在鋁型材的擠壓生產(chǎn)中,型材表面不同程度的存在一些小顆粒吸附在型材表面上,手摸有觸感,影響了氧化、電泳涂漆及噴涂型材的表面美觀,降低了生產(chǎn)效率和成品率。因此,對其形成機(jī)制進(jìn)行分析,以便采取措施,減少或杜絕此類型材表而缺陷的出現(xiàn)。
在鋁型材的擠壓生產(chǎn)中,常見的缺陷是比較直觀的,如彎曲、扭擰、變形、夾渣等。而“吸附顆?!钡娜毕?,不仔細(xì)觀察或手摸較難發(fā)現(xiàn)。其危害是:在電泳、噴涂型材的生產(chǎn)流程中,很難去除掉,影響型材的表面美觀,造成廢品。因此,要在擠壓生產(chǎn)實(shí)踐中不斷地觀察分析,總結(jié)其成因,及時(shí)采取措施,以減少或杜絕這種缺陷的出現(xiàn)。
1“吸附顆?!钡谋憩F(xiàn)及對產(chǎn)品質(zhì)量的影響
鋁型材表面處理的方式越來越多,除一般的氧化型材外,電泳型材、噴涂型材、氟碳噴涂型材、木紋烤漆型材等相繼出現(xiàn),花樣繁多?!拔筋w粒”的缺陷,對一般氧化材影響不大,但對其他的處理形式影響較大,主要是有礙這些型材表面美觀。在擠壓生產(chǎn)中,擠出型材“吸附顆粒”經(jīng)過仔細(xì)觀察或用手在型材表面上滑動(dòng),都會發(fā)現(xiàn)。在鋸切裝筐工序,用風(fēng)吹或擦拭,大部分的小顆??梢匀サ簟5€是有一部分由于靜電原因仍吸附在型材表面上。經(jīng)時(shí)效處理后,這些顆粒更加緊密粘附在型材表面。在型材表面預(yù)處理工序,由于槽液濃度的影響,有的可以去除掉,但在型材表面形成小麻坑,有的去除不掉,則形成凸起。此問題在電泳和噴涂型材的生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)。
2 “吸附顆粒”的形成原因
2.1 模具的影響
在擠壓生產(chǎn)中,模具是在高溫高壓的狀態(tài)下工作的,受壓力和溫度的影響,模具產(chǎn)生彈性變形。模具工作帶由開始平行于擠壓方向,受到壓力后,工作帶變形成為喇叭狀,只有工作帶的刃口部分接觸型材形成的粘鋁,類似于車刀的刀屑瘤。在粘鋁的形成過程中,不斷有顆粒被型材帶出,粘附在型材表面上,造成了“吸附顆?!?。隨著粘鋁的不斷增大,模具產(chǎn)生瞬間回彈,就會形成咬痕缺陷。若粘鋁堆積較多,不能被型材拉出,模具瞬間回彈時(shí)粘鋁不脫落,就會形成型材的表面粗糙、亮條、型材撕裂、堵模等問題,模具的粘鋁現(xiàn)象見圖1。我們現(xiàn)在使用的擠壓模具基本是平面模,在鑄棒不剝皮的情況下,鑄棒表面及內(nèi)在的雜質(zhì)堆積在模具內(nèi)金屬流動(dòng)的死區(qū),隨著擠壓鑄棒的推進(jìn)及擠壓根數(shù)的增多,死區(qū)的雜質(zhì)也在不斷的變化,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)。有的被型材拉脫,形成了“吸附顆?!薄R虼耍>呤窃斐伞拔筋w?!暗年P(guān)鍵因素。
2.2 擠壓工藝的影響
擠壓工藝參數(shù)的選擇正確與否也是影響“吸附顆粒”的重要因素。經(jīng)過現(xiàn)場觀察,擠壓溫度、擠壓速度過高,“吸附顆?!本驮蕉?,原因是由于溫度高、速度快,型材流動(dòng)速度增加,模具變形的程度增加,金屬的流動(dòng)加快,金屬的變形抗力相對減弱,更易形成粘鋁現(xiàn)象;對大的擠壓系數(shù)來說,金屬的變形抗力相對增加了,死區(qū)相對增大,提高了形成粘鋁的條件,形成“吸附顆粒”的概率增加;鑄棒加熱溫度與模具溫度之差過大,也易造成粘鋁問題,甚至堵模;工模具表面的粗糙度、工作帶表面的硬度等,也是造成粘鋁,形成“吸附顆?!钡脑蛑弧?/span>
2.3 鑄棒質(zhì)量的影響
鑄棒質(zhì)量是影響鋁型材表面及擠壓成型的重要因素。“吸附顆?!钡某梢蚺c鑄棒質(zhì)量有很大關(guān)系。鑄棒的組織缺陷常見的有夾渣、疏松、晶粒粗大、偏析、光亮晶粒等。夾渣是混入鑄棒的熔渣、氧化皮或其他雜質(zhì),也叫夾雜。低倍試片上一般呈現(xiàn)形狀不規(guī)則的黑洞,凹陷于基體,是一些不同顏色的、無定形的松軟組織,破壞了鑄棒的連續(xù)性。在擠壓過程中,夾渣極易從基體中分離出來,通過模具的工作帶時(shí),粘附在入口端,形成粘鋁,并不斷被流動(dòng)的金屬拉出,形成“吸附顆?!保皇杷墒窃诰Ы缂爸ЬW(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的宏觀和微觀的分散性縮孔,低倍試片上呈不規(guī)則的黑色針孔狀小點(diǎn),在枝晶間呈三角形孔洞,斷口組織不致密,嚴(yán)重的疏松往往伴有氣孔、夾渣等,在擠壓生產(chǎn)中很難與金屬焊合,從而以形成粘鋁現(xiàn)象;晶粒粗大是當(dāng)熔體金屬過熱或鑄造溫度過高時(shí)。在鑄棒中易出現(xiàn)的粗大晶粒組織,并伴有晶間裂紋,使金屬不連續(xù),在擠壓生產(chǎn)中,也易產(chǎn)生粘鋁問題;偏析是在鑄棒表面凝結(jié)的易熔析出物,也稱偏析瘤,是易熔組成物滲出后凝結(jié)在鑄棒表面而成的,在擠壓生產(chǎn)中,聚集在模具金屬流動(dòng)的死區(qū),隨著擠壓鑄棒根數(shù)的增多,被擠出或被流動(dòng)的型材拉出,形成“吸附顆粒”。所有這些鑄棒缺陷有一個(gè)共同點(diǎn),就是與鑄棒基體焊合不好,造成了基體流動(dòng)的不連續(xù)性,這是形成“吸附顆粒”的重要因素。
3 減少“吸附顆粒”的措施
3.1 模具設(shè)計(jì)、制造、使用應(yīng)注意的問題
(1)模具的設(shè)計(jì)必須滿足剛度、強(qiáng)度的計(jì)算要求,以達(dá)到減少模具在受壓時(shí)的彈性變形量。在確定工作帶時(shí),工作帶的長短、空刀形式、模頸及焊合室形式等,都要考慮參數(shù)選擇佳值。模具的導(dǎo)流孔、分流孔等系數(shù)的選擇,在允許范圍內(nèi)盡量選較大值,達(dá)到減小壓力的目的。
(2)模具在制造過程中,要減少制造誤差,避免尖角存在。對金屬流動(dòng)的摩擦表面,要光滑過渡,盡量減少凸凹不平的過渡區(qū)域。確保模孔尺寸偏差的一致性。
(3)模具在使用時(shí),一定要加裝和選用合適的模墊、支撐墊。
(4)模具都要經(jīng)過氮化處理后,方可上機(jī),以減少粘鋁的問題。
(5)修模、光模時(shí),要注意工作帶的平行、表面粗糙度以及組合模裝配的配合尺寸,把緊螺栓。
3.2 選擇合適的擠壓參數(shù)
根據(jù)擠壓系數(shù)、型材斷面情況、模具情況、設(shè)備情況等,選擇佳的擠壓溫度、鑄棒加熱溫度、模具溫度以及擠壓速度,并在生產(chǎn)過程中,不斷調(diào)整這些參數(shù)。這些都是消除或減少“吸附顆?!钡闹饕胧?/span>
3.3 提高鑄棒的質(zhì)量
在鑄棒的鑄造過程中,采用細(xì)化晶粒工藝,采取有效的技術(shù)措施減少鑄棒的夾渣、疏松、晶粒粗大等缺陷,對鑄棒進(jìn)行均勻化處理,都是減少和消除“吸附顆?!钡挠行Т胧?。另外,加強(qiáng)對鑄棒的低倍組織分析,進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控,減少有缺陷鑄棒的投入使用,也是減少和消除“吸附顆?!庇行侄巍?/span>
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