6063鋁合金擠壓型材常見缺陷及其解決方法

　　6063鋁合金型材（詞條“型材”由行業(yè)大百科提供）以其良好的塑性、適中的熱處理（詞條“熱處理”由行業(yè)大百科提供）強(qiáng)度、良好的焊接性能以及陽極氧化（詞條“陽極氧化”由行業(yè)大百科提供）處理后表面華麗的色澤等諸多優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。但在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些缺陷而致使產(chǎn)品質(zhì)量低下，成品率降低，生產(chǎn)成本增加，效益下降，最終導(dǎo)致企業(yè)的市場競爭能力下降。

　　因此，從根源上著手解決6063鋁合金擠壓（詞條“擠壓”由行業(yè)大百科提供）型材的缺陷問題是企業(yè)提高自身競爭力的一個重要方面。筆者根據(jù)多年的鋁型材生產(chǎn)實踐，在此對6063鋁合金擠壓型材常見缺陷及其解決辦法作一總結(jié)，和眾多同行交流，以期相互促進(jìn)。

　　1、劃、擦、碰傷

　　劃傷、擦傷、碰傷是當(dāng)型材從�？琢鞒鲆约霸陔S后工序中與工具、設(shè)備等相接觸時導(dǎo)致的表面損傷。

　　1.1 主要原因

　�、�鑄錠表面附著有雜物或鑄錠成分偏析。鑄錠表面存在大量偏析浮出物而鑄錠又未進(jìn)行均勻化處理或均勻化處理效果不好時，鑄錠內(nèi)存在一定數(shù)量的堅硬的金屬顆粒，在擠壓過程中金屬流經(jīng)工作帶時，這些偏浮出物或堅硬的金屬顆粒附著在工作帶表面或?qū)�工作帶造成損傷，最終對型材表面造成劃傷;

　　②模具型腔或工作帶上有雜物，模具工作帶硬度較低，使工作帶表面在擠壓時受傷而劃傷型材;

　�、鄢隽宪壍阑驍[床上有裸露的金屬或石墨條內(nèi)有較硬的夾雜物，當(dāng)其與型材接觸時對型材表面造成劃傷;

　�、茉诓媪蠗U將型材從出料軌道上送到擺床上時，由于速度過快造成型材碰傷;

　�、菰跀[床上人為拖動型材造成擦傷;

　　⑥在運輸過程中型材之間相互摩擦或擠壓造成損傷。

　　1.2 解決辦法

　�、偌訌�(qiáng)對鑄錠質(zhì)量的控制;

　�、谔岣咝弈Ｙ|(zhì)量，模具定期氮化并嚴(yán)格執(zhí)行氮化工藝;

　�、塾密涃|(zhì)毛氈將型材與輔具隔離，盡量減少型材與輔具的接觸損傷;

　�、苌�產(chǎn)中要輕拿輕放，盡量避免隨意拖動或翻動型材;

　�、菰诹峡蛑泻侠頂[放型材，盡量避免相互摩擦。

　　2、機(jī)械性能不合格

　　2.1 主要原因

　�、贁D壓時溫度過低，擠壓速度太慢，型材在擠壓機(jī)的出口溫度達(dá)不到固溶溫度，起不到固溶強(qiáng)化作用;

　　②型材出口處風(fēng)機(jī)少，風(fēng)量不夠，導(dǎo)致冷卻速度慢，不能使型材在最短的時間內(nèi)降到20℃以下，使粗大的Mg2Si過早析出，從而使固溶相減少，影響了型材熱處理后的機(jī)械性能;

　�、坭T錠成分不合格，鑄錠中的Mg、Si含量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求;

　　④鑄錠未均勻化處理，使鑄錠組織中析出的Mg2Si相我法在擠壓的較短時間內(nèi)重新固溶，造成固溶不充分而影響了產(chǎn)品性能;

　�、輹r效工藝不當(dāng)、熱風(fēng)循環(huán)不暢或熱電偶安裝位置不正確，導(dǎo)致時效不充分或過時效。

　　2.2 解決辦法

　�、俸侠砜刂茢D壓溫度和擠壓速度，使型材在擠壓機(jī)的出口溫度保持在最低固溶溫度以上;

　　②強(qiáng)化風(fēng)冷條件，有條件的工廠可安裝霧化冷卻裝置，以期達(dá)到6063合金冷卻梯度的最低要求;

　　③加強(qiáng)鑄錠的質(zhì)量管理;

　　④對鑄錠進(jìn)行均勻化處理;

　�、莺侠泶_定時效工藝，正確安裝熱電偶，正確擺放型材以保證熱風(fēng)循環(huán)通暢。

　　3、幾何尺寸超差

　　3.1 主要原因

　�、儆捎谀＞咴O(shè)計不合理或制造有誤、擠壓工藝不當(dāng)、模具與擠壓筒不對中、不合理潤滑等，導(dǎo)致金屬流動中各點流速相關(guān)過大，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力致使型材變形;

　　3.2 解決辦法

　�、俸侠碓O(shè)計模具，保證模具精度;

　�、谡�確執(zhí)行擠壓工藝，合理設(shè)定擠壓溫度和擠壓速度;

　　③保證設(shè)備的對中性;

　�、懿捎眠m中的牽引力，嚴(yán)格控制型材的拉伸矯直量。

　　4、擠壓波紋

　　擠壓波紋是指在擠壓型材表面出現(xiàn)的類似于水波紋的情況，一般無手感，在光的作用下表現(xiàn)明顯。

　　4.1 主要原因

　�、贍恳龣C(jī)發(fā)生周期性上下跳動使型材表面發(fā)生局部彎折;

　�、谀＞咴O(shè)計不合理，工作帶在擠壓力作用下發(fā)生顫動導(dǎo)致型材出現(xiàn)波紋。

　　4.2 解決辦法

　　①保證牽引機(jī)運行平穩(wěn);

　�、诤侠碓O(shè)計模具結(jié)構(gòu)。

　　5、麻面

　　麻面是指在型材表面出現(xiàn)的密度（詞條“密度”由行業(yè)大百科提供）不等、帶有拖尾、非常細(xì)小的瘤狀物，手感明顯，有尖刺的感覺。

　　5.1 主要原因

　　由于鑄錠中的夾雜物或模具工作帶上粘有金屬或雜物，在擠壓時被高溫高壓的鋁夾帶著脫落，在型材表面形成麻面。

　　5.2解決辦法

　�、龠m當(dāng)降低擠壓速度，采用合理的擠壓溫度和模具溫度;

　　②嚴(yán)格控制鑄錠質(zhì)量，降低鑄錠中的夾雜物含量，將鑄錠進(jìn)行均勻化處理;

　　③加強(qiáng)修模質(zhì)量管理。

　　6、黑斑

　　型材陽極氧化后局部出現(xiàn)近似圓形黑灰色的斑點，在型材縱幾貼擺床的面上等距離分布，大小不一。

　　6.1 主要原因

　　由于擠壓機(jī)出口處風(fēng)冷時不夠，導(dǎo)致鋁材在較高溫下接觸擺床，接觸部位的冷卻速度于其它位置不同，有粗大的Mg2Si相析出，在陽極處理后該部位變?yōu)楹诨疑��?/P>

　　6.2 解決辦法

　�、偌訌�(qiáng)風(fēng)冷強(qiáng)度，避免擺床上型材的間隔過小，保證風(fēng)冷的溫度梯度;

　�、谟袟l件的工廠應(yīng)采用霧化水冷與風(fēng)冷相結(jié)合的方法，可完全消除黑斑。

　　7、條紋

　　擠壓型材的條紋缺陷種類比較多，形成因素也較復(fù)雜，這里僅就一些常見條紋的產(chǎn)生原因及解決方法加以論述。

　　7.1 摩擦紋

　　模具每次光模上機(jī)擠壓后，紋路都不能一一對應(yīng)，有輕有重。

　　7.1.1 主要原因

　　在擠壓過程，型材流出�？椎乃查g與工作帶緊緊地靠在一起，構(gòu)成一對熱狀態(tài)下的干摩擦副，且將工作帶分成兩個區(qū)--粘著區(qū)和滑動區(qū)。在粘著區(qū)內(nèi)，金屬質(zhì)點受到到至少來自兩個方面力的作用：摩擦力和剪切力（詞條“剪切力”由行業(yè)大百科提供）。當(dāng)粘著區(qū)內(nèi)金屬質(zhì)點所受摩擦力大于剪切力時，金屬質(zhì)點就會粘附在粘著區(qū)工作帶表面上，并將型材表面擦傷而形成摩擦紋。

　　7.1.2 解決辦法

　　①調(diào)整模具工作帶出口角A，使其在-1°~-3°范圍內(nèi)，這樣可降低工作帶粘著區(qū)高度，減少該區(qū)的摩擦力，增大滑動區(qū);

　�、谶M(jìn)行高效的模具氮化處理，使模具表面硬度保持在H900以上;工作帶表面滲硫可降低粘著區(qū)摩擦力，減少摩擦紋。

　　7.2 組織條紋

　　7.2.1 主要原因

　　鑄錠鑄造（詞條“鑄造”由行業(yè)大百科提供）組織不均勻，成分偏析，鑄錠表皮下存在較嚴(yán)重的缺陷，鑄錠的均勻比處理不充分等，在隨后的擠壓過程中導(dǎo)致型材表面成分不均勻，從而使型材氧化后的著色能力不相同，形成組織條紋。

　　7.2.2 解決辦法

　　①合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu);

　�、谀＞呒庸ひ�注意工作帶的過渡，防止出現(xiàn)工作帶落差;

　�、郾ＷC模橋呈水滴型，消除棱角。

　　7.3 焊合條紋

　　焊合條紋又稱焊縫，筆直通長，在氧化白料中多呈現(xiàn)淺灰色，著色料中多顯淺色。

　　7.3.1 主要原因

　　①模具分流孔設(shè)計過小;

　�、诤负鲜覞舛炔粔�，不能保證有足夠的壓力;

　�、蹟D壓時模具焊合室內(nèi)鋁料供應(yīng)不足;

　�、軘D壓工藝不合理，潤滑不當(dāng)。

　　7.3.2 解決辦法

　�、俸侠碓O(shè)計模具結(jié)構(gòu);

　　②注意擠壓溫度和擠壓速度的協(xié)調(diào);

　　③盡量減少潤滑或不潤滑。

　　8、裂紋

　　擠壓時型材受到拉應(yīng)力作用而在表面形成程度不同的金屬橫向撕裂現(xiàn)象。

　　8.1 主要原因

　�、儆捎谀Σ亮Φ脑�因使金屬表層受到附加拉應(yīng)力的作用，當(dāng)附加拉應(yīng)力大于表層金屬抗拉強(qiáng)度時就會產(chǎn)生裂紋;

　　②擠壓溫度過度，金屬表層抗拉強(qiáng)度下降，在摩擦力作用下產(chǎn)生裂紋;

　　③擠壓速度過快時，金屬表層所受的附加拉應(yīng)力增加使型材產(chǎn)生裂紋。

　　8.2 解決辦法

　　嚴(yán)格控制擠壓工藝參數(shù)以保證合理的出口速度和出口溫度。

　　9、波浪、扭擰、彎曲

　　波浪、扭擰、彎曲是由于金屬流動不均勻造成的型材外形缺陷。

　　9.1 主要原因

　�、倌＞吖ぷ鲙гO(shè)計不合理導(dǎo)致金屬流動不均勻;

　　②擠壓速度過快或擠壓溫度過高導(dǎo)致金屬流動不均勻;

　�、勰＞咝涂撞季植缓侠碓斐山饘倭鲃硬痪鶆�;

　�、軐�(dǎo)路不合適或未安裝導(dǎo)路;

　�、轁櫥�不合適。

　　9.2 解決辦法

　�、�修整模具工作帶使金屬流動均勻;

　　②采用合理的擠壓工藝，在保證出口溫度的前提下盡量采用低溫擠壓;

　�、酆侠碓O(shè)計模具結(jié)構(gòu);

　�、芘渲煤线m的導(dǎo)路;

　�、莺侠頋櫥�;

　　⑥采用牽引機(jī)牽引擠壓。

　　10、氣泡（詞條“氣泡”由行業(yè)大百科提供）

　　型材表層金屬與基體金屬出現(xiàn)局部連續(xù)或斷續(xù)的分離，表現(xiàn)為圓形或局部連續(xù)凸起。

　　10.1 主要原因

　　①由于擠壓筒長期使用后尺寸超差，擠壓時筒內(nèi)氣體未排除，變形金屬表層沿前端彈性區(qū)流出而造成氣泡;

　　②鑄錠表面有溝槽或鑄錠組織中有氣孔，鑄錠在墩粗時包進(jìn)了氣體，擠壓時氣體進(jìn)入金屬表層;

　�、蹟D壓時，鑄錠或模具中帶有水分和油污，由于水和油污受熱揮發(fā)成氣體，在高溫高壓的金屬流動中被卷入型材表面形成氣體;

　�、茉O(shè)備排氣裝置工作不正常;

　　⑤金屬填充過快，造成擠壓排氣不好。

　　10.2 解決辦法

　　①合理選擇和配備擠壓工具，及時檢查和更換;

　�、诩訌�(qiáng)鑄錠的質(zhì)量管理，嚴(yán)格控制鑄錠的表面質(zhì)量和含氣量;

　�、郾ＷC設(shè)備的排氣系統(tǒng)正常工作;

　　④剪刀、擠壓筒和模具應(yīng)盡量少涂油或不涂油;

　�、莺侠砜刂茢D壓速度，按要求進(jìn)行排氣。