淺談工業鋁型材常見質量缺陷及解決辦法

李乾豐

摘 ?要：擠壓鋁型材產品因其加工方便、質量可靠、美觀多樣等優點廣泛使用在人們的生活中。生產過程中經常出現各類產品缺陷，及時有效地解決質量問題可以大大提高成品率和節約生產成本。本文主要研究鋁型材的加工特點，對加工過程影響鋁型材質量的原因進行分析，并提出了相應合理的工藝改進措施，以達到提升工業鋁型材擠壓加工過程中質量控制水平的目的。

關鍵詞：工業鋁型材 質量缺陷 解決方法

1 概述

伴隨著工藝技術及加工設備的發展，鋁擠壓型材的應用越來越廣泛，對擠壓鋁合金型材的質量提出了更高的要求。在鋁型材進行加工的過程當中，做好質量控制措施能夠有效提升鋁型材的最終質量。同時降低其在實際生產過程中的缺陷出現概率。工藝技術人員需要分析鋁型材擠壓加工過程中相關影響因素，才能夠進行工藝改進，提升產品質量。

2 鋁型材常見缺陷與處理措施

2.1縮尾成因及處理措施

擠壓生產中，會出現型、棒材在切頭、尾后半成品部分經堿蝕檢查會出現俗稱“縮尾”的缺陷，含有該組織的型棒材的力學性能達不到要求，存在安全隱患。此外，縮尾的存在破壞了材料內部的連續性，當型棒材要進行表面處理或車削加工時，會影響后續表面和精加工，嚴重的會造成暗紋報廢或損壞車刀。

2.1.1 縮尾的分類及形成原因和條件

“縮尾”分為中空縮尾和環狀縮尾兩種，（1）中空縮尾：在擠壓型、棒材尾端中心部位形成中空，橫斷面呈現為邊緣不光滑的孔或邊緣充滿有其它雜質的孔，縱向呈一漏斗狀，漏斗尖端朝向金屬流出的方向，主要出現在單孔平面模擠壓。（2）環狀縮尾：在擠壓分流模制品的兩端（尤其是頭部）呈不連續的環形或弧形，在焊合線兩邊則呈月牙形最為明顯，各孔制品的環狀縮尾對稱。

縮尾形成的原因：當平流階段結束，擠壓墊片逐漸接近模時，擠壓時增加并產生一個對擠壓筒側表面壓力dN筒。該力與摩擦力dT筒一起，當破壞了力的平衡條件（dN筒+dT筒）≥dT墊時，位于擠壓墊片區周圍的金屬，向后沿邊緣流入毛坯中心，便形成了縮尾。

2.1.2 縮尾的消除方法

減少和防止縮尾形成的措施：（1）嚴格按工藝規定剪切壓余和鋸切頭、尾，保持擠壓筒內襯完好，降低鋁棒擠壓前溫度，采用特殊的凸形墊片，采用合理的殘料的長度;（2）擠壓工具、鋁棒表面應清潔;（3）經常檢查擠壓筒尺寸并更換不合格的工具;（4）在擠壓后期應該減慢擠壓速度，適當留壓余的厚度。

2.2 氣泡、起皮的原因及消除方法

氣泡或起皮：在制品表面出現凸形的泡，常見于頭、尾部，完整的叫氣泡，已破裂的叫起皮。

2.2.1 氣泡、起皮產生的原因

（1）擠壓筒、擠壓墊磨損超差，擠壓筒和擠壓墊尺寸配合不當，同時使用的兩個墊片的直徑差超過允許值;（2）擠壓筒和擠壓墊粘有油污、水分、石墨等;（3）潤滑油中含有水;（4）鑄錠表面鏟槽太多，過深，或鑄錠表面有氣孔、砂眼，組織疏松、有油污等。（5）更換合金時，筒內未清理干凈;（6）擠壓筒溫度和擠壓鑄錠溫度過高;（7）鑄錠溫度、尺寸超過允許負偏差;（8）鑄錠過長，填充太快，鑄錠溫度不均，引起非鼓形填充，因而筒內排氣不完全，或操作不當，未執行排氣工序。

2.2.2氣泡、起皮消除方法：

（1）合理設計擠壓筒和擠壓墊片的配合尺寸，經常檢查工具尺寸，保證符合要求，擠壓筒出現大肚要及時修理，擠壓墊不能超差;（2）工具、鑄錠表面保持清潔、光滑和干燥（3）更換合金時，徹底清筒;（4）經常檢查設備和儀器，防止溫度過高、速度過快;（5）嚴格執行工藝規程和各項制度;（6）合理設計、制造工模具，導流孔和分流孔設計成1-3度內斜度;（7）嚴格操作，正確剪切殘料和完全排氣。

2.3 粗晶環形成原因和解決方法

有些鋁合金的擠壓制品在固溶處理后的低倍試片上，沿制品周邊形成粗大再結晶晶粒組織區，稱為粗晶環。由于制品外形和加工方式不同，可形成環狀、弧狀及其他形式的粗晶環。粗晶環的深度同尾端向前端逐漸減小以至完全消失。形成機理是由熱擠壓后在制品表層形成的亞晶粒區，加熱固溶處理后形成粗大的再結晶晶粒區。

2.3.1粗晶環主要的產生原因

（1）擠壓變形不均勻;（2）熱處理溫度過高，保溫時間過長，使晶粒長大;（3）合金化學成分不合理;（4）一般的可熱處理強化合金經熱處理后都有粗晶環產生，尤其6A02，2A50等合金的型、棒材最為嚴重，不能消除，只能控制在一定范圍內;（5）擠壓變形小或變形不充分，或處于臨界變形范圍，易產生粗晶環。

2.3.2減少粗晶環產生的措施

（1）擠壓筒內壁光潔，形成完整的鋁套，減小擠壓時的摩擦力;（2）變形盡可能充分和均勻，合理控制溫度、速度等工藝參數;（3）避免固溶處理溫度過高或保溫時間過長;（4）用多孔模擠壓;（5）用反擠壓法和靜擠壓法擠壓;（6）用固溶處理-拉拔-時效法生產;（7）調整全金成分，增加再結晶抑制元素;（8）采用較高的溫度擠壓;（9）某些合金鑄錠不均勻化處理，在擠壓時粗晶環較淺。

2.4 成層的形成原因和解決方法

成層是指在金屬流動較均勻時，鑄錠表面沿模具和前端彈性區界面流入制品而形成的一種表皮分層缺陷。

2.4.1成層主要的產生原因

（1）鑄錠表面有塵垢，鑄錠有較大的偏析聚集物而不車皮，金屬瘤等易產生成層;（2）毛坯表面有毛刺或粘有油污、鋸屑等臟物，擠壓前未清理干凈;（3）模孔位置不合理，靠近擠壓筒邊緣;（4）擠壓工具磨損嚴重或擠壓筒襯套內有臟物，未清理干凈;（5）擠壓墊直徑差過大;（6）擠壓筒溫度比鑄錠溫度高得太多。

2.4.2預防成層的措施

（1）合理設計模具，及時檢查和更換不合格的工具;（2）不合格的鑄錠不裝爐;（3）剪切殘料后，應清理干凈，不得粘潤滑油;（4）保持擠壓筒內襯完好，或用墊片及時清理內襯。

3 結論

總之，鋁型材在生產制造過程中存在著各種質量控制要求，在生產制造過程中一定要嚴格按照作業指導書和工藝技術條件操作，加強防范措施，只有合理處理好這些問題，才能提升鋁型材質量，提高鋁制品的合理率，更好的降低產品生產成本，促進企業的發展。

參考文獻

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