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鋁合金型材擠壓工序中的主要缺陷及質量控制方法

發布者:永裕金屬   發布時間:2019-4-21 11:18:51

一、縮尾
在某些擠壓制品的尾端,經低倍檢查,在截面的中間部位有不合層形似喇叭狀現象,稱為縮尾。經常可以見到一類縮尾或二類縮尾兩種情況。一類縮尾位于制品的中心部位,呈皺褶狀裂縫或漏斗狀孔洞。二類縮尾位于制品半徑1/2區域,呈環狀或月牙狀裂縫。有時在離制品表面層0.5-2mm處出現連續的或不連續的不合層裂紋或裂紋痕跡,有人把它稱為第三類縮尾。

一般正向擠壓制品的縮尾比反向擠壓的長,軟合金比硬合金的長。正向擠壓制品的縮尾多表現為環形不合層,反向擠壓制品的縮尾多表現為中心漏斗狀。

金屬擠壓到后端,堆積在擠壓筒死角或墊片上的鑄錠表皮和外來夾雜物流入制品中形成二次縮尾;當殘料留得過短,制品中心補縮不足時,則形成一類縮尾。從尾端向前,縮尾逐漸變輕以至完全消失。

縮尾的主要產生原因
1、殘料留得過短或制品切尾長度不符合規定;
2、擠壓墊不清潔,有油污;
3、擠壓后期,擠壓速度過快或突然增大;
4、使用已變形的擠壓墊(中間凸起的墊);
5、擠壓筒溫度過高;
6、擠壓筒和擠壓軸不對中;
7、鑄錠表面不清潔,有油污,未車去偏析瘤和折疊等缺陷;
8、擠壓筒內套不光潔或變形,未及時用清理墊清理內襯。

防止方法
1、按規定留殘料和切尾;
2、保持工模具清潔干凈;
3、提高鑄錠的表面質量;
4、合理控制擠壓溫度和速度,在平穩擠壓;
5、除特殊情況外,嚴禁在工、模具表面抹油;
6、墊片適當冷卻。

二、粗晶環
有些鋁合金型材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晶晶粒組織區,稱為粗晶環。由于制品外形和加工方式不同,可形成環狀、弧狀及其他形式的粗晶環。粗晶環的深度同尾端向前端逐漸減小以至完全消失。期形成機理是由熱擠壓后在制品表層形成的亞晶粒區,加熱固溶處理后形成粗大的再結晶晶粒區。

粗晶環主要的產生原因
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、便金化學成分不合理;
4、一般的可熱處理強化合金經熱處理后都有粗晶環產生,尤其是6a02,2a50等合金的型、棒材較為嚴重,不能消除,只能控制在一定范圍內;

5、擠壓變形小或變形不充分,或處于臨界變形范圍,易產生粗晶環。


防止方法
1、擠壓筒內壁光潔,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;
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;
7、調整全金成分,增加再結晶抑制元素;
8、采用較高的溫度擠壓;
9、某些合金鑄錠不均勻化處理,在擠壓時粗晶環較淺。

三、成層
這是在金屬流動較均勻時,鑄錠表面沿模具和前端彈性區界面流入制品而形成的一種表皮分層缺陷。在橫向低倍試片上,表現為在截面邊緣部有不合層的缺陷。

成層主要的產生原因
1、鑄錠表面有塵垢或鑄錠有較大的偏析聚集物而不車皮,金屬瘤等易產生成層;
2、毛坯表面有毛刺或粘有油污、鋸屑等臟物,擠壓前沒有清理干凈;
3、模孔位置不合理,靠近擠壓筒邊緣;
4、擠壓工具磨損嚴重或擠壓筒襯套內有臟物地,清理不干凈,且不及時更換;
5、擠壓直徑差過大;
6、擠壓筒溫度比鑄錠溫度高得太多。

防止方法
1、合理設計模具,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,應清理干凈,不得粘潤滑油;
4、保持擠壓筒內襯完好,或用墊片及時清理內襯。

四、焊合不良
用分流模擠壓的空心制品在焊縫處表現的焊縫分層或沒有完全焊合的現象,稱為焊合不良。

焊合不良主要的產生原因
1、擠壓系數小,擠壓溫度低,擠壓速度快;
2、擠壓毛料或工具不清潔;
3、型模涂油;
4、模具設計不當,靜水壓力不夠或不均衡,分流孔設計不合理;
5、鑄錠表面有油污。

防止方法
1、適當增加擠壓系數、擠壓溫度、擠壓速度;
2、合理設計、制造模具;
3、擠壓筒、擠壓墊片不涂油,保持干凈;
4、采用表面清潔的鑄錠。

五、擠壓裂紋
這是在擠壓制品橫向試片邊緣呈小弧狀開裂,沿其縱向具有一定角度周期性開裂,輕時隱于表皮下,嚴重時外表層形成鋸齒狀開裂,會嚴重地破壞金屬連續性。擠壓裂紋由擠壓過程中金屬表層受到模壁過大周期性拉應力被撕裂而形成。

擠壓裂紋主要的產生原因
1、擠壓速度過快;
2、擠壓溫度過高;
3、擠壓速度波動太大;
4、擠壓毛料溫度過高;
5、多孔模擠壓時,模具排列太靠近中心,使中心金屬供給量不足,以致中心與邊部流速差太大;
6、鑄錠均勻化退火不好。

防止方法
1、嚴格執行各項加熱和擠壓規范;
2、經常巡回檢測儀表和設備,以保證正常運行;
3、修改模具設計、精心加工,特別是模橋、焊合室和棱角半徑等處的設計要合理;
4、在高鎂鋁合金中盡量減少鈉含量;
5、鑄錠進行均勻化退火,提高其塑性和均勻性。

六、氣泡
局部表皮金屬與基體金屬呈連續或非連續分離,表現為圓形單個或條狀空腔凸起的缺陷,稱為氣泡。

氣泡主要的產生原因
1、鋁合金型材擠壓時擠壓筒和擠壓墊帶有水分、油等臟物;
2、由于擠壓筒磨損,磨損部位與鑄錠之間的空氣在擠壓時進入金屬表面;
3、潤滑中有水分;
4、鑄錠組織本身有疏松、氣孔缺陷;
5、熱處理溫度過高,保溫時間過長,爐內氣氛濕度大;
6、制品中氫含量過高;
7、擠壓筒溫度和鑄錠溫度過高。

防止方法
1、工具、鑄錠表面保持清潔、光滑和干燥;
2、合理設計擠壓筒和擠壓墊片的配合尺寸,經常檢查工具尺寸,擠壓筒出現大肚時要及時修理,擠壓墊不能超差;
3、保證潤滑劑清潔干燥;
4、嚴格遵守擠壓工藝操作流程,及時排氣,正確剪切,不抹油,徹底清除殘料,保持坯料和工模具干凈,不被污染。

七、起皮
這是鋁合金擠壓制品表皮金屬與基體金屬間產生局部離落的現象。

起皮主要的產生原因
1、換鋁合金型材擠壓時,擠壓筒內壁粘有原來金屬形成的襯套,清理不干凈;
2、擠壓筒與擠壓墊配合不適當,在擠壓筒內壁襯有局部殘留金屬;
3、采用潤滑擠壓筒擠壓;
4、模孔上粘有金屬或模子工作帶過長。

防止方法
1、列換合金擠壓時要徹底清理擠壓筒;
2、合理設計擠壓筒和擠壓墊片的配合尺寸,經常檢查工具尺寸,擠壓墊不能超差;
3、及時清理模具上的殘留金屬。

八、劃傷
因尖銳的物品與制品表面接觸,在相對滑動時所造成的呈單條狀分布的機械傷痕,稱為劃傷。

劃傷主要的產生原因
1、工具裝配不正,導路、工作臺不平滑,有尖角或有異物等;
2、模子工作帶上粘有金屬屑或模具工作帶損壞;
3、潤滑油內有砂粒或碎金屬屑;
4、運辦理過程中操作不當,吊具不合適。

防止方法
1、及時檢查和拋光模具工作帶;
2、檢查制品流出通道,應光滑,可適當潤滑導路;
3、防止搬運中的機械擦碰和劃傷。

九、磕碰傷

制品間或制品與其他物體發生碰撞而在其表面形成的傷痕,稱為磕碰傷。


磕碰傷主要的產生原因
1、工作臺、料架等結構不合理;
2、料筐、料架等對金屬保護不當;
3、操作時沒有注意輕拿輕放。

防止方法
1、精心操作,輕拿輕放;
2、打磨掉尖角,用墊木和軟質材料包覆料筐、料架。

十、擦傷
擠壓制品表面與其他物體的棱或面接觸后發生相對滑動或錯動而在制品表面造成的成束分布的傷痕,稱為擦傷。

擦傷主要的產生原因
1、模具磨損嚴重;
2、因鑄錠溫度過高,模孔粘鋁或模孔工作帶損壞;
3、擠壓筒內落入石墨及油等臟物;
4、制品相互竄動,使表面擦傷、擠壓流帶不勻,造成制品不按直線流動,致使料與料與導路、工作臺擦傷。

防止方法
1、及時檢查、更換不合格的模具;
2、控制毛料加熱溫度;
3、保證擠壓筒和毛料表面清潔、干燥;
4、控制好擠壓速度,保證速度均勻。

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