探究鋁擠壓加工的質(zhì)量控制策略

孫鳳利，王小龍

（山東兗礦輕合金有限公司，山東 鄒城 273500）

鋁擠壓產(chǎn)品加工過程中，質(zhì)量控制有利于保障企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，鋁加工企業(yè)在生產(chǎn)產(chǎn)品過程中，會(huì)通過實(shí)驗(yàn)室對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，從而認(rèn)識(shí)到加工流程存在的問題，觀察檢測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，也能對(duì)目前鋁擠壓加工情況展開分析，采取針對(duì)性的質(zhì)量控制方法，避免企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益受損，找到鋁擠壓加工產(chǎn)品質(zhì)量控制方法后，消除影響鋁擠壓產(chǎn)品質(zhì)量影響因素，有利于提升加壓出的產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供支持。

1 鋁擠壓技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

新產(chǎn)品的應(yīng)用促進(jìn)各類模具產(chǎn)生，鋁擠壓技術(shù)也在不斷完善。未來的模具需求量也持續(xù)增長(zhǎng)，自電子元器、日用五金及建筑、交通等方面，鋁合金擠壓模具的應(yīng)用量也在不斷攀升。電子計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)結(jié)合，高精尖模具在此背景下產(chǎn)生。隨著產(chǎn)品復(fù)雜化及大型化，復(fù)雜磨具使用量產(chǎn)生，在航空及通信領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。新時(shí)期，利用粉末冶金技術(shù)可制造出高速鋼粉末及陶瓷材料，將鋼種在冶煉過程中碳化物影響因素排除，制作的產(chǎn)品質(zhì)量良好，具有較高的韌性及耐磨性。先進(jìn)表面處理技術(shù)的影響下，模具質(zhì)量提升，為進(jìn)一步提升原材料質(zhì)量，可利用多級(jí)淬火及多級(jí)回火方法。新型模具在尺寸及精讀上不斷調(diào)整，新結(jié)構(gòu)也標(biāo)新立異，在鑲嵌模、復(fù)合模上作出突破。因此，鋁擠壓技術(shù)在新時(shí)期已經(jīng)進(jìn)入全新發(fā)展階段，鋁擠壓技術(shù)下制作的產(chǎn)品質(zhì)量更高，滿足企業(yè)大生產(chǎn)需求。

2 鋁擠壓加工產(chǎn)品質(zhì)量影響因素

首先，模具的影響。模具均處在高溫環(huán)境下工作，受到壓力及溫度影響，模具容易出現(xiàn)變形問題，模具在工作時(shí)工作帶自平行擠壓方向轉(zhuǎn)變?yōu)槔葼?，工作帶在刃口部分接觸到鋁型材料，才能將材料有效切割，粘鋁在形成過程中，會(huì)受到工作帶影響出現(xiàn)形態(tài)各異的顆粒，顆粒粘附在鋁材表面，出現(xiàn)吸附顆?，F(xiàn)象，隨著粘鋁不斷增大，模具也會(huì)瞬間回彈，導(dǎo)致生產(chǎn)的鋁材上出現(xiàn)咬痕。粘鋁堆積量大，材料無法及時(shí)拉出，模具回彈過程中粘鋁不會(huì)脫落，在型材表面出現(xiàn)粗糙感，甚至出現(xiàn)亮條及型材分裂。模具在工作過程中，鑄棒不剝皮，鑄棒表面存在雜質(zhì)堆積的問題，導(dǎo)致模具內(nèi)金屬流動(dòng)存在死區(qū)，擠壓鑄棒的推進(jìn)及數(shù)量增加，死區(qū)雜質(zhì)也在發(fā)生變化，在流出后進(jìn)入工作帶，導(dǎo)致生產(chǎn)的鋁材拉脫。

其次，人為因素影響。鋁擠壓加工過程中，多道程序均需要認(rèn)為操作，在經(jīng)驗(yàn)及肉眼的影響下，工作效率可能受到影響，導(dǎo)致加工的產(chǎn)品在質(zhì)量上存在問題，最為常見的問題便是人工操作空刀，出料空刀出現(xiàn)偏差，供料孔太粗糙，對(duì)鋁擠壓產(chǎn)品質(zhì)量均會(huì)產(chǎn)生影響。懸臂大及散熱器型上，出料空刀的作用非常顯著，實(shí)際操作過程中，人工因素也會(huì)對(duì)空刀精準(zhǔn)度產(chǎn)生影響，存在強(qiáng)筋的產(chǎn)品供料槽是否順暢與人為因素存在關(guān)聯(lián)。

最后，熱處理工藝問題，鋁是常見金屬，在工業(yè)上應(yīng)用范圍廣泛，擠壓鋁材料產(chǎn)品在眾多行業(yè)均有應(yīng)用，我國(guó)作為全球最大的鋁擠壓材料生產(chǎn)及出口國(guó)，鋁擠壓材料一般通過鋁擠壓機(jī)進(jìn)行處理，在冷卻、牽引、拉伸等工序后，形成供行業(yè)使用的材料，在生產(chǎn)過程中，鋁型材在模具中金屬流動(dòng)性較差，加之鋁型材料具有內(nèi)應(yīng)力，在熱處理過程中，受熱分散不夠均勻，在材料內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致工件內(nèi)部應(yīng)力集中。復(fù)雜應(yīng)力的影響下，擠壓鋁材料形狀會(huì)產(chǎn)生不確定變化，導(dǎo)致產(chǎn)品整體形狀及外觀質(zhì)量受到影響。擠壓鋁材料拉伸工序上，有利于改善工件尺寸，但對(duì)工件局部變形矯正效果不理想，對(duì)此，為達(dá)到理想的產(chǎn)品生產(chǎn)目標(biāo)，還采取有效的處理方法，保證產(chǎn)品形態(tài)及質(zhì)量滿足需求。

3 鋁擠壓加工質(zhì)量控制策略

3.1 模具設(shè)計(jì)、制造管理

模具設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足剛度。強(qiáng)度及計(jì)算要求，達(dá)到減少模具受壓彈性變形目標(biāo)，確定工作帶的情況下，工作帶長(zhǎng)短及空刀形式、模頸、焊合形式均需要思考到最佳值，模具導(dǎo)流孔及分流孔系數(shù)也要適當(dāng)選擇，在最大范圍內(nèi)達(dá)到減少壓力的目標(biāo)。

模具在制作過程中，還需盡量控制誤差，避免模具存在尖角，從而對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生傷害。金屬流動(dòng)摩擦表面需要進(jìn)行光滑處理，控制凸凹不平的區(qū)域量，保證模具孔尺寸偏差一致性。模具在使用過程中也要裝載合適的模墊，在氮化處理后，上機(jī)應(yīng)用減少粘鋁問題。產(chǎn)品生產(chǎn)過程中控制產(chǎn)品形態(tài)及尺寸、精度是其中的重要內(nèi)容，也是保障產(chǎn)品質(zhì)量的重要影響因素。結(jié)構(gòu)合理的產(chǎn)品性能良好，滿足乙方需求，設(shè)計(jì)人員合理設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可改善產(chǎn)品組織性能及力學(xué)性能，控制產(chǎn)品精度也能提升產(chǎn)品使用壽命，保障企業(yè)生產(chǎn)效率，使企業(yè)能耗降低。產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員需根據(jù)使用條件，比如，擠壓機(jī)尺寸、產(chǎn)品外形、總裝配厚度、擠壓材質(zhì)等合理設(shè)計(jì)各項(xiàng)結(jié)構(gòu)，滿足產(chǎn)品強(qiáng)度及工藝標(biāo)準(zhǔn)下，使用標(biāo)準(zhǔn)化尺寸，可控制設(shè)計(jì)工作量，提升產(chǎn)品互換性。產(chǎn)品孔尺寸設(shè)計(jì)過程中，會(huì)采取避免尺寸聯(lián)合修正值的方法進(jìn)行計(jì)算。結(jié)合既往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，適當(dāng)調(diào)整修正值。產(chǎn)品制造者對(duì)在生產(chǎn)前根據(jù)圖紙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)編制加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，確保產(chǎn)品外形及孔距的同時(shí)，完成產(chǎn)品質(zhì)量控制。利用先進(jìn)產(chǎn)品熱處理方法及工藝標(biāo)準(zhǔn)，能保證產(chǎn)品硬度符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品質(zhì)量控制是制作過程的重要環(huán)節(jié)，每個(gè)工具均需要檢查，避免次品產(chǎn)生的同時(shí)，也能提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。產(chǎn)品在出貨前需要完成檢驗(yàn)，形成檢驗(yàn)報(bào)告后，才能出廠。

3.2 人工檢測(cè)，確保產(chǎn)品質(zhì)量

鋁擠壓產(chǎn)品在檢測(cè)過程中，通過化學(xué)分析及機(jī)械性能分析探究產(chǎn)品質(zhì)量，檢測(cè)項(xiàng)目包括Si、Fe、Cu、Mn等，采取的儀器包括直讀光電光譜儀等，機(jī)械性能分析觀察產(chǎn)品抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率等。在鋁擠壓產(chǎn)品質(zhì)量過程中，需要利用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有更加直觀的認(rèn)識(shí)，便于在生產(chǎn)加工過程中采取質(zhì)量控制措施。在產(chǎn)品質(zhì)量控制過程中，可劃分為內(nèi)部控制及外部控制兩個(gè)方面。

外部控制目標(biāo)是評(píng)估質(zhì)量檢測(cè)水平，及時(shí)與實(shí)驗(yàn)室溝通，認(rèn)識(shí)到質(zhì)量控制存在的問題，外部質(zhì)量控制過程中需要實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行對(duì)比、審核，在質(zhì)量管理過程中，企業(yè)會(huì)使用不同型號(hào)設(shè)備或者讓多臺(tái)設(shè)備一起工作，檢測(cè)鋁擠壓加工后的產(chǎn)品，負(fù)責(zé)人對(duì)檢測(cè)報(bào)告進(jìn)行處理，審批項(xiàng)目包括客戶投訴、新檢測(cè)項(xiàng)目、非標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)項(xiàng)目等。在實(shí)驗(yàn)組織過程中，還需認(rèn)識(shí)到能力驗(yàn)證任務(wù)，技術(shù)負(fù)責(zé)人對(duì)項(xiàng)目?jī)?nèi)容進(jìn)行對(duì)比，技術(shù)負(fù)責(zé)人編制結(jié)束質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容后，在檢測(cè)部門主人審批結(jié)束后實(shí)施檢測(cè)任務(wù)。質(zhì)量控制內(nèi)容包括對(duì)比及測(cè)量、能力驗(yàn)證等項(xiàng)目，技術(shù)負(fù)責(zé)人在取得樣品后將樣本分成不同等份，技術(shù)負(fù)責(zé)人檢測(cè)樣品參數(shù)是否達(dá)標(biāo)，測(cè)量審核及能力驗(yàn)證會(huì)采取穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)技術(shù)完成，通過實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方式有利于控制產(chǎn)品質(zhì)量。

內(nèi)部控制是根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)條件，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行樣品檢測(cè)的方法，對(duì)比結(jié)果是否一致，評(píng)價(jià)鋁擠壓加工產(chǎn)品是否存在問題。技術(shù)人員在檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量時(shí)，會(huì)選擇合適的檢測(cè)方法，對(duì)參與檢測(cè)的人員進(jìn)行培訓(xùn)，避免由于人為原因?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)產(chǎn)生影響，根據(jù)不同檢測(cè)方法的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比獲得最終的質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果。若檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性受到懷疑時(shí)，技術(shù)人員需要利用現(xiàn)有儀器進(jìn)行分析，對(duì)鋁擠壓產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中進(jìn)行分析。比如，拉伸試驗(yàn)是破壞性實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)后需要進(jìn)行平行樣檢測(cè)，直讀光電光譜儀分析產(chǎn)品化學(xué)成分時(shí)，還需利用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行核查，技術(shù)人員也可利用控制圖判斷生產(chǎn)過程中異常因素，確定生產(chǎn)加工過程產(chǎn)品狀態(tài)，找到生產(chǎn)過程存在的缺陷，對(duì)原因進(jìn)行分析，重新檢測(cè)數(shù)據(jù)，通過內(nèi)部控制方法也能有效控制產(chǎn)品質(zhì)量。

3.3 提升產(chǎn)品意識(shí)，改善熱處理問題

鋁擠壓加工生產(chǎn)的產(chǎn)品，技術(shù)人員及管理人員均需要樹立質(zhì)量控制意識(shí)，對(duì)全體員工進(jìn)行質(zhì)量控制培訓(xùn)，管理人員需要學(xué)習(xí)加工產(chǎn)品質(zhì)量控制方向，生產(chǎn)線職工認(rèn)識(shí)到質(zhì)量與公司發(fā)展的關(guān)系，認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量重要性后，根據(jù)質(zhì)量要求嚴(yán)格控制加工流程，生產(chǎn)出質(zhì)量?jī)?yōu)良的產(chǎn)品。上文中提到生產(chǎn)加工過程存在的熱處理問題，該問題是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵性問題，熱處理效果不明顯，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量較低，且加工的工件也會(huì)存在變形情況，變形的產(chǎn)品無法通過質(zhì)量檢測(cè)，也無法提供給需要的企業(yè)。對(duì)此，企業(yè)在選擇模具時(shí)可選擇鉻系及鎢系材料作為模具鋼，這種材料耐溫性良好，工作溫度需要在650℃以下，適用于分級(jí)淬火，在熱擠壓過程中，HM3鋼效果也較為明顯，具有較強(qiáng)的韌性，模具在高溫下不易變形，鋁材料進(jìn)入其中能按照設(shè)計(jì)圖紙完成加工。企業(yè)也可采取人工矯形或者工件矯形的方式，避免產(chǎn)品形態(tài)出現(xiàn)問題，在工作過程中，操作人員需要利用模型磨具在人工敲打基礎(chǔ)上完成矯形，但這種方式較為耗費(fèi)人力物力，因此，利用高頻精密鍛造能實(shí)現(xiàn)工件快速加工，保證工件的鍛造密度。通過該方式進(jìn)行鋁材矯正加工，有利于優(yōu)化熱處理過程中工件變形問題，也能保證產(chǎn)品質(zhì)量。該矯正方法為新型矯正方式，對(duì)此，在熱處理過程中，企業(yè)可積極引進(jìn)該技術(shù)，進(jìn)一步提升工件質(zhì)量。

4 結(jié)語

產(chǎn)品加工質(zhì)量控制需要關(guān)注每道工序，建立全面的質(zhì)量控制體系，強(qiáng)化對(duì)操作員的培訓(xùn)，有利于降低加工過程中人為影響因素，從而進(jìn)一步提升產(chǎn)品加工質(zhì)量。

企業(yè)在鋁擠壓產(chǎn)品加工過程中還需不斷引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備，提升鋁擠壓產(chǎn)品加工自動(dòng)化水平，促進(jìn)鋁擠壓行業(yè)在市場(chǎng)的深度發(fā)展。