铝型材在挤压过程中遇到的缺陷问题

2025-05-20
  1. 缩尾:在某些挤压制品的尾端,经低倍检查,在截面的中间部位有不合层形似喇叭状现象,称为缩尾。一般正向挤压制品的缩尾比反向挤压的长,软合金比硬合金的长。正向挤压制品的缩尾多表现为环形不合层,反向挤压制品的缩尾多表现为中心漏斗状。产生原因有残料留得过短或制品切尾长度不符合规定;挤压垫不清洁,有油污;挤压后期,挤压速度过快或突然增大;使用已变形的挤压垫(中间凸起的垫);挤压筒温度过高;挤压筒和挤压轴不对中;铸锭表面不清洁,有油污,未车去偏析瘤和折叠等缺陷;挤压筒内套不光洁或变形,未及时用清理垫清理内衬等。防止方法有按规定留残料和切尾;保持工模具清洁干净;提高铸锭的表面质量;合理控制挤压温度和速度,平稳挤压;除特殊情况外,严禁在工、模具表面抹油;垫片适当冷却等。

  2. 粗晶环:有些铝合金的挤压制品在固溶处理后的低倍试片上,沿制品周边形成粗大再结晶晶粒组织区,称为粗晶环。由于制品外形和加工方式不同,可形成环状、弧状及其他形式的粗晶环。粗晶环的深度同尾端向前端逐渐减小以至完全消失。产生原因有挤压变形不均匀;热处理温度过高,保温时间过长,使晶粒长大;合金化学成分不合理;一般的可热处理强化合金经热处理后都有粗晶环产生,尤其是6A02、2A50等合金的型、棒材最为严重,不能消除,只能控制在一定范围内;挤压变形小或变形不充分,或处于临界变形范围,易产生粗晶环等。防止方法有挤压筒内壁光洁,形成完整的铝套,减小挤压时的摩擦力;变形尽可能充分和均匀,合理控制温度、速度等工艺参数;避免固溶处理温度过高或保温时间过长;用多孔模挤压;用反挤压法和静挤压法挤压;用固溶处理 - 拉拔 - 时效法生产;调整合金成分,增加再结晶抑制元素;采用较高的温度挤压;某些合金铸锭不均匀化处理,在挤压时粗晶环较浅等。

  3. 成层:在横向低倍试片上,表现为在截面边缘部有不合层的缺陷。产生原因有铸锭表面有尘垢或铸锭有较大的偏析聚集物而不车皮,金属瘤等易产生成层;毛坯表面有毛刺或粘有油污、锯屑等脏物,挤压前没有清理干净;模孔位置不合理,靠近挤压筒边缘;挤压工具磨损严重或挤压筒衬套内有脏物,清理不干净,且不及时更换;挤压垫直径差过大;挤压筒温度比铸锭温度高得太多等。防止方法有合理设计模具,及时检查和更换不合格的工具;不合格的铸锭不装炉;剪切残料后,应清理干净,不得粘润滑油;保持挤压筒内衬完好,或用垫片及时清理内衬等。

  4. 焊合不良:用分流模挤压的空心制品在焊缝处表现的焊缝分层或没有完全焊合的现象,称为焊合不良。产生原因有挤压系数小,挤压温度低,挤压速度快;挤压毛料或工具不清洁;型模涂油;模具设计不当,静水压力不够或不均衡,分流孔设计不合理;铸锭表面有油污等。防止方法有适当增加挤压系数、挤压温度、挤压速度;合理设计、制造模具;挤压筒、挤压垫片不涂油,保持干净;采用表面清洁的铸锭等。

  5. 挤压裂纹:在挤压制品横向试片边缘呈小弧状开裂,沿其纵向具有一定角度周期性开裂,轻时隐于表皮下,严重时外表层形成锯齿状开裂,会严重地破坏金属连续性。挤压裂纹由挤压过程中金属表层受到模壁过大周期性拉应力被撕裂而形成。产生原因有挤压速度过快;挤压温度过高;挤压速度波动太大;挤压毛料温度过高;多孔模挤压时,模具排列太靠近中心,使中心金属供给量不足,以致中心与边部流速差太大;铸锭均匀化退火不好等。防止方法有严格执行各项加热和挤压规范;经常巡回检测仪表和设备,以保证正常运行;修改模具设计、精心加工,特别是模桥、焊合室和棱角半径等处的设计要合理;在高镁铝合金中尽量减少钠含量;铸锭进行均匀化退火,提高其塑性和均匀性等。

  6. 气泡:局部表皮金属与基体金属呈连续或非连续分离,表现为圆形单个或条状空腔凸起的缺陷,称为气泡。防止方法有工具、铸锭表面保持清洁、光滑和干燥;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,挤压筒出现大肚时要及时修理,挤压垫不能超差;保证润滑剂清洁干燥;严格遵守挤压工艺操作流程,及时排气,正确剪切,不抹油,彻底清除残料,保持坯料和工模具干净,不被污染等。

  7. 起皮:铝合金挤压制品表皮金属与基体金属间产生局部离落的现象。产生原因有换合金挤压时,挤压筒内壁粘有原来金属形成的衬套,清理不干净;挤压筒与挤压垫配合不适当,在挤压筒内壁衬有局部残留金属;采用润滑挤压筒挤压;模孔上粘有金属或模子工作带过长等。防止方法有换合金挤压时要彻底清理挤压筒;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,挤压垫不能超差;及时清理模具上的残留金属等。

  8. 划伤:因尖锐的物品与制品表面接触,在相对滑动时所造成的呈单条状分布的机械伤痕,称为划伤。产生原因有工具装配不正,导路、工作台不平滑,有尖角或有异物等;模子工作带上粘有金属屑或模具工作带损坏;润滑油内有砂粒或碎金属屑;运输过程中操作不当,吊具不合适等。防止方法有及时检查和抛光模具工作带;检查制品流出通道,应光滑,可适当润滑导路;防止搬运中的机械擦碰和划伤等。

  9. 磕碰伤:制品间或制品与其他物体发生碰撞而在其表面形成的伤痕,称为磕碰伤。产生原因有工作台、料架等结构不合理;料筐、料架等对金属保护不当;操作时没有注意轻拿轻放等。防止方法有精心操作,轻拿轻放;打磨掉尖角,用垫木和软质材料包覆料筐、料架等。

  10. 擦伤:挤压制品表面与其他物体的棱或面接触后发生相对滑动或错动而在制品表面造成的成束分布的伤痕,称为擦伤。产生原因有模具磨损严重;因铸锭温度过高,模孔粘铝或模孔工作带损坏;挤压筒内落入石墨及油等脏物;制品相互窜动,使表面擦伤、挤压流带不匀,造成制品不按直线流动,致使料与料与导路、工作台擦伤等。防止方法有及时检查、更换不合格的模具;控制毛料加热温度;保证挤压筒和毛料表面清洁、干燥;控制好挤压速度,保证速度均匀等。

  11. 模痕:挤压制品表面纵向凸凹不平的痕迹,所有挤压制品都存在程度不同的模痕。

  12. 凹凸不平:挤压后制品在平面上厚度发生变化的区域出现凹陷或凸起,一般用肉眼观察不出来,通过表面处理后显现明细暗影或骨影。产生原因有模具工作带设计不当,修模不到位;分流孔或前置室大小不合适,交叉区域型材拉或胀的力导致平面发生微小变化;冷却过程不均匀,厚壁部分或交叉部分冷却速度慢,导致平面在冷却过程中收缩变形程度不一;由于厚度相差悬殊,厚壁部位或过渡区域组织与其他部位组织差异增大等。防止方法有提高模具设计制造和修模水平;保证冷却速度均匀等。

  13. 振纹:挤压制品表面横向的周期条纹缺陷。其特征为制品表面呈横向连续周期性条纹,条纹曲线与模具工作带形状相吻合,严重时有明显凹凸手感。产生原因有因设备原因造成的挤压轴前进抖动,导致金属流出孔时抖动;因模具原因造成金属流出模孔时抖动;模具支撑垫不合适,模具刚度不佳,在挤压力波动时产生抖动等。防止方法有采用合格的模具;模具安装时要采用合适的支撑垫;调整好设备等。

  14. 夹杂:由于夹杂坯料带有金属或非金属夹杂,在上道工序未被发现,在挤压后残留在制品表面或内部。防止方法有加强对坯料的检查(包括超声波检查),以杜绝含有金属或非金属夹杂的铸坯进入挤压工序等。

  15. 水痕:制品表面的浅白色或浅黑色不规则的水线痕迹,称为水痕。产生原因有清洗后烘干不好,制品表面残留水分;淋雨等原因造成制品表面残留水分,未及时处理干净;时效炉的燃料含水,水分在制品时效后的冷却中凝结在制品表面上;时效炉的燃料不干净,制品表面被燃烧后的二氧化硫腐蚀或被灰尘污染;淬火介质被污染等。防止方法有保持制品表面干燥、清洁;控制好时效炉燃料的含水量和清洁程度;加强淬火介质的管理等。

  16. 扩(并)口:槽形、工字形等挤压型材产品两侧往外斜的缺陷,称为扩口,往内斜的缺陷,称为并口。产生原因有槽形或类似槽形型材或工字形型材的两个“腿部”(或一个“腿部”)的金属流速不均;槽底板两侧工作带流速不均;拉伸矫直机不当;制品出模孔后,在线固溶处理冷却不均等。

  17. 内表面擦伤:挤压制品内表面在挤压过程中产生的擦伤。产生原因有挤压针粘有金属;挤压针温度低;挤压针表面质量差,有磕碰伤;挤压温度、速度控制不好;挤压润滑剂配比不当等。防止方法有提高挤压筒和挤压针的温度,控制好挤压温度和挤压速度;加强润滑油过滤,经常检查或更换废油,抹油应均匀、适量;保持毛料表面洁净;及时更换不合格的模具和挤压针,并保持挤压工模具表面干净、光洁等。


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