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挤压铝型材表面主要缺陷及消除方法!

2022-12-06 17:13:14

挤压铝型材的表面缺陷产生的原因及消除方法如下:

一、成层

(1)产生原因:

主要原因是铸锭表面沾有油污、尘土,或挤压筒前端工作部分磨损较大,造成前端弹性区周围脏污金属的堆集。

挤压时沿着弹性区滑动面被卷入制品的周围而形成,一般多出现在制品的尾端,严重时也可能出现在制品的中端,甚至前端。

还有模孔排列不合理,距挤压筒内壁太近以及挤压筒、挤压垫磨损过大或变形等也可能产生成层。

(2)消除方法:

1、提高铸锭表面的清洁度。降低积压筒和模具表面粗糙度,及时更换严重磨损超差的挤压筒和挤压垫。

2、改进模具设计,模孔位置尽可能离挤压筒边缘远一点。

3、减小挤压垫直径与挤压筒内径差,减少挤压筒内衬中残留的脏污金属。

4、保持挤压筒内衬完好,或用垫片及时清理内衬。剪切残料后,应清理干净,不得沾润滑油。


二、气泡或起皮

(1)产生原因:

产生原因是铸锭内部组织有疏松、气孔、内裂等缺陷,或填充阶段挤压速度太快,排气不好,将空气卷入金属制品中所造成。

产生气泡或起皮的生产方面的原因有:

1、挤压筒、挤压垫磨损超差;挤压筒和挤压垫太脏,沾有油污、水分、石墨等;

2、铸锭表面铲槽太多、过深;或铸锭表面有气孔、砂眼,组织疏松、油污,铸锭的氢含量较高等;

3、更换合金时筒内未清理干净;挤压筒温度和挤压铸锭温度过高;铸锭尺寸超过允许负偏差;

4、铸锭过长,填充太快,铸锭温度不均;模孔设计不合理.或切残料不当;

(2)消除方法:

1、提高精炼除气、铸造的水平,防止铸锭产生气孔、疏松、裂纹等缺陷;合理设计挤压筒和挤压垫片的配合尺寸;

2、经常检查工具尺寸,保证符合要求,挤压筒出现犬肚要及时修理或更换磨损超差的挤压筒内衬;

3、挤压垫不能超差;更换台金时应彻底清筒;减慢挤压填充阶段的速度;

4、工具、铸锭表面保持清洁、光滑和干燥,减少对挤压垫和模具的润滑;严格操作,正确剪切残料和完全排气;

5、采用铸锭梯度加热法,使铸锭头部温度高,尾部温度低,填充时头部先变形,而筒内的气体通过垫片与挤压筒壁之间的间隙逐渐排出;

6、经常检查设备和仪器,防止温度过高、速度过快;合理设计、制造工模具,导流孔和分流孔设计为1°~3°内斜度。


三、挤压裂纹

(1)产生原因:

裂纹的产生与金属在挤压过程中的受力与流动情况有关,以表面周期性裂纹为例,模子形状的约束和接触摩擦的作用使坯料表面的流动受到了阻碍,制品中心部位的流速大于外层金属流速,从而使外层金属受到了附加拉应力作用,中心受到了附加压应力作用,附加应力的产生改变了变形区内的基本应力状态,使表面层轴向工作应力(基本应力与附加应力的叠加)有可能成为拉应力,当这种拉应力达到金属的实际断裂强度极限时,在表面就会出现向内扩展的裂纹,其形状与金属通过变形区域的速度有关。

(2)消除方法

1、确保合金成分符合规定要求,提高铸锭品质,尽可能减少铸锭中会引起塑性下降的杂质含量,在高镁合金中尽量减少钠含量。

2、严格执行各项加热和挤压规范,根据制品的台金和特点,合理地控制挤压温度和速度。

3、改进模具设计,适当增大模子定径带长度和断面棱角部分适当增加圆角半径,特别是模桥、焊台室和棱角半径等处的设计要合理。

4、提高铸锭的均匀化效果,改善合金的塑性和均匀性。

5、在条件允许时采用润滑挤压、锥模挤压或反挤压等方法来减少不均匀变形。经常巡回检测仪表和设备,以保证正常运行。


四、橘子皮

(1)产生原因:

产生的主要原因是制品内部组织晶粒粗大。一般晶粒越粗大越明显,特别是伸长率较大时,更易出现这种橘子皮缺陷。

(2)防止方法:

防止橘子皮缺陷的产生,主要是选择适当的挤压温度和挤压速度,控制伸长率。改善铸锭的内部组织,防止粗大晶粒。


五、黑斑

(1)产生原因:

主要原因是型材厚壁部分与耐热毡(或石墨条)接触处冷却速度小很多,固溶浓度显著比其他地方小,因此内部组织不同而表现在外观上显示出发暗的颜色。

(2)消除方法:

方法主要是出料台要加强冷却,到滑出台和冷床上时不能停止在一个地方,让制品在不同位置与耐热毡接触,改善不均匀冷却条件。


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六、组织条纹

(1)产生原因:

由于挤压件的组织及成分的不均,制品出现挤压方向的带状纹。一般多出现在壁厚变化部位。

通过腐蚀或阳极氧化处理可以判明。当改变腐蚀温度时,带状纹有时可能消失或者宽度和形状发生变化。

产生原因是由于铸锭的宏观或微观组织不均匀,铸锭的均匀化处理不充分或挤压制品加工的加热制度不正确所造成。

(2)消除方法:

1、铸锭要进行晶粒细化处理,避免使用粗晶粒的铸锭。

2、进行模具改进,选择适当的导流腔形状,修整导流腔或模具定径带。


七、纵向焊合线

(1)产生原因:

主要是由金属在挤压模具内,金属流的焊合部分与其他部分的组织差别所造成。

或者是挤压时,模具焊合腔内铝的供给量不足所造成。

(2)消除方法:

1、改进分流组合模的桥部结构和焊合腔的设计。如调整分流比(分流孔的面积和挤压制品面积之比)和焊合腔深度。

2、要保证一定的挤压比,注意挤压温度和挤压速度之间的平衡。

3、不要使用表面带有油污的铸链,避免焊合处混入润滑剂和异物。

4、挤压简、挤压垫片不涂油,保持干净。适当增加残料长度。


八、横向焊合线或停止痕

(1)产生原因:

主要原因是在连续挤压时,模具内的金属与新加入坯锭前端金属焊合不良造成的。

(2)消除方法:

1、将切残料的剪刀刃磨快,并调平直。清洁坯锭端面,防止润滑油、异物混入。

2、适当提高挤压温度,慢速均匀挤压。合理设计和选择工模具、模具材料、尺寸配合、强度与硬度。


九、划伤、划痕

(1)产生原因:

主要是由于制品从滑出台横向运至成品锯切台时冷床上有坚硬物突出将制品划伤,也有的是在装料、搬运中产生的。

(2)消除方法

1、模具定径带应加工光洁平滑,模具空刀也应加工平滑。装模时应认真检查,防止使用有细小裂纹的模具。

2、模具设计时应注意圆角半径。及时检查和抛光模子工作带,模子硬度应均匀。

3、经常检查冷床、成品储放台,应光滑,防止有坚硬突出物划伤制品。可适当润滑导路。

4、装料时应放置比制品软的隔条,运输、吊运都应平稳、细心操作。


十、金属压入

(1)产生原因:

主要原因是在模具空刀位置产生的氧化铝渣粘附在挤压制品上,流入出料台或滑出台被辊子压入挤压材表面所造成。

在阳极氧化时,金属压入的地方不形成氧化膜或形成压痕、压坑。

(2)消除方法:

1、光滑定径带、缩短定径带的长度。调节定径带的空刀。

2、改变模孔的布置,尽量避免制品平面放在下面和辊子接触,以免氧化铝渣被压入。

3、铸锭表面、端头清洗干净,润滑油中避免有金属屑。


十一、其他表面缺陷

(1)产生原因:

1、熔铸过程中产生的原因。化学成分不均,有金属夹杂、气孔、非金属夹杂、氧化膜、金属内部组织不均匀。

2、挤压过程中产生的原因。温度、变形不均匀,挤压速度太快,冷却不均匀,与石墨、油污接触处产生组织不均匀。

3、工模具方面的原因。模具设计不合理,模子尖角过渡不平滑,空刀过小擦伤金属,工模加工不良,有毛刺不光洁,氮化处理不好,表面硬度不均匀,工作带不平滑。

4、表面处理方面的原因。槽液浓度、温度、电流密度不合理,酸腐蚀或碱腐蚀处理工艺不当。

(2)消除方法:

1、控制化学成分,优化熔铸工艺,加强净化,细化处理和均匀化处理。铸锭均匀化处理要快速冷却。

2、合理控制挤压温度、速度,使变形均匀并采用合理铸锭长度。

3、改善模具的设计和制造方法,提高模具工作带硬度,降低表面粗糙度。

4、优化氮化处理工艺。严格控制表面处理工艺,防止酸腐蚀或碱腐蚀过程中对表面的二次伤害或污染。

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