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挤压铝型材
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挤压铝型材表面出现颗粒状毛刺的种类、原因以及措施!

2023-01-10 04:57:41

一、挤压铝型材表面出现的颗粒状毛刺分为四种:

1、空气尘埃吸附,燃煤铝棒加热炉产生的灰尘、铝屑、油污及水份凝结成颗粒附着在热的型材表面。

2、铝棒中的杂质,如:精炼不充分遗留的金属夹杂物和非金属夹杂物。

3、时效炉内的灰尘附着。

4、铝棒中的缺陷及成分中的β相AlFeSi在高温下析出,使金属塑性降低,抗拉强度降低,产生颗粒状毛刺。


二、挤压铝型材表面出现颗粒状毛刺的原因

1、铝棒质量的影响

由于高温铸造,铸造速度快,冷却强度大,造成合金中的β相AlFeSi不能及时转变为球状α相AlFeSi,

由于β相AlFeSi在合金中呈现针状组织,硬度高、塑性差,抗拉强度很低,在高温挤压时不仅会诱发挤压裂纹,

而且会产生颗粒状毛刺,这种毛刺不易清理,手感强烈,颗粒附近常伴随有蝌蚪状拖尾,

在金相显微镜下观察,呈现灰褐色,成分中富含铁元素。

铝棒中的杂质影响,铝棒在熔铸过程中,精炼不充分,

泥土、精炼剂、覆盖剂以及粉末涂料和氧化膜夹杂等混入棒中,

这些物质在挤压过程中,使金属的塑性和抗拉强度显著降低,极易产生颗粒状毛刺。

棒的组织缺陷常见的有疏松、晶粒粗大、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,造成了基体流动的不连续性,

在挤压过程中,夹渣极易从基体中分离出来,通过模具的工作带时,粘附在入口端,形成粘铝,

并不断被流动的金属拉出,极易产生颗粒状毛刺。


挤压铝型材


2、模具的影响

在挤压生产中,模具是在高温高压的状态下工作的,受压力和温度的影响,模具产生弹性变形。

模具工作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,类似于车刀的刀屑瘤。

在粘铝的形成过程中,不断有颗粒被型材带出,粘附在型材表面上,造成了"吸附颗粒"。

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,不能被型材拉出,模具瞬间回弹时粘铝不脱落,

就会形成型材的表面粗糙、亮条、型材撕裂、堵模等问题。

我们现在使用的挤压模具基本是平面模,在铸棒不剥皮的情况下,

铸棒表面及内在的杂质堆积在模具内金属流动的死区,随着挤压铸棒的推进及挤压根数的增多,

死区的杂质也在不断的变化,有一部分被正常流动的金属带出,堆积在工作带变形后的空间内。

有的被型材拉脱,形成了颗粒状毛刺。因此,模具是造成颗粒状毛刺的关键因素。

另外工模具表面的粗糙度越高、工作带表面的硬度越低,也是造成粘铝,形成颗粒状毛刺原因之一。


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。

经过现场观察,挤压温度、挤压速度过快颗粒毛刺就越多,

原因是温度高、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,金属的变形抗力相对减弱,更易形成粘铝现象;

对大的挤压系数来说,金属的变形抗力相对增加了,死区相对增大,

提高了形成粘铝的条件,形成"吸附颗粒"的概率增加;

铸棒加热温度与模具温度之差过大,也易造成颗粒状毛刺问题。


4、其他原因

空气中的尘埃、水、油污等强烈附着于铝型材表面,

原因是热的铝型材遇到灰尘后粘附,发生化学反应并产生胶状物质,

在时效过程中又与炉中的灰尘结合,生成较大的颗粒状毛刺,在随后的氧化、电泳、喷涂过程中不易清除。



三、减少挤压铝型材表面出现颗粒状毛刺的措施

1、提高铝棒质量

从源头抓起,对于表面质量要求高的型材,铸棒过程中要清洗炉膛,优选原料和辅料,如喷涂型材再制品禁止进入,选用优良铝锭等,加强铸造工艺过程控制,防止铸造缺陷等,提高金属高温塑性,减少发生颗粒状毛刺的几率。


2、狠抓模具质量

优化模具结构设计,较少死区金属流入,提高模具强度和刚度,减少模具挤压形变,采取合理的氮化工艺,提高工作带硬度和提高抛光质量,减少金属粘附。


3、优化工艺参数

不同的铝合金成分和型材断面,根据铝合金挤压原理,采用合理的挤压工艺温度,对挤压速度进行分段控制,减少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金属流入和铸棒表面金属氧化物和夹杂流入,从而减少夹渣和毛刺的出现。


4、对所有工作现场采取“5S”现场管理,提高环境质量,

对铸棒表面清理,较少灰渣灰尘附着,杜绝"跑冒滴漏",及时清理型材表面的灰尘,尽可能减少灰尘附着。

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