表面上,造成了“吸附顆?!?。隨著粘鋁的不斷增大,模具產生瞬間回彈,就會形成咬痕缺陷。若粘鋁堆積較多,不能被型材拉出,模具瞬間回彈時粘鋁不脫落,就會形成型材的表面粗糙、亮條、型材撕裂、堵模等問題,模具的粘鋁現象見圖1。我們現在使用的擠壓模具基本是平面模,在鑄棒不剝皮的情況下,鑄棒表面及內在的雜質堆積在模具內金屬流動的死區,隨著擠壓鑄棒的推進及擠壓根數的增多,死區的雜質也在不斷的變化,有一部分被正常流動的金屬帶出,堆積在工作帶變形后的空間內。有的被型材拉脫,形成了“吸附顆?!?。因此,模具是造成“吸附顆?!暗年P鍵因素。


  2.2 擠壓工藝的影響

  擠壓工藝參數的選擇正確與否也是影響“吸附顆?!钡闹匾蛩?。經過現場觀察,擠壓溫度、擠壓速度過高,“吸附顆?!本驮蕉?,原因是由于溫度高、速度快,型材流動速度增加,模具變形的程度增加,金屬的流動加快,金屬的變形抗力相對減弱,更易形成粘鋁現象;對大的擠壓系數來說,金屬的變形抗力相對增加了,死區相對增大,提高了形成粘鋁的條件,形成“吸附顆?!钡母怕试黾?;鑄棒加熱溫度與模具溫度之差過大,也易造成粘鋁問題,甚至堵模;工模具表面的粗糙度、工作帶表面的硬度等,也是造成粘鋁,形成“吸附顆?!钡脑蛑?。


  2.3 鑄棒質量的影響

  鑄棒質量是影響鋁型材表面及擠壓成型的重要因素?!拔筋w?!钡某梢蚺c鑄棒質量有很大關系。鑄棒的組織缺陷常見的有夾渣、疏松、晶粒粗大、偏析、光亮晶粒等。夾渣是混入鑄棒的熔渣、氧化皮或其他雜質,也叫夾雜。低倍試片上一般呈現形狀不規則的黑洞,凹陷于基體,是一些不同顏色的、無定形的松軟組織,破壞了鑄棒的連續性。在擠壓過程中,夾渣極易從基體中分離出來,通過模具的工作帶時,粘附在入口端,形成粘鋁,并不斷被流動的金屬拉出,形成“吸附顆?!?;疏松是在晶界及枝晶網絡出現的宏觀和微觀的分散性縮孔,低倍試片上呈不規則的黑色針孔狀小點,在枝晶間呈三角形孔洞,斷口組織不致密,嚴重的疏松往往伴有氣孔、夾渣等,在擠壓生產中很難與金屬焊合,從而以形成粘鋁現象;晶粒粗大是當熔體金屬過熱或鑄造溫度過高時。在鑄棒中易出現的粗大晶粒組織,并伴有晶間裂紋,使金屬不連續,在擠壓生產中,也易產生粘鋁問題;偏析是在鑄棒表面凝結的易熔析出物,也稱偏析瘤,是易熔組成物滲出后凝結在鑄棒表面而成的,在擠壓生產中,聚集在模具金屬流動的死區,隨著擠壓鑄棒根數的增多,被擠出或被流動的型材拉出,形成“吸附顆?!?。所有這些鑄棒缺陷有一個共同點,就是與鑄棒基體焊合不好,造成了基體流動的不連續性,這是形成“吸附顆?!钡闹匾蛩?。


  3  減少“吸附顆?!钡拇胧?/span>

  3.1 模具設計、制造、使用應注意的問題

  (1)模具的設計必須滿足剛度、強度的計算要求,以達到減少模具在受壓時的彈性變形量。在確定工作帶時,工作帶的長短、空刀形式、模頸及焊合室形式等,都要考慮參數選擇佳值。模具的導流孔、分流孔等系數的選擇,在允許范圍內盡量選較大值,達到減小壓力的目的。

  (2)模具在制造過程中,要減少制造誤差,避免尖角存在。對金屬流動的摩擦表面,要光滑過渡,盡量減少凸凹不平的過渡區域。確保??壮叽缙畹囊恢滦?。

  (3)模具在使用時,一定要加裝和選用合適的模墊、支撐墊。

  (4)模具都要經過氮化處理后,方可上機,以減少粘鋁的問題。

  (5)修模、光模時,要注意工作帶的平行、表面粗糙度以及組合模裝配的配合尺寸,把緊螺栓。


  3.2 選擇合適的擠壓參數

  根據擠壓系數、型材斷面情況、模具情況、設備情況等,選擇佳的擠壓溫度、鑄棒加熱溫度、模具溫度以及擠壓速度,并在生產過程中,不斷調整這些參數。這些都是消除或減少“吸附顆?!钡闹饕胧?。


  3.3 提高鑄棒的質量

  在鑄棒的鑄造過程中,采用細化晶粒工藝,采取有效的技術措施減少鑄棒的夾渣、疏松、晶粒粗大等缺陷,對鑄棒進行均勻化處理,都是減少和消除“吸附顆?!钡挠行Т胧?。另外,加強對鑄棒的低倍組織分析,進行質量監控,減少有缺陷鑄棒的投入使用,也是減少和消除“吸附顆?!庇行侄?。


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