提高5A06鋁板折彎合格率

胡愛萍，張勇，文紹方

某產(chǎn)品中，5A06鋁板在折彎成U形板后產(chǎn)生裂紋，造成零件報(bào)廢，零件加工合格率低，給公司造成了極大損失。為確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品加工合格率，對(duì)U形板加工進(jìn)行了工藝試驗(yàn)。

1.零件加工過程中產(chǎn)生的問題

零件簡(jiǎn)圖如附圖所示，加工工藝流程為：下料→銳邊倒鈍、校平→退火→折彎→校正→銑削。零件材料為鋁板5A06-0-GB/T3880—1997，規(guī)格為t10，下料尺寸為365mm×2319mm。零件退火后在折彎?rùn)C(jī)上進(jìn)行折彎出現(xiàn)了斷裂現(xiàn)象。斷裂現(xiàn)象有整體斷裂、局部裂紋，合格率統(tǒng)計(jì)見表1。

2.工藝分析與改進(jìn)

（1）材料分析 對(duì)原材料5A06鋁板取樣，進(jìn)行化學(xué)成分、力學(xué)性能試驗(yàn)分析，化學(xué)成分、力學(xué)性能滿足要求。但同一批原材料退火后表面顏色存在明顯差異，說明該批材料有可能存在不是同爐的產(chǎn)品，材料基體組織和力學(xué)性能也存在差異，對(duì)零件折彎也存在一定影響，依據(jù)GB/T3880—1997標(biāo)準(zhǔn)，厚4mm以上5A06鋁板，每批材料需通過取樣，進(jìn)行彎曲性能試驗(yàn)，通過彎曲試驗(yàn)來確定該批材料是否滿足技術(shù)要求所規(guī)定的彎曲半徑。厚度＞0.6mm的鋁板厚度偏差為板材厚度±5%，即板材各種缺陷深度不允許超過板材厚度允許的負(fù)偏差，厚度＞0.6mm板材表面不允許有擴(kuò)散斑點(diǎn)。目前材料表面缺陷對(duì)零件折彎后產(chǎn)生的裂紋還沒有相關(guān)的檢測(cè)手段。說明材料表面質(zhì)量也影響了鋁板伸長(zhǎng)性能，對(duì)折彎后零件產(chǎn)生裂紋存在影響。

零件簡(jiǎn)圖

（2）熱處理 5A06熱處理形式為退火，目的是獲得優(yōu)良的工藝塑性。其常用熱處理參數(shù)根據(jù)《有色金屬及其熱處理》介紹（見表2）。

表1 合格率統(tǒng)計(jì)

（3）彎曲工藝 通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比及相關(guān)資料分析，厚10mm鋁板其最小彎曲半徑無規(guī)律可循，厚5mm以上鋁及鋁合金彎曲，因其材料特殊性、敏感性，很難確定該種材料最小彎曲半徑，鋁板化學(xué)成分的某些元素高低對(duì)彎曲件存在一定的影響，如Si元素含量較低，導(dǎo)致材料組織均勻性較差，該批材料開裂屬綜合因素問題，不同批次的鋁板，其彎曲性能也不一樣。

根據(jù)GB/T3880.1—2012標(biāo)準(zhǔn)，需彎曲的鋁及鋁合金板，一種方式是每批材料需通過取樣，進(jìn)行彎曲性能試驗(yàn)，通過彎曲試驗(yàn)來確定該批材料是否滿足技術(shù)要求所規(guī)定的彎曲半徑。另一種方式是根據(jù)技術(shù)要求所規(guī)定的彎曲半徑，購買原材料時(shí)，在合同中提出技術(shù)要求所規(guī)定的彎曲半徑，由原材料生產(chǎn)廠家對(duì)該批材料進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，合格后提供相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)資料，第三種方式是根據(jù)技術(shù)要求所規(guī)定的彎曲半徑，通過計(jì)算，來確定該種材料中某些化學(xué)元素成分需控制在一定范圍內(nèi)，訂購原材料時(shí)，在訂購合同中注明要求。

為滿足設(shè)計(jì)與生產(chǎn)要求，根據(jù)將二次折裂的材料又裁成80mm×300mm試板，加熱150～250℃，折彎半徑為R15mm，結(jié)果合格。材料溫度降至約100℃左右，又繼續(xù)折彎，結(jié)果均開裂。說明5A06鋁板在通過加熱手段，在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱彎曲，根據(jù)5A06鋁板在不同溫度下的力學(xué)性能，通過加熱可改善基體組織，材料伸長(zhǎng)率將大幅提高，可滿足設(shè)計(jì)要求的彎曲半徑，加熱溫度在150～250℃內(nèi)，不影響材料的力學(xué)性能，鋁板在不同溫度下的力學(xué)性能如表3所示。

（4）措施落實(shí)情況 4mm以上鋁及鋁合金板折彎在彎曲前需進(jìn)行退火處理；彎曲前需對(duì)銳邊進(jìn)行修磨R，減少折彎裂痕；材料定額應(yīng)考慮鋁板軋制方向與折彎方向垂直，減少折彎裂痕。

（5）工藝驗(yàn)證情況 對(duì)5A06鋁板進(jìn)行了加熱折彎，具體數(shù)據(jù)見表4。

3.結(jié)語

（1）設(shè)計(jì)時(shí)，折彎半徑應(yīng)盡可能放大，減少折彎裂痕，4mm以上鋁板最小折彎半徑，優(yōu)先按R≥2t選擇，當(dāng)折彎寬度超過1000mm時(shí)，還應(yīng)在2t基礎(chǔ)上再乘以系數(shù)（1.5～2）。

（2）薄鋁板彎曲性能比厚鋁板彎曲性能較好，設(shè)計(jì)時(shí)在滿足剛強(qiáng)度條件下，應(yīng)優(yōu)先選用8mm以下鋁板。

（3）4mm以上鋁板，建議在折彎前加熱，進(jìn)行熱折彎，加熱溫度控制在150～250℃，同理熱彎曲可應(yīng)用到其他鋁合金材料的彎曲上。

（4）因鋁板較軟，在折彎后，折彎R處易產(chǎn)生壓痕，影響外觀質(zhì)量，建議在折彎時(shí)，表面質(zhì)量要求高的鋁板表面應(yīng)保護(hù)，可大幅減少表面壓痕。

表2 5A06退火規(guī)范

表3 鋁板在不同溫度下的力學(xué)性能

表4