李乾豐
摘 ?要:擠壓鋁型材產(chǎn)品因其加工方便、質(zhì)量可靠、美觀多樣等優(yōu)點廣泛使用在人們的生活中。生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)各類產(chǎn)品缺陷,及時有效地解決質(zhì)量問題可以大大提高成品率和節(jié)約生產(chǎn)成本。本文主要研究鋁型材的加工特點,對加工過程影響鋁型材質(zhì)量的原因進(jìn)行分析,并提出了相應(yīng)合理的工藝改進(jìn)措施,以達(dá)到提升工業(yè)鋁型材擠壓加工過程中質(zhì)量控制水平的目的。
關(guān)鍵詞:工業(yè)鋁型材 質(zhì)量缺陷 解決方法
1 概述
伴隨著工藝技術(shù)及加工設(shè)備的發(fā)展,鋁擠壓型材的應(yīng)用越來越廣泛,對擠壓鋁合金型材的質(zhì)量提出了更高的要求。在鋁型材進(jìn)行加工的過程當(dāng)中,做好質(zhì)量控制措施能夠有效提升鋁型材的最終質(zhì)量。同時降低其在實際生產(chǎn)過程中的缺陷出現(xiàn)概率。工藝技術(shù)人員需要分析鋁型材擠壓加工過程中相關(guān)影響因素,才能夠進(jìn)行工藝改進(jìn),提升產(chǎn)品質(zhì)量。
2 鋁型材常見缺陷與處理措施
2.1縮尾成因及處理措施
擠壓生產(chǎn)中,會出現(xiàn)型、棒材在切頭、尾后半成品部分經(jīng)堿蝕檢查會出現(xiàn)俗稱“縮尾”的缺陷,含有該組織的型棒材的力學(xué)性能達(dá)不到要求,存在安全隱患。此外,縮尾的存在破壞了材料內(nèi)部的連續(xù)性,當(dāng)型棒材要進(jìn)行表面處理或車削加工時,會影響后續(xù)表面和精加工,嚴(yán)重的會造成暗紋報廢或損壞車刀。
2.1.1 縮尾的分類及形成原因和條件
“縮尾”分為中空縮尾和環(huán)狀縮尾兩種,(1)中空縮尾:在擠壓型、棒材尾端中心部位形成中空,橫斷面呈現(xiàn)為邊緣不光滑的孔或邊緣充滿有其它雜質(zhì)的孔,縱向呈一漏斗狀,漏斗尖端朝向金屬流出的方向,主要出現(xiàn)在單孔平面模擠壓。(2)環(huán)狀縮尾:在擠壓分流模制品的兩端(尤其是頭部)呈不連續(xù)的環(huán)形或弧形,在焊合線兩邊則呈月牙形最為明顯,各孔制品的環(huán)狀縮尾對稱。
縮尾形成的原因:當(dāng)平流階段結(jié)束,擠壓墊片逐漸接近模時,擠壓時增加并產(chǎn)生一個對擠壓筒側(cè)表面壓力dN筒。該力與摩擦力dT筒一起,當(dāng)破壞了力的平衡條件(dN筒+dT筒)≥dT墊時,位于擠壓墊片區(qū)周圍的金屬,向后沿邊緣流入毛坯中心,便形成了縮尾。
2.1.2 縮尾的消除方法
減少和防止縮尾形成的措施:(1)嚴(yán)格按工藝規(guī)定剪切壓余和鋸切頭、尾,保持?jǐn)D壓筒內(nèi)襯完好,降低鋁棒擠壓前溫度,采用特殊的凸形墊片,采用合理的殘料的長度;(2)擠壓工具、鋁棒表面應(yīng)清潔;(3)經(jīng)常檢查擠壓筒尺寸并更換不合格的工具;(4)在擠壓后期應(yīng)該減慢擠壓速度,適當(dāng)留壓余的厚度。
2.2 氣泡、起皮的原因及消除方法
氣泡或起皮:在制品表面出現(xiàn)凸形的泡,常見于頭、尾部,完整的叫氣泡,已破裂的叫起皮。
2.2.1 氣泡、起皮產(chǎn)生的原因
(1)擠壓筒、擠壓墊磨損超差,擠壓筒和擠壓墊尺寸配合不當(dāng),同時使用的兩個墊片的直徑差超過允許值;(2)擠壓筒和擠壓墊粘有油污、水分、石墨等;(3)潤滑油中含有水;(4)鑄錠表面鏟槽太多,過深,或鑄錠表面有氣孔、砂眼,組織疏松、有油污等。(5)更換合金時,筒內(nèi)未清理干凈;(6)擠壓筒溫度和擠壓鑄錠溫度過高;(7)鑄錠溫度、尺寸超過允許負(fù)偏差;(8)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(nèi)排氣不完全,或操作不當(dāng),未執(zhí)行排氣工序。
2.2.2氣泡、起皮消除方法:
(1)合理設(shè)計擠壓筒和擠壓墊片的配合尺寸,經(jīng)常檢查工具尺寸,保證符合要求,擠壓筒出現(xiàn)大肚要及時修理,擠壓墊不能超差;(2)工具、鑄錠表面保持清潔、光滑和干燥(3)更換合金時,徹底清筒;(4)經(jīng)常檢查設(shè)備和儀器,防止溫度過高、速度過快;(5)嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程和各項制度;(6)合理設(shè)計、制造工模具,導(dǎo)流孔和分流孔設(shè)計成1-3度內(nèi)斜度;(7)嚴(yán)格操作,正確剪切殘料和完全排氣。
2.3 粗晶環(huán)形成原因和解決方法
有些鋁合金的擠壓制品在固溶處理后的低倍試片上,沿制品周邊形成粗大再結(jié)晶晶粒組織區(qū),稱為粗晶環(huán)。由于制品外形和加工方式不同,可形成環(huán)狀、弧狀及其他形式的粗晶環(huán)。粗晶環(huán)的深度同尾端向前端逐漸減小以至完全消失。形成機理是由熱擠壓后在制品表層形成的亞晶粒區(qū),加熱固溶處理后形成粗大的再結(jié)晶晶粒區(qū)。
2.3.1粗晶環(huán)主要的產(chǎn)生原因
(1)擠壓變形不均勻;(2)熱處理溫度過高,保溫時間過長,使晶粒長大;(3)合金化學(xué)成分不合理;(4)一般的可熱處理強化合金經(jīng)熱處理后都有粗晶環(huán)產(chǎn)生,尤其6A02,2A50等合金的型、棒材最為嚴(yán)重,不能消除,只能控制在一定范圍內(nèi);(5)擠壓變形小或變形不充分,或處于臨界變形范圍,易產(chǎn)生粗晶環(huán)。
2.3.2減少粗晶環(huán)產(chǎn)生的措施
(1)擠壓筒內(nèi)壁光潔,形成完整的鋁套,減小擠壓時的摩擦力;(2)變形盡可能充分和均勻,合理控制溫度、速度等工藝參數(shù);(3)避免固溶處理溫度過高或保溫時間過長;(4)用多孔模擠壓;(5)用反擠壓法和靜擠壓法擠壓;(6)用固溶處理-拉拔-時效法生產(chǎn);(7)調(diào)整全金成分,增加再結(jié)晶抑制元素;(8)采用較高的溫度擠壓;(9)某些合金鑄錠不均勻化處理,在擠壓時粗晶環(huán)較淺。
2.4 成層的形成原因和解決方法
成層是指在金屬流動較均勻時,鑄錠表面沿模具和前端彈性區(qū)界面流入制品而形成的一種表皮分層缺陷。
2.4.1成層主要的產(chǎn)生原因
(1)鑄錠表面有塵垢,鑄錠有較大的偏析聚集物而不車皮,金屬瘤等易產(chǎn)生成層;(2)毛坯表面有毛刺或粘有油污、鋸屑等臟物,擠壓前未清理干凈;(3)??孜恢貌缓侠?,靠近擠壓筒邊緣;(4)擠壓工具磨損嚴(yán)重或擠壓筒襯套內(nèi)有臟物,未清理干凈;(5)擠壓墊直徑差過大;(6)擠壓筒溫度比鑄錠溫度高得太多。
2.4.2預(yù)防成層的措施
(1)合理設(shè)計模具,及時檢查和更換不合格的工具;(2)不合格的鑄錠不裝爐;(3)剪切殘料后,應(yīng)清理干凈,不得粘潤滑油;(4)保持?jǐn)D壓筒內(nèi)襯完好,或用墊片及時清理內(nèi)襯。
3 結(jié)論
總之,鋁型材在生產(chǎn)制造過程中存在著各種質(zhì)量控制要求,在生產(chǎn)制造過程中一定要嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書和工藝技術(shù)條件操作,加強防范措施,只有合理處理好這些問題,才能提升鋁型材質(zhì)量,提高鋁制品的合理率,更好的降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本,促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 謝建新、劉靜安,金屬擠壓理論與技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2001.
[2] 王杰剛,程廣鄧,鋁擠壓模具加工的質(zhì)量控制措施分析[J].科技與企業(yè),2015(14):165
3765500338274