铝合金挤压型材几种常见缺陷解析之欧阳道创编.docx

1、铝合金挤压型材几种常见缺陷解析之欧阳道创编挤压铝型材表面颗耘状毛刺的形成原因与对策时间：2021.03. 06创作：欧阳道柱铝型材的挤庄生产中，型材表面不同程度的存柱一些 小颗粒浹附征型材表面上，这种的缺陷，仅有轻微手 感，不仔细观疼或手摂较难发现。但它严重影响氣化、 色冰涂漆及喷涂型材的表面美观，阵低了生产效率和成 烙率，更是嵩档裳饰型材的致命缺陷。因此，对其形成 机理进行分析，同时柱挤压生产卖践中不断地观案分 析，总结其成因，及时采取措施，是减少或杜绝这种缺 陷的出现的有效手段。-、颗粒吸附成因分析1、挤压型材表面出现的颗粒状毛剌分为四种：1） 空毛尘埃狹附，燃煤铝棒加热炉产生的灰尘、铝

2、屑、油污及水份凝结成颗粒附着柱热的型材表面。2） 铝棒中的杂质，如：精炼不充分进留的全属夹杂杨 和非全属夹杂杨。3） 时效炉内的灰尘附着。4） 铝棒中的缺陷及成分中的卩相AlFeSi柱嵩温下析 出，使全属塑性阵低，抗拉强度啥低，产生颗耘状毛 刺。“浹附颗粒的形成2、原因1）铝棒质量的影响由于富温铸凌，铸凌速度快，冷却强度大，成合全 中的卩相AlFeSi不能及时转变为球状a相AlFeSi,由 于卩柏AlFeSi 合全中呈现针状组织，硬度寓、塑性 差，抗拉强度很低，柱需温挤压时不仅会诱发挤压製 纹，而且会产生颗粒状毛刺，这种毛剌不易请理，手磁 强烈，颗粒附近常伴随有蝌蚪状拖尾，在全相显微镜下 观疼

3、，呈现灰褐色，成分中當含铁元素。铝棒中的杂质影响，铝棒在竦铸过程中，精炼不充 分，泥土、精炼刘、覆盖利以及粉未涂料和氧化膜夹杂 等混入棒中，这些扬质柱挤庄过程中，使全属的塑性和 抗拉强度显著阵低，极易产生颍耘状毛刺。棒的组.织缺陷帝见的有疏松、晶耘粗大、偏析、光亮 晶粒等，所有这些铸棒缺陷有一个共同点，就是与铸棒 基体焊合不好，凌成了基体流动的不连续性，症挤压过 程中，夹渣极易从基体中分离出来，通过模具的工作带 时，粘附往入口端，形成粘铝，并不断彼流动的全属拉 出，极易产生颗粒状毛剌。2） 模具的影响亦挤压生产中，模具是亦嵩温嵩压的状态下工作的， 受压力和温度的影响，模具产生暉性变形。模具工作

4、带 由开始平行于挤压方向，受到压力后，工作带变形成为 喇叭状，只有工作带的刃口部分接触型材形成的粘铝， 类似于车刀的刀眉瘤。柱扌占铝的形成过程中，不断有颍 耘彼型材带出，粘附柱型材表面上，连成了”浹附颗耘 ”。随着粘铝的不断增大，模具产生瞬间回弹，就会形 成咬痕缺陷。若粘铝堆积较多，不能彼型材拉出，模具 麟间回弹时粘铝不脱隊，就会形成型材的表面粗糙、亮 条、型材撕裂、堵模等问題。模具的粘铝现象见图lo 我们现A使用的挤压模具基本是平面模，4#不剥皮 的情况下，铸棒表面及内往的杂质堆积在模具内全属流 动的死区，随着挤压铸棒的推进及挤压根数的增多，死 区的杂质也往不断的炙化，有一部分彼正常流动的全

5、薦 带出，堆积亦工作带变形后的空间内。有的彼型材拉脱，形成了颗粒状毛刺。因此，模具是建 成颗粒状毛刺的关键因素。另外工模具表面的粗糙度越 嵩、工作带表面的硬度越低，也是凌成粘铝，形成颍粒 状毛剌原因之一。3） 挤压工艺的影响挤压中发现，挤压工艺参数的选择正确与否也是影响 颗粒状毛刺的重要因素。经过现场观疼，挤压温度、挤 压速度过快颗粒毛刺就越多，原因温度寓、速度快，型 材流动速度增加模具变形的程度增加，金属的流动加 快，全属的文形抗力相对癒弱，更易形成粘铝现象；对 大的挤压糸数来说，金属的炙形抗力相对增加了，死区 相对增大，提嵩了形成粘铝的条件，形成”吸附颗粒”的 概率增加；铸棒加热温度与模具

6、温度之差过大，也易凌 成颍耘状毛刺问題。4）空毛中的尘埃、水、油污等强烈附着于铝型材表 面，原因是热的铝型材遏到灰尘后粘附，发生化学反应 并产生胶状杨质，柱时效过程中又与炉中的灰尘结合， 生成较大的颍粒状毛剌，往随后的氧化、电冰、喷涂过 程中不易请除。二、减少颗耘状毛剌的措施1提寓铝棒质量，从源头彳爪起.，对于表面质量要求需 的型材，铸棒过程中要请洗炉膛，优选凍料和辅料，如 喷涂型材再制醃禁止进入，选用优质铝锭等，加强铸凌 工艺过程控制，防止铸连缺陷等，提需全属需温塑性， 减少发生颗粒状毛剌的几率。2.狠做模具质量，优化模具结构设计，较少死区全属 流入，提寓模具强度和创度，减少模具挤压形变，采

7、取 合理的氮化工艺，提需工作带硬度和提寓抛光质量，减 少全属扌占附。3.优化工艺参数，不同的铝合金成分和型材断面，根 据铝合全挤压原理，采用合理的挤压工艺温度，对挤压 速度进行分段控制，减夕棒温和模温的温度差，增大挤 压筒与棒温差，可以进一步减少死区全薦流入和铸棒表 面金属氧化场和夹杂流入，从而癞少夹渣和毛剌的出 现。4.对所有工作现场采取“6S现场管理，提嵩环境质 量，对铸棒表面请理，较少灰渣灰尘附着，杜绝”跑冒 譎漏”，及时请理型材表面的灰尘，尽可能减少灰尘附 着肉析铝型、棒材的缩尾成因及葡除方比挤压生产中，会出现型、棒材柱切头、尾后半成部 分经喊蚀检查会出现俗称“缩尾的缺陷，含有该组织的

8、 型棒材的力学性能达不到要求，存柱安全隐患。同时， 生产的型棒材要进行表面处.理或车削加工时，由于该缺 陷的存柱破坏了材料内部的连续性，会影响后续表面和 精加工，严重的会迭成暗纹报废或损坏车刀等，这柱生 产中是常见的问题，柱此，本丈对缩尾形成的凍因和琦 除的方法简要做一下分析。缩尾的分类“缩尾分为中空缩尾和环状缩尾两种，1丿中空缩尾： 农挤压型、棒材尾端中心部住形成中空，横斯面呈现为 边缘不光滑的孔或边缘充满有其它杂质的孔，纵向呈一 漏斗状（锥形丿，漏斗尖端朝向全属流出的方向，主要 出现往单孔平面模挤压，尤其是挤压糸数小、制醃直径 丸、厚壁或者采用了有油污的挤压垫片地挤压的型材的 尾部更加朗显

9、。二.环状缩尾：在挤压分流模制的两 端（尤其是头部丿呈不连续的环形或孤形，在焊合线两 边则呈月牙形最为朗显，各孔制的环状缩尾对称。 缩尾的形成缩尾形成的原因：缩尾形成的力学条件是；多平流 阶段结束，挤庄垫片逐漸接近模时，挤压时增加并产生 -个对挤压筒側表面压力dN筒。该力与摩擦力dT筒 -起，多破坏了力的平衡条件（dN筒+dT筒丿NdT垫 时，住于挤压垫片区周围的全属，向后沿边缘流入毛坯 中心，便形成了缩尾。缩尾形成的挤压条件是：1.挤庄戎料紹得丈短2. 挤压垫片有油或不干净3.铸锭或毛料表面不请洁4.制 切尾长度不合规定5 挤压筒內衬超差6 挤压终了突然增 加挤压速度。缩尾的葡除方比减少和防

10、止缩尾形成的措施：1.严格按工艺规定剪切 压余和锯切头、尾，保持挤压筒内衬完好，禁止挤压垫 片抹油，阵低铝棒挤压前温度，采用特殊的岛形垫片， 采用合理的痪料的长度。2.挤压工具、铝棒表面应请洁3.经帝检查挤压筒尺寸并更换不合格的工具4.平稳挤压. 柱挤压后期应该癞慢挤压速度，适当舫压余的厚度，或 采用增大戎料也挤压。压余紹量应符合以下规文：挤压机(T) 压余厚度fmm)15 mm8001000T 18 mm1200T 20 mm1600T 25 mm2500T 30 mm4000T 45imn挤压铝型材毛泡、起皮的原因及谄除方比毛泡或起.皮：柱制表面出现E形的泡，帝见于 头、尾部，屯整的叫毛泡

11、，己玻製的叫起皮。-、挤压产毛泡、起皮产生的原因：1.挤庄筒、挤压垫虜损超差，挤压筒和挤压垫尺寸配合 不当，同时使用的两个垫片之直徑差超过允许值。2.挤压筒和挤压垫丈脏，粘有油污、水分、石墨等。3.润滑油中含有水4.铸锭表面铲槽丈多，过深，或铸锭表面有毛孔、砂 眼，组织疏松、有油污等。5.更换合全时，筒内未请理干净。6.挤压筒温度和挤压铸锭温度过嵩7.铸锭温度、尺寸超过允许负偏差8.铸锭过长，圾充丈快，铸綻温度不均，引起.非鼓形填 充，因而筒内排毛不完全，或操作不当，未执行排毛工 序。9.模孔设计不合理，或切痪料不当，分流孔和导流孔中 的痪料彼部分带出，挤压时空隙中的毛体进入表面。二、谄除方法

12、：1.合理设计挤压筒和挤压垫片的配合尺寸，经常检查工 具尺寸，保证符合要求，挤庄筒出现大肚要及时修理， 挤压垫不能超差。2.工具、铸锭表面保持请洁、光滑和干燥3.更换合全时，彻底请筒4.经常检查设备和仪器，防止温度过嵩、速度过快5.严格执行工艺规程和各项制度6.合理设计、制凌工模具，导流孔和分流孔设计成1度 过3度内斜度7.严格操作，正确剪切痪料和完全排毛预防铝材挤压拖黑、夹渣的方出为了解决成缺陷的拖黑、夹渣问题，减少报废量， 提嵩成烙率，工艺科进行了大量的调查工作。通过长期 的跟踪，对预防拖黑、夹渣提出以下三个方面的方出来 鮮决:1、 生产工艺控制1） 剪屯棒要用风管吹干净铝棒上的尘土，减少

13、带入的煤灰量，疯少拖黑、夹渣的来源；2） 压余厚度要紹够，太薄的压余会导铝棒死区巻入型 材尾端，遙成拖黑、夹渣；3丿挤压速度要进行有效的控制，特别是末端要进行减 速处理，防止素流卷入表皮杂质；4丿毎生产一段时间（至少每次换模丿要进行请缸；2、 设备、裝置的调整1丿如挤压杆没有对中，挤压杆运动中磨损料胆，会凌 成料胆犬肚、变形等缺陷；模座中心住，上、下、左、右要对中，严禁移动模座进 行生产，上下不对中的，要联糸机修进行维修；2）压饼大小要进行定期检测并换新，对于卷边的挤庄 饼，也会进成拖黑、夹渣等掖废；3丿料胆长期使用，出现大肚等变形，也会凌成枇量报 废，此种报废蛊生产中出现非帝多，需要引起重视

14、，新 料胆一定将胆内的脏物去除并对内胆进行抛光后才能上 机妥裝O3、模具设计、生产计划的调整1丿对于平面模，如PM糸刊，需要加裳导流板进行导 流，这样做缩小了进料口，钳制住死区；2）料胆口必、须充分包爾模具分流孔，班长要对每裝一 套模具进行对比，如有分流孔过大的现象，不能上机生 产，要转大机生产；3丿生产下计划时，要扌艮据模具部开模的原始机台（同棒 徑的可以通用）下计划，不要出现小棒生产大棒机台的 模具；材焊纯形成的机理空心型材是帝见的铝合全裝饰材料及工业型材，也是 铝加工厂经常生产的种，由于挤庄机能力的不同，可 能柱不同的机型上生产不同的空心型材，例如，亦 5MN 机上生产25mmx38mm

15、 扁管,8MN 机上生产 100mmx25mm管材以及在18MN 或更大的机上生产幕 墻型材、纺织型材或其它工业型材等。但柱生产过程中 经帝遇.到的问题是：由于焊缕严重，型材经表面处理后 出现黑带或色差严重而使产醃报废，凌成不可挽回的损 失。本丈就有关因素进行了分析和归纳，供同行参考。1、 焊线形成的机理全属经过分流孔分成几股重新聚集在焊合宝,由于 分流林的存莊，林底不可避免形成全属流动的剛性区， 使该戏金薦原子的护散结合速度较慢，金属的组织玫密 度阵低。所以用分流组合模挤压型材琦不可避免存A焊 纯；但良好的焊缝可使型材柱经表面处理后避免出现苗 如黒带这样的现象。要保证焊缆的质量，必须使焊合宝

16、 焊缝处金厲能充分扩散结合，否则，舒形成疏松、颗耘 粗丸与其它部住的组织不均一,因此，变形程度要大一 些，特别是焊合宝的全属变形量要大，以形成较大的流 体静水压力。2、 烽线严重产生的原因2、1挤压力过低，则焊合力较低。凌成挤压力低 的因素是综合的，有模具上的因素也有工艺上的。有以 下几种情况：一、 挤压比较低。要提寓焊合力可以采取下列方也：1.上模增厚2.分流孔适.当减小3.挤压温度适当阵低，正帝的空心型材挤压温度为460-500C,可啥至420-440Co这方出淮.现场很卖用。4.选择较大的挤压筒，即将该型材安排在较丸的机型上 挤压。5.焊合宝选择诛些（可通过將分流林下沉的方法）。但 要注

17、意沉林也会舉低挤压力，因此使用此法时要根擔具 体的情况而定。对于采用“+宇林结构的分流模较为有 o事卖上，柱生产过程中，随着模具的磨损，型材的 壁厚也随着增大，挤庄比也阵低，到一定的程度，焊缝 的严重将会影响型材的表面质量。二、 分流孔设计过大（特别 是对于挤压比低的型 材），使挤压力啥低，从而阵低焊合力。建议分流孔边 缘距离挤庄筒壁有至少610mm距需。当然分流孔的 选择与分流林的结构结合起.来考虑会更好。1.焊合宝过肉或彖积过小，形成不了足够的费水压 力。合理的是柱保证模，隹创性、强度的前提下，加大焊 合宝的彖积。可以是加大焊合宝的断面积，也可以是增 加焊合宝的嵩度。2.分流孔布局不合理、

18、分流林设计及加工不合理。应 尽量使焊缱往角部或非裝饰面靠，并采用满水形分流林 及合理的焊合角，使焊点落点焊合宝平面之上（即预成 型区内）；若采用“+宇林结构布置分流孔，类似这种情 况，中间林可窄些，并沉林（加深局部焊合宝深度）5 8mm。三、 挤压温度过嵩。（见工艺方面的分析）四、 工艺上1.铝棒的质量及成分方面铸棒的内部缺陷易出现柱空心型材的焊线上（难变 形区）。Mg、Si总量过需以及Fe含量过需将加剧焊合 不良，建议Mg、Si总量征0. 7%0、9%范爾内，Fe 含量低于0. 15%可得到较好的焊纯质量。2.挤压温度及挤压速度铝棒的温度寓是有利于全属的扩散结合，但又导玫 全属粘结栈具现象的

19、加剧，同时，温度需，又导敷全厲 的组织晶耘生长和成长速度加快，因而将使焊缝组织粗 大。挤压速度过寓，全属变形功增大，金属温度升需较 大。另外，挤庄温度过嵩，挤压力将阵低，因而又阵低 了焊合力。因此，淮.生产现场，最卖用的是将铝棒温度 阵低，然后进行模具方面及其它的分析或维修。3.挤压筒温度的选择不合理也会影响焊缝的质量，对于 厚壁型材建议挤庄筒温度440-460 C ,而对于薄壁型材 及分流孔过大的情况下，建议选用400420C,另一方 面，挤压筒不干净，余积氧化皮多，或者挤压筒己麦形 如鼓形，以及挤压筒与挤压垫间隙过大，这些均影响焊 缆质量。4.冷却不均匀也将影响焊线的质量。事卖上，多采用石 墨制品作为出料滑出台时，与石墨接融的一面，型材也 易出现氧化后有黒带的现象，特别是柱炎热的夏季。这 是由于石屋其特性使型材局部的温度上升，从而加速了 该面焊缆处晶粒的长大。但设备的冷却能力足够的话， 则可避免此现象。5.要减轻焊纯对表面质量的影响，也可以相对减少氧化 过程中的喊蚀时间。五、结束语解决空心型材的焊合质量问題，先要“诊断模具， 然后选择并保证合理的工艺或者根据模具的情况调整挤 压工艺。焊合不良或者焊线严重的结果是型材柱经表面 处理后产生诸如黑带、色差等色带现象。时间：2021.03. 06创作：欧阳道