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鋁合金型材毛刺和震痕產(chǎn)生原因及解決方法
發(fā)布者：永裕金屬 發(fā)布時(shí)間：2021-7-8 14:19:32
金屬流動(dòng)的不連續(xù)性，是由于鑄棒的各種缺陷體與鑄棒基體焊接不良、模具彈性變形以及死區(qū)、擠壓工藝造成的“積鋁”狀態(tài)，從而形成“毛刺”或“震痕”。
在擠壓鋁合金型材生產(chǎn)中，“毛刺”和“震痕”是常見的缺陷。"毛刺"不直觀，不仔細(xì)觀察或手摸很難發(fā)現(xiàn)；"震痕"是鋁合金型材表面相對(duì)集中的一種表現(xiàn)。它的危害性在于：在氧化電泳、噴涂型材的生產(chǎn)過程中，很難去除，影響型材的表面美觀，造成廢品。通常廠家將表面處理的噴粉(涂料)型材全部經(jīng)過噴砂處理，再進(jìn)行噴粉(漆)，效果較好；但氧化光面電泳料處理起來很棘手，擠壓工序極大，因此，要在實(shí)際生產(chǎn)中不斷觀察分析，采取相應(yīng)措施，以減少或杜絕這種缺陷的出現(xiàn)非常重要。區(qū)分“毛刺”和“震痕”。事實(shí)上，“毛刺”和“震痕”這個(gè)專業(yè)的術(shù)語(yǔ)叫做“吸附顆粒”。"毛刺"在型材表面呈不規(guī)則分布，在多種原因下，形成工帶前后粘鋁，正在擠壓生產(chǎn)中不斷有“毛刺”被型材帶出；"毛刺"用風(fēng)吹或擦擦，大部分的可以去掉。而且“震痕”，由于?？盏段恢蒙系恼充X，在型材震動(dòng)或模具瞬間回彈時(shí)即被拉出，這些顆粒幾乎都嵌在同一截面或深或淺的型材上，因此擦擦的方法很難消除！
對(duì)一般傳統(tǒng)色號(hào)影響不大，但現(xiàn)在新色號(hào)不斷推出，特別是高光表面處理鋁合金型材越來越多，表面要求越來越高，無論是電泳鋁合金型材、噴塑鋁合金型材、氟碳噴涂鋁合金型材，表面處理高光的鋁合金型材就影響較大。用手觸摸，可以感覺毛刺穿過型材表面。而部分由于靜電的原因仍然吸附在型材表面，經(jīng)過時(shí)效處理后，這些“毛刺”更緊密地附著在型材表面。由于受槽液濃度規(guī)定范圍的限制，在型材表面預(yù)處理工序中，有些可以被除去，有些則不能形成凸點(diǎn)。這是表面處理車間生產(chǎn)中常見的問題。
在鋁合金型材表面預(yù)處理工序中，由于“毛刺”鑲在型材上，形成表面粗糙，甚至有刺鼻的感覺。只有很少能除去的部分會(huì)形成凹點(diǎn)。不能去除的則形成凸點(diǎn)，因?yàn)椤懊獭泵芗?，幾乎在同一截面上。如果表面處理被氧化，一般都被認(rèn)定為廢品。如果表面處理采用噴粉方式進(jìn)行，則可采用砂紙磨平方法修補(bǔ)。
鋁型材擠壓模具對(duì)"毛刺"和"震痕"的影響：
1.模具產(chǎn)生彈性變形。在模壓生產(chǎn)中，模具的工作帶與擠壓方向平行，而模具是在高溫高壓下受壓后，工作帶變形為喇叭形，只有工作帶的刃口部分接觸型材形成的粘鋁，而粘鋁的形成過程中不斷地有“車刀瘤”發(fā)生變形。
2.如果模具空刀位置過淺，會(huì)導(dǎo)致粘鋁的逐漸增加。逐步帶出的粘鋁形成“毛刺”，不能被型材拉出，并且在模具瞬間回彈時(shí)粘鋁不脫落，就會(huì)形成亮帶、紋粗、甚至不起模等問題。
3.金屬在模具中流動(dòng)的死區(qū)。大多數(shù)鋁廠生產(chǎn)的棒材一般不剝皮，鑄棒表面和內(nèi)部的雜質(zhì)在模腔內(nèi)堆積金屬流的死區(qū)，隨著擠壓鑄棒根數(shù)的增加，死區(qū)中雜質(zhì)也在不斷變化，有一部分被正常流動(dòng)的金屬帶出，堆積在工作帶變形后的空間內(nèi)。一些型材被拉出，形成“毛刺”或“震痕”。此外雜質(zhì)與流經(jīng)正常的金屬相互磨擦，造成型材表面光亮條狀、紋狀粗化等缺陷。
鋁合金型材擠壓模具問題出現(xiàn)"毛刺"和"震痕"的解決方法：
1.選擇合適的孔數(shù)和型號(hào)。從型材外接圓直徑、壁厚、單重、擠壓比大小、現(xiàn)有型號(hào)等方面，選擇最佳模具規(guī)格，降低形成粘鋁的條件，減少“毛刺”或“震痕”形成的可能性；
2.提高模具強(qiáng)度。實(shí)踐中，模具彈性變形量越大，形成“毛刺”或“震痕”的可能性越大。若有孔模，分流孔多且密，模具強(qiáng)度相應(yīng)降低；也可長(zhǎng)懸臂模具等。當(dāng)設(shè)計(jì)模具時(shí)，要盡可能地提高模具的剛度、強(qiáng)度，達(dá)到生產(chǎn)時(shí)降低模具的彈性變形量。在確定工作帶長(zhǎng)度、焊口長(zhǎng)度、焊合室形式、空刀的用量、分流孔大小時(shí)，應(yīng)考慮最優(yōu)參數(shù)值。
3.降低模具死區(qū)。模制造時(shí)要求模內(nèi)腔的面與面的過度、R與面等過度等避免尖角的存在；金屬流動(dòng)的摩擦面要求平滑等。
4.模面的粗糙度、工帶的平行度、工作帶表面的硬度等，也會(huì)形成粘鋁的狀況。為了提高模具的光滑度，模具在滲氮前必須檢查模具內(nèi)腔、工作帶的平滑度、工作帶的平順性等，然后進(jìn)行噴砂、拋光等。氮化處理后，提高表面硬度后，模具的光滑度將進(jìn)一步改善。
5.裝模前，拋光模具，然后在模具散件配合面、焊室噴防銹劑。
6.裝模時(shí)螺栓必須鎖住。
1.如果溫度高、金屬流動(dòng)太快，模具變形的程度增加，容易形成粘鋁現(xiàn)象；同時(shí)金屬的變形抗性相對(duì)增加，在模具內(nèi)腔的金屬件中，金屬體相對(duì)增大，模具內(nèi)腔的粘鋁溫度條件就會(huì)增加；如果鑄模溫度、模具溫度、熔錠溫度相差較大，則金屬的變形阻力相對(duì)增加。
2.模具投入生產(chǎn)之前，必須選擇指定的墊片、專用墊片。此外要特別注意模具、專用墊片與模具之間的配合是否有間隙，是否有披風(fēng)、裂紋、甚至退火產(chǎn)生的凹痕等。就可以在其中某一工件的端面不平整，在擠壓生產(chǎn)過程中為模具的彈性變形留出空間。
1.鋁材擠塑機(jī)出口處安裝白燈，以便實(shí)時(shí)觀察“毛刺”情況。
2.根據(jù)“毛刺”問題的實(shí)況，根據(jù)擠壓系數(shù)、型材截面、模具、設(shè)備等條件，選擇最佳的擠壓溫度、鑄棒加熱溫度、模具溫度及擠壓速度，并在生產(chǎn)過程中不斷進(jìn)行調(diào)整。
3.限制在機(jī)器上生產(chǎn)的鑄棒數(shù)量。隨生產(chǎn)棒數(shù)的增加，工作帶溫度升高，鋁水與工作帶摩擦加劇，導(dǎo)致工作帶硬度下降，表面粗糙，積鋁增多，“毛刺”也隨之增多。
4.操作人員在制作前應(yīng)檢查墊模、專用墊片、模具之間是否配合緊密。若其中有間隙，則采用磨平方法解決。如磨削量稍大，可對(duì)模具、專用墊片進(jìn)行加溫后，再投入生產(chǎn)。
5.擠壓中心位要正。鑄模中心位不正，棒皮容易進(jìn)入模具；擠壓桿不正，使壓餅刮入(盛錠筒)筒壁，使雜質(zhì)進(jìn)入模具，形成“積鋁”條件。
6.鋁合金型材在生產(chǎn)過程中應(yīng)盡量避免型材晃動(dòng)。若出料口的型材晃動(dòng)，將空刀的“積鋁”瞬間帶出，形成“震痕”。因此常常在牽引機(jī)剛鋸?fù)晷筒臅r(shí)，在出料口上的型材當(dāng)即產(chǎn)生“震痕”。
由于各種鋁鑄棒缺陷體與鑄棒基體焊接不良，導(dǎo)致金屬流動(dòng)不連續(xù)，形成“積鋁”狀態(tài)。產(chǎn)生"毛刺"或"震痕"。
1.偏析是指在鑄造棒表面凝結(jié)的易熔析出物，也稱為偏析瘤，它是由易熔組分滲出后凝結(jié)在鑄棒表面形成的，在擠壓生產(chǎn)中，金屬流動(dòng)的死區(qū)被擠出或被擠壓或被擠壓的型材拉出，形成“毛刺”或“震痕”。
2.松散是在晶界和枝晶網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的宏觀和微觀分散縮孔，在枝晶間呈三角形孔洞，組織不致密，可能伴有氣孔、夾渣等，在擠壓生產(chǎn)中很難與金屬焊合，形成粘鋁現(xiàn)象。
3.夾渣是熔渣、氧化皮或鑄棒中的其它雜質(zhì)，也稱為夾雜。壓入基體會(huì)破壞鑄棒的連續(xù)性。鋁合金擠壓過程中，夾渣通過模具工作帶，粘附于入口端，形成粘鋁。
4.晶粒粗大是指熔體金屬過熱或鑄造溫度過高時(shí)。鑄造過程中容易出現(xiàn)粗大晶粒組織，并伴隨有晶間裂紋，使金屬不連續(xù)，在擠壓生產(chǎn)中，也容易產(chǎn)生粘鋁問題；
因?yàn)殇X棒質(zhì)量出現(xiàn)的"毛刺"和"震痕"解決方法：
1.鑄棒在鑄造過程中，采用細(xì)化晶粒工藝，采取有效的技術(shù)措施，減少鑄棒中夾渣、疏松、晶粒粗大等缺陷，對(duì)鑄棒進(jìn)行均勻化。
2.此外，加強(qiáng)鑄棒的低倍組織分析，進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，以減少缺陷鑄棒的投入使用。
在擠壓鋁合金型材生產(chǎn)中，“毛刺”和“震痕”是常見的缺陷。"毛刺"不直觀，不仔細(xì)觀察或手摸很難發(fā)現(xiàn)；"震痕"是鋁合金型材表面相對(duì)集中的一種表現(xiàn)。它的危害性在于：在氧化電泳、噴涂型材的生產(chǎn)過程中，很難去除，影響型材的表面美觀，造成廢品。通常廠家將表面處理的噴粉(涂料)型材全部經(jīng)過噴砂處理，再進(jìn)行噴粉(漆)，效果較好；但氧化光面電泳料處理起來很棘手，擠壓工序極大，因此，要在實(shí)際生產(chǎn)中不斷觀察分析，采取相應(yīng)措施，以減少或杜絕這種缺陷的出現(xiàn)非常重要。區(qū)分“毛刺”和“震痕”。事實(shí)上，“毛刺”和“震痕”這個(gè)專業(yè)的術(shù)語(yǔ)叫做“吸附顆粒”。"毛刺"在型材表面呈不規(guī)則分布，在多種原因下，形成工帶前后粘鋁，正在擠壓生產(chǎn)中不斷有“毛刺”被型材帶出；"毛刺"用風(fēng)吹或擦擦，大部分的可以去掉。而且“震痕”，由于?？盏段恢蒙系恼充X，在型材震動(dòng)或模具瞬間回彈時(shí)即被拉出，這些顆粒幾乎都嵌在同一截面或深或淺的型材上，因此擦擦的方法很難消除！
對(duì)一般傳統(tǒng)色號(hào)影響不大，但現(xiàn)在新色號(hào)不斷推出，特別是高光表面處理鋁合金型材越來越多，表面要求越來越高，無論是電泳鋁合金型材、噴塑鋁合金型材、氟碳噴涂鋁合金型材，表面處理高光的鋁合金型材就影響較大。用手觸摸，可以感覺毛刺穿過型材表面。而部分由于靜電的原因仍然吸附在型材表面，經(jīng)過時(shí)效處理后，這些“毛刺”更緊密地附著在型材表面。由于受槽液濃度規(guī)定范圍的限制，在型材表面預(yù)處理工序中，有些可以被除去，有些則不能形成凸點(diǎn)。這是表面處理車間生產(chǎn)中常見的問題。
在鋁合金型材表面預(yù)處理工序中，由于“毛刺”鑲在型材上，形成表面粗糙，甚至有刺鼻的感覺。只有很少能除去的部分會(huì)形成凹點(diǎn)。不能去除的則形成凸點(diǎn)，因?yàn)椤懊獭泵芗?，幾乎在同一截面上。如果表面處理被氧化，一般都被認(rèn)定為廢品。如果表面處理采用噴粉方式進(jìn)行，則可采用砂紙磨平方法修補(bǔ)。
鋁合金型材產(chǎn)品"毛刺"和"震痕"的產(chǎn)生原因及解決辦法。成型過程中，模具設(shè)計(jì)是否合理、擠壓參數(shù)的選擇是否得當(dāng)、鑄桿存在缺陷，都會(huì)使模腔內(nèi)形成粘鋁狀態(tài)，從而形成“毛刺”和“震痕”現(xiàn)象。
鋁合金型材產(chǎn)品"毛刺"和"震痕"的產(chǎn)生原因：
鋁型材擠壓模具對(duì)"毛刺"和"震痕"的影響：
1.模具產(chǎn)生彈性變形。在模壓生產(chǎn)中，模具的工作帶與擠壓方向平行，而模具是在高溫高壓下受壓后，工作帶變形為喇叭形，只有工作帶的刃口部分接觸型材形成的粘鋁，而粘鋁的形成過程中不斷地有“車刀瘤”發(fā)生變形。
2.如果模具空刀位置過淺，會(huì)導(dǎo)致粘鋁的逐漸增加。逐步帶出的粘鋁形成“毛刺”，不能被型材拉出，并且在模具瞬間回彈時(shí)粘鋁不脫落，就會(huì)形成亮帶、紋粗、甚至不起模等問題。
3.金屬在模具中流動(dòng)的死區(qū)。大多數(shù)鋁廠生產(chǎn)的棒材一般不剝皮，鑄棒表面和內(nèi)部的雜質(zhì)在模腔內(nèi)堆積金屬流的死區(qū)，隨著擠壓鑄棒根數(shù)的增加，死區(qū)中雜質(zhì)也在不斷變化，有一部分被正常流動(dòng)的金屬帶出，堆積在工作帶變形后的空間內(nèi)。一些型材被拉出，形成“毛刺”或“震痕”。此外雜質(zhì)與流經(jīng)正常的金屬相互磨擦，造成型材表面光亮條狀、紋狀粗化等缺陷。
鋁合金型材擠壓模具問題出現(xiàn)"毛刺"和"震痕"的解決方法：
1.選擇合適的孔數(shù)和型號(hào)。從型材外接圓直徑、壁厚、單重、擠壓比大小、現(xiàn)有型號(hào)等方面，選擇最佳模具規(guī)格，降低形成粘鋁的條件，減少“毛刺”或“震痕”形成的可能性；
2.提高模具強(qiáng)度。實(shí)踐中，模具彈性變形量越大，形成“毛刺”或“震痕”的可能性越大。若有孔模，分流孔多且密，模具強(qiáng)度相應(yīng)降低；也可長(zhǎng)懸臂模具等。當(dāng)設(shè)計(jì)模具時(shí)，要盡可能地提高模具的剛度、強(qiáng)度，達(dá)到生產(chǎn)時(shí)降低模具的彈性變形量。在確定工作帶長(zhǎng)度、焊口長(zhǎng)度、焊合室形式、空刀的用量、分流孔大小時(shí)，應(yīng)考慮最優(yōu)參數(shù)值。
3.降低模具死區(qū)。模制造時(shí)要求模內(nèi)腔的面與面的過度、R與面等過度等避免尖角的存在；金屬流動(dòng)的摩擦面要求平滑等。
4.模面的粗糙度、工帶的平行度、工作帶表面的硬度等，也會(huì)形成粘鋁的狀況。為了提高模具的光滑度，模具在滲氮前必須檢查模具內(nèi)腔、工作帶的平滑度、工作帶的平順性等，然后進(jìn)行噴砂、拋光等。氮化處理后，提高表面硬度后，模具的光滑度將進(jìn)一步改善。
5.裝模前，拋光模具，然后在模具散件配合面、焊室噴防銹劑。
6.裝模時(shí)螺栓必須鎖住。
鋁合金型材擠壓工藝對(duì)"毛刺"和"震痕"的影響：
1.如果溫度高、金屬流動(dòng)太快，模具變形的程度增加，容易形成粘鋁現(xiàn)象；同時(shí)金屬的變形抗性相對(duì)增加，在模具內(nèi)腔的金屬件中，金屬體相對(duì)增大，模具內(nèi)腔的粘鋁溫度條件就會(huì)增加；如果鑄模溫度、模具溫度、熔錠溫度相差較大，則金屬的變形阻力相對(duì)增加。
2.模具投入生產(chǎn)之前，必須選擇指定的墊片、專用墊片。此外要特別注意模具、專用墊片與模具之間的配合是否有間隙，是否有披風(fēng)、裂紋、甚至退火產(chǎn)生的凹痕等。就可以在其中某一工件的端面不平整，在擠壓生產(chǎn)過程中為模具的彈性變形留出空間。
1.鋁材擠塑機(jī)出口處安裝白燈，以便實(shí)時(shí)觀察“毛刺”情況。
2.根據(jù)“毛刺”問題的實(shí)況，根據(jù)擠壓系數(shù)、型材截面、模具、設(shè)備等條件，選擇最佳的擠壓溫度、鑄棒加熱溫度、模具溫度及擠壓速度，并在生產(chǎn)過程中不斷進(jìn)行調(diào)整。
3.限制在機(jī)器上生產(chǎn)的鑄棒數(shù)量。隨生產(chǎn)棒數(shù)的增加，工作帶溫度升高，鋁水與工作帶摩擦加劇，導(dǎo)致工作帶硬度下降，表面粗糙，積鋁增多，“毛刺”也隨之增多。
4.操作人員在制作前應(yīng)檢查墊模、專用墊片、模具之間是否配合緊密。若其中有間隙，則采用磨平方法解決。如磨削量稍大，可對(duì)模具、專用墊片進(jìn)行加溫后，再投入生產(chǎn)。
5.擠壓中心位要正。鑄模中心位不正，棒皮容易進(jìn)入模具；擠壓桿不正，使壓餅刮入(盛錠筒)筒壁，使雜質(zhì)進(jìn)入模具，形成“積鋁”條件。
6.鋁合金型材在生產(chǎn)過程中應(yīng)盡量避免型材晃動(dòng)。若出料口的型材晃動(dòng)，將空刀的“積鋁”瞬間帶出，形成“震痕”。因此常常在牽引機(jī)剛鋸?fù)晷筒臅r(shí)，在出料口上的型材當(dāng)即產(chǎn)生“震痕”。
由于各種鋁鑄棒缺陷體與鑄棒基體焊接不良，導(dǎo)致金屬流動(dòng)不連續(xù)，形成“積鋁”狀態(tài)。產(chǎn)生"毛刺"或"震痕"。
1.偏析是指在鑄造棒表面凝結(jié)的易熔析出物，也稱為偏析瘤，它是由易熔組分滲出后凝結(jié)在鑄棒表面形成的，在擠壓生產(chǎn)中，金屬流動(dòng)的死區(qū)被擠出或被擠壓或被擠壓的型材拉出，形成“毛刺”或“震痕”。
2.松散是在晶界和枝晶網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的宏觀和微觀分散縮孔，在枝晶間呈三角形孔洞，組織不致密，可能伴有氣孔、夾渣等，在擠壓生產(chǎn)中很難與金屬焊合，形成粘鋁現(xiàn)象。
3.夾渣是熔渣、氧化皮或鑄棒中的其它雜質(zhì)，也稱為夾雜。壓入基體會(huì)破壞鑄棒的連續(xù)性。鋁合金擠壓過程中，夾渣通過模具工作帶，粘附于入口端，形成粘鋁。
4.晶粒粗大是指熔體金屬過熱或鑄造溫度過高時(shí)。鑄造過程中容易出現(xiàn)粗大晶粒組織，并伴隨有晶間裂紋，使金屬不連續(xù)，在擠壓生產(chǎn)中，也容易產(chǎn)生粘鋁問題；
因?yàn)殇X棒質(zhì)量出現(xiàn)的"毛刺"和"震痕"解決方法：
1.鑄棒在鑄造過程中，采用細(xì)化晶粒工藝，采取有效的技術(shù)措施，減少鑄棒中夾渣、疏松、晶粒粗大等缺陷，對(duì)鑄棒進(jìn)行均勻化。
2.此外，加強(qiáng)鑄棒的低倍組織分析，進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，以減少缺陷鑄棒的投入使用。
3.高端產(chǎn)品使用專用鑄棒，可提高成品率，降低成本。
文章整理：鋁合金型材廠家-永裕金屬
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