工業鋁型材生產加工廠家

鋁合金型材的品種規格繁多，生產工序多、技術復雜、要求高，在熔鑄、擠壓、熱處理精整、表面處理以及儲運包裝等整個生產過程中，不可避免地會出現各種缺陷；下面僅就實際鋁型材擠壓生產中常遇到主要缺陷的產生原因和消除方法進行分析和討論；

鋁型材表面缺陷產生的原因及消除方法

1成層

產生原因：

成層是一種無固定分布規律的擠壓缺陷，多數是不連續的圓形或弧形的薄層分布在擠壓鋁型材的邊緣，可見到明顯的殼狀分層；產生成層的主要原因是鑄錠表面沾有油污、塵土，或擠壓筒前端工作部分磨損較大，造成前端彈性區周圍臟污金屬的堆集；擠壓時沿著彈性區滑動面被卷入鋁型材的周邊而形成；一般多出現在鋁型材的尾端，嚴重時也可能出現在鋁型材的中段，甚至前端；還有模孔排列不合理，距擠壓筒內壁太近以及擠壓筒、擠壓墊磨損過大或變形等也可能產生成層；

消除方法：

（1）提高鑄錠表面的清潔度；

（2）降低擠壓筒和模具表面粗糙度，及時更換嚴重磨損超差的擠壓筒和擠壓墊；

（3）改進模具設計，模孔位置盡可能離擠壓筒邊緣遠一點；

（4）減小擠壓墊直徑與擠壓筒內徑差，減少擠壓筒內襯中殘留的臟污金屬；

（5）保持擠壓筒內襯完好，或用墊片及時清理內襯；

（6）剪切殘料后，應清理干凈，不得沾潤滑油；

2氣泡或起皮

產生原因：

局部表皮金屬與基體金屬呈連續或非連續分離或局部脫落的現象，表現為圓形單個或條狀空腔凸起的泡，常見于頭、尾部，完整的稱為氣泡，已破裂的稱為起皮；在擠壓方向多呈線狀方式排列，肉眼可以判定；多出現在軟合金鋁型材的頭尾端；產生原因是鑄錠內部組織有疏松、氣孔、內裂等缺陷，或填充階段擠壓速度太快，排氣不好，將空氣卷入鋁型材中所造成；當鑄錠長度與直徑之比大于4~5時，填充時會產生雙鼓變形，在擠壓筒的中部產生一個封閉空間，隨著填充的進行，此空間體積減小，氣體壓力增大，而進入鑄錠表面的微裂紋中，這些裂紋通過模子時被焊合，則在鋁型材表面形成氣泡，或者未能焊合出模孔后形成起皮；

（1）擠壓筒、擠壓墊磨損超差，擠壓筒和擠壓墊尺寸配合不當，同時使用的兩個墊片的直徑差超過允許值；

（2）擠壓筒和擠壓墊太臟，沾有油污、水分、石墨等；

（3）鑄錠表面鏟槽太多、過深；或鑄錠表面有氣孔、砂眼，組織疏松、油污，鑄錠的氫含量較高等；

（4）更換鋁型材時筒內未清理干凈；

（5）擠壓筒溫度和擠壓鑄錠溫度過高；

（6）鑄錠尺寸超過允許負偏差；

（7）鑄錠過長，填充太快，鑄錠溫度不均，引起非鼓形填充，因而筒內排氣不完全，或操作不當，未執行排氣工序；

（8）模孔設計不合理，或切殘料不當，分流孔和導流孔中的殘料部分帶出，擠壓時空隙中的氣體進入表面；

消除方法：

（1）提高精煉除氣、鑄造的水平，防止鑄錠產生氣孔、疏松、裂紋等缺陷；

（2）合理設計擠壓筒和擠壓墊片的配合尺寸；經常檢查工具尺寸，保證符合要求，擠壓筒出現大肚要及時修理或更換磨損超差的擠壓筒內襯；

（3）擠壓墊不能超差；

（4）更換鋁型材時應徹底清理擠壓筒；

（5）減慢擠壓填充階段的速度；

（6）工具、鑄錠表面保持清潔、光滑和干燥，減少對擠壓墊和模具的潤滑；

（7）嚴格操作，正確剪切殘料和完全排氣；

（8）采用鑄錠梯度加熱法，使鑄錠頭部溫度高，尾部溫度低，填充時頭部先變形，而筒內的氣體通過墊片與擠壓筒壁之間的間隙逐漸排出；

（9）經常檢查設備和儀器，防止溫度過高、速度過快；

（10）合理設計、制造工模具，導流孔和分流孔設計為1°~3°內斜度；

3擠壓裂紋

產生原因:

擠壓鋁型材時，常在鋁型材棱角或厚度差較大的臺階附近產生間斷性裂口，嚴重的呈鋸齒狀開裂或撕裂，并深入金屬內部，嚴重破壞金屬連續性，一般硬鋁合金較易出現；

裂紋的產生與金屬在擠壓過程中的受力與流動情況有關，以表面周期性裂紋為例，模子形狀的約束和接觸摩擦的作用使坯料表面的流動受到了阻礙，鋁型材中心部位的流動速度大于外層金屬流速，從而使外層金屬受到了附加拉應力作用，中心受到了附加壓應力作用，附加應力的產生改變了變形區內的基本應力狀態，使表現層軸向工作應力有可能成為拉應力，當這種拉應力達到金屬的實際斷裂強度極限時，在表面就會出現向內擴展的裂紋，其形狀與金屬通過變形區域的速度有關；裂紋的產生使局部附加拉應力降低，當裂紋擴展到一定位置時，裂紋尖端處的工作應力降低到斷裂強度極限以下，第一個裂紋不再向內部擴展，隨著金屬變形不斷進行，鋁型材又會由于附加拉應力的增大，其表面層工作應力超過金屬的斷裂強度極限，從而出現第二個裂紋，如此循環往復，在鋁型材表面就會形成周期性裂紋；

由于越接近模子出口處內、外金屬的流速差越大，附加拉應力也越大，因此表面周期性裂紋通常在模子出口處形成，硬鋁合金在生產中最易出現表面周期性裂紋；

與表面周期裂紋的形成原因相反，中心周期性裂紋的產生是由于擠壓時中心流動慢，表面流動快，而在中心形成了附加拉應力；當附加拉應力使中心工作應力成為拉應力且達到了金屬的實際斷裂強度時，便形成了裂紋，實際生產時，由于加熱不透形成內生外熟，或因擠壓比太小，變形不深入，都可能使金屬的中心流速小于表面流速而產生中心周期裂紋；一般鑄錠加熱溫度太高，在熱脆溫度范圍內，塑性明顯下降，斷裂強度降低或擠壓速度太快，內、外層流速差增大，都易產生裂紋；有的在擠壓后期速度失控，突然加快，使鋁型材尾端產生裂紋；另外由于鋁合金鑄錠雜質含量超標，熱塑性下降，即使正常的擠壓速度也會產生開裂現象；

消除方法：

（1）確保合金成分符合規定要求，提高鑄錠品質，盡可能減少鑄錠中會引起塑性下降的雜質含量，在高鎂合金中盡量減少鈉含量；

（2）嚴格執行各項加熱和擠壓規范，根據鋁型材的合金和特點，合理的控制擠壓溫度和速度；

（3）改進模具設計，適當增大模子定徑帶長度和斷面棱角部分適當增加圓角半徑，特別是模橋、焊合室和棱角半徑等處的設計要合理；

（4）提高鑄錠的均勻化效果，改善合金的塑性和均勻性；

（5）在條件允許時采用潤滑擠壓、錐模擠壓或反擠壓等方法來減少不均勻變形；

（6）經常巡回檢測儀表和設備，以保證正常運行；

4其他表面缺陷

產生原因：

（1）熔鑄過程中產生的原因；化學成分不均，有金屬夾雜、氣孔、非金屬夾雜、氧化膜、金屬內部組織不均勻；

（2）擠壓過程中產生的原因；溫度、變形不均勻，擠壓速度太快，冷卻不均勻，與石墨、油污接觸處產生組織不均勻；

（3）工模具方面的原因；模具設計不合理，模子尖角過渡不平滑，空刀過小擦傷金屬，工模加工不良，有毛刺不光潔，氮化處理不好，表面硬度不均勻，工作帶不平滑；

（4）表面處理方面的原因；槽液濃度、溫度、電流密度不合理，酸腐蝕或堿腐蝕處理工藝不當；

消除方法：

（1）控制化學成分，優化熔鑄工藝，加強凈化，細化處理和均勻化處理；

（2）鑄錠均勻化處理要快速冷卻；

（3）合理控制擠壓溫度、速度，使變形均勻并采用合理鑄錠長度；

（4）改善模具的設計和制造方法，提高模具工作帶硬度，降低表面粗糙度；

（5）優化氮化處理工藝；

（6）嚴格控制表面處理工藝，防止酸腐蝕或堿腐蝕過程中對表面的二次傷害或污染；