淺談工業(yè)鋁型材常見質(zhì)量缺陷及解決辦法

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。

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