6063鋁合金型材以其良好的塑性、適中的熱處理強(qiáng)度、良好的焊接性能以及陽(yáng)極氧化處理后表面華麗的色澤等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。但在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會(huì)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(dǎo)致企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要方面。筆者根據(jù)多年的鋁型材生產(chǎn)實(shí)踐,在此對(duì)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(jìn)1 劃、擦、碰傷 劃傷、擦傷、碰傷是當(dāng)型材從??琢鞒鲆约霸陔S后工序中與工具、設(shè)備等相接觸時(shí)導(dǎo)致的表面損傷。
1.主要原因
①鑄錠表面附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(jìn)行均勻化處理或均勻化處理效果不好時(shí),鑄錠內(nèi)存在一定數(shù)量的堅(jiān)硬的金屬顆粒,在擠壓過程中金屬流經(jīng)工作帶時(shí),這些偏析浮出物或堅(jiān)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(duì)型材表面造成劃傷;
②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(shí)受傷而劃傷型材;
③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(dāng)其與型材接觸時(shí)對(duì)型材表面造成劃傷;
④在叉料桿將型材從出料軌道上送到擺床上時(shí),由于速度過快造成型材碰傷;
⑤在擺床上人為拖動(dòng)型材造成擦傷;
⑥在運(yùn)輸過程中型材之間相互摩擦或擠壓造成損傷。
2.機(jī)械性能不合格
主要原因
①擠壓時(shí)溫度過低,擠壓速度太慢,型材在擠壓機(jī)的出口溫度達(dá)不到固溶溫度,起不到固溶強(qiáng)化作用;
②型材出口處風(fēng)機(jī)少,風(fēng)量不夠,導(dǎo)致冷卻速度慢,不能使型材在短的時(shí)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(jī)械性能;
③鑄錠成分不合格,鑄錠中的Mg、Si含量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求;
④鑄錠未均勻化處理,使鑄錠組織中析出的Mg2Si相無(wú)法在擠壓的較短時(shí)間內(nèi)重新固溶,造成固溶不充分而影響了產(chǎn)品性能;
⑤時(shí)效工藝不當(dāng)、熱風(fēng)循環(huán)不暢或熱電偶安裝位置不正確,導(dǎo)致時(shí)效不充分或過時(shí)效。
3:主要原因
①由于模具設(shè)計(jì)不合理或制造有誤、擠壓工藝不當(dāng)、模具與擠壓筒不對(duì)中、不合理潤(rùn)滑等,導(dǎo)致金屬流動(dòng)中各點(diǎn)流速相差過大,從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力致使型材變形;
②捎誶R蠡蚶旖彌繃抗蟮賈灤筒某嘰緋睢?
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(wú)手感,在光的作用下表現(xiàn)明顯。
主要原因:
①牽引機(jī)發(fā)生周期性上下跳動(dòng)使型材表面發(fā)生局部彎折;
②模具設(shè)計(jì)不合理,工作帶在擠壓力作用下發(fā)生顫動(dòng)導(dǎo)致型材出現(xiàn)波紋。
5: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,在擠壓時(shí)被高溫高壓的鋁夾帶著脫落,在型材表面形成麻面
6:主要原因
由于擠壓機(jī)出口處風(fēng)冷量不夠,導(dǎo)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(yáng)極氧化處理后該部位變?yōu)楹诨疑?/p>
7 條紋
擠壓型材的條紋缺陷種類比較多,形成因素也較復(fù)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(jī)擠壓后,紋路都不能一一對(duì)應(yīng),有輕有重。
主要原因:
在擠壓過程中,型材流出模孔的瞬間與工作帶緊緊地靠在一起,構(gòu)成一對(duì)熱狀態(tài)下的干摩擦副,且將工作帶分成兩個(gè)區(qū)——粘著區(qū)和滑動(dòng)區(qū)。在粘著區(qū)內(nèi),金屬質(zhì)點(diǎn)受到至少來自兩個(gè)方面的力的作用:摩擦力和剪切力。當(dāng)粘著區(qū)內(nèi)金屬質(zhì)點(diǎn)所受摩擦力大于剪切力時(shí),金屬質(zhì)點(diǎn)就會(huì)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。
組織條紋主要原因:
鑄錠鑄造組織不均勻,成分偏析,鑄錠表皮下存在較嚴(yán)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(dǎo)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。
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。
主要原因:
由于金屬流動(dòng)出現(xiàn)摩擦或變形極其劇烈時(shí),金屬局部溫度會(huì)上升很高,另外金屬流動(dòng)不均勻也會(huì)導(dǎo)致晶粒發(fā)生劇烈破碎,然后發(fā)生再結(jié)晶,致使該處組織發(fā)生變化,在隨后的氧化處理中導(dǎo)致型材表面出現(xiàn)縱向的亮條紋,著色處理中致使型材著不上色或呈現(xiàn)淺色條紋。
焊合條紋 :焊合條紋又稱焊縫,筆直通長(zhǎng),在氧化白料中多呈現(xiàn)淺灰色,著色料中多顯淺色。
主要原因
①模具分流孔設(shè)計(jì)過??;
②焊合室深度不夠,不能保證有足夠的壓力;
③擠壓時(shí)模具焊合室內(nèi)鋁料供應(yīng)不足;
④擠壓工藝不合理,潤(rùn)滑不當(dāng)。
8:主要原因
①由于摩擦力的原因使金屬表層受到附加拉應(yīng)力的作用,當(dāng)附加拉應(yīng)力大于表層金屬抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂紋;
②擠壓溫度過高,金屬表層抗拉強(qiáng)度下降,在摩擦力作用下產(chǎn)生裂紋;
③擠壓速度過快時(shí),金屬表層所受的附加拉應(yīng)力增加使型材產(chǎn)生裂紋。
9:主要原因
①模具工作帶設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致金屬流動(dòng)不均勻;
②擠壓速度過快或擠壓溫度過高導(dǎo)致金屬流動(dòng)不均勻;
③模具型孔布局不合理造成金屬流動(dòng)不均勻;
④導(dǎo)路不合適或未安裝導(dǎo)路;
⑤潤(rùn)滑不合適。
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。
主要原因
①由于擠壓筒經(jīng)長(zhǎng)期使用后尺寸超差,擠壓時(shí)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;
②鑄錠表面有溝槽或鑄錠組織中有氣孔,鑄錠在墩粗時(shí)包進(jìn)了氣體,擠壓時(shí)氣體進(jìn)入金屬表層;
③擠壓時(shí),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(dòng)中被卷入型材表面形成氣體;
④設(shè)備排氣裝置工作不正常;
⑤金屬填充過快,造成擠壓排氣不好
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,長(zhǎng)則幾厘米或更長(zhǎng)??紫吨兄饕煞譃槭?nbsp;
主要原因:
① 由于石墨潤(rùn)滑劑中石墨比例過高或石墨沒有完全攪拌均勻,有顆?;驂K狀石墨存在;
② 石墨潤(rùn)滑劑的涂抹過于接近分流或型孔,擠壓時(shí)這些石墨沒有進(jìn)入壓余,而是被高溫高壓的金屬流卷入制品的淺表層形成石墨壓入。