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鋁擠材毛刺及震痕形成的原因及解決措施

時間:2016-01-14 15:25來源:擠壓模具設計培訓 作者:www.www.quanlianaf.com 點擊:
一、鋁擠材毛刺及震痕形成的原因 毛刺和震痕是在鋁擠壓型材生產中常見的重要缺陷。毛刺一般不直觀,如果不仔細觀察或手摸較難發
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一、鋁擠材毛刺及震痕形成的原因
 
    毛刺和震痕”是在鋁擠壓型材生產中常見的重要缺陷。毛刺一般不直觀,如果不仔細觀察或手摸較難發現;震痕則是由顆粒相對集中的鋁型材表面的表現。它們的危害主要是,在氧化電泳、噴涂鋁型材的過程中,很難將其去除掉,嚴重影響鋁型材的表面美觀,造成鋁型材廢品。一般廠家對表面處理為噴粉(漆)型材全部經噴砂處理后,再進行噴粉(漆),效果較好;但氧化光面電泳料處理起來就很棘手,給鋁型材擠壓工序造成極大的困擾,因此,要在實踐生產中不斷地觀察分析、總結,采取相應措施,以減少或杜絕這種缺陷的出現很重要。      
 
  毛刺和震痕的的專業術語叫"吸附顆粒"。“毛刺”一般呈不規則分布在鋁型材表面,在擠壓過程中形成的工作帶前后粘鋁,在鋁型材擠壓生產時不斷有“毛刺”被型材帶出;“毛刺”用風吹或擦拭,大部分的可以去掉。而“震痕”,由于模具空刀位的粘鋁,在型材震動或模具瞬間回彈時瞬間被拉出,這些顆粒幾乎在同一截面上或深或淺的鑲在型材上,所以用擦拭的方法是難以消除!
 
  “毛刺”其對一般傳統色號影響不大,但現在新色號不斷的推出,尤其高光表面處理型材越來越多,表面要求越來越高,無論是電泳型材、噴涂型材、氟碳噴涂型材,表面處理是高光的型材就影響較大。“毛刺”用手摸可以感覺到在型材表面上滑動。但有一部分由于靜電原因仍吸附在型材表面上,經時效處理后,這些“毛刺”更加緊密粘附在型材表面。在型材表面預處理工序,由于受槽液濃度規定范圍的限制,有的可以去除掉,有的去除不掉形成凸點。此問題在表面處理車間生產中經常出現。
 
  而“震痕”在型材表面預處理工序,因“毛刺”鑲在型材上,形成表面粗糙,甚至有刺手的感覺。只有極少可以去除掉的,則形成凹點。無法除掉的則形成凸點 ,由于“毛刺”密集,且幾乎在同一截面上。如表面處理為氧化的話,通常判為廢品。如表面處理為噴涂(粉),可以通過砂紙磨平的方法修補。
 
  另外“毛刺”和“震痕”產生與擠壓模具模具設計是否合理、擠壓參數選擇是否恰當、鑄棒的缺陷,都有可能在模腔內形成粘鋁條件,最終形成“毛刺”和“震痕”的表象。
 
  1、鋁型材擠壓模具
 
  1.鋁型材擠壓模具的彈性變形引起。模具制造中其工作帶平行于擠壓方向,但實際擠壓生產中,模具是在高溫高壓的狀態下受到壓力后,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,形成類似車刀瘤,粘鋁的形成過程中,不斷有“車刀瘤”被型材帶出,粘附在型材表面上,形成“毛刺”或“震痕”。
 
 
  2.如模具空刀位太淺,會造成粘鋁逐漸增多。型材逐漸帶出的粘鋁形成“毛刺”,無法被型材拉出的,且模具瞬間回彈時粘鋁不脫落,就會形成亮帶、紋粗、甚至劏模等問題。
 
  3.模具內金屬流動的死區。多數鋁材廠鑄棒一般不剝皮的,鑄棒表面及內在的雜質堆積在模具內金屬流動的死區,隨著擠壓鑄棒根數的增多,死區的雜質也在不斷的變化,有一部分被正常流動的金屬帶出,堆積在工作帶變形后的空間內。有的被型材拉出,形成“毛刺”或“震痕”。另外雜質與正常流動的金屬相互磨擦,造成型材表面亮帶、紋粗等缺陷。
 
  2、鋁擠材毛刺及震痕的解決措施:
 
  1.鋁型材擠壓時要選擇合適的孔數及機型。根據型材的外接圓直徑、壁厚、單重、擠壓比大小、現有的機型等選擇最佳模具規格,降低形成粘鋁的條件,減少形成“毛刺”或“震痕”的概率;
 
  2.提高鋁擠壓模具的強度。在實際生產中,模具彈性變形量越大,形成“毛刺”或“震痕”可能性越大。如多孔模(圖1),分流孔多且密,相應降低模具的強度;又如長懸臂的模具等。在設計模具時,盡可能提高模具剛度、強度,以達到減少模具在生產時的彈性變形量。選擇最佳參數值在確定工作帶的長短、模頸、焊合室形式、空刀的放量、分流孔大小等,都要考慮。
 
  另外前墊的厚度,及其內孔的形式,必須對模具形成有效的支撐也同樣重要,在實際生產中證明:前墊做一件式(圖2)優于做兩件式(圖3)!達到減少模具彈性形變的目的,對減少“毛刺”“震痕”效果相當明顯!  
 
 
  3.減少模具的死區。模具在制造過程中,要求模具內腔的面與面的過度、R位與面的過度等避免尖角存在;金屬流動的摩擦面要求平滑等。
 
  4.模具表面的粗糙度、工作帶的平行度、工作帶表面的硬度等,也會形成粘鋁的條件。模具氮化前必須對模具內腔、工作帶的平滑度,工作帶的平行度等進行檢查,并進行修整、然后進行噴砂、拋光等,以達到提高模具的平滑度。經過氮化后,提高表面硬度后,將進一步提高模具的平滑度。
 
  5.裝模前,模具拋光后,并在模具散件的配合面、焊合室噴防銹劑。   
 
    6.裝模時,必須將螺栓鎖緊。
 
  3、鋁型材擠壓工藝的影響
 
  1.如果溫度高、金屬的流動過快,模具變形的程度增加,易形成粘鋁現象;同時金屬的變形抗力相對增加了,在模具內腔的金屬死區相對增大,提高了形成粘鋁的條件;另外如果鑄棒溫度、模具溫度、盛錠筒溫度相差過大,也易造成粘鋁問題。
 
  2.模具投入生產前,一定要選用指定的模墊、專用墊。另外特別注意模墊、專用墊、模具之間的配合是否有間隙,是否有撞擊位披風、裂紋、甚至退火產生凹痕等。即可能其中某一工件的端面不平,在擠壓生產時給模具彈性變形留下空間。
 
  解決措施:
 
  1.擠壓機出口按裝白色燈光,以便觀察“毛刺”的實時情況。
 
    2.根據“毛刺”問題的實時情況,根據擠壓系數、型材斷面情況、模具情況、設備情況等,選擇最佳的擠壓溫度、鑄棒加熱溫度、模具溫度以及擠壓速度,并在生產過程中,不斷調整這些參數。
 
  3.限制一次上機生產的鑄棒數量。隨著生產棒數的增加,工作帶溫度在上升,鋁水與工作帶的摩擦加劇,導致工作帶硬度下降、表面粗糙,積鋁越來越多,“毛刺”也就越來越多。 
 
  4.機手應在生產前檢查模墊、專用墊、模具之間的配合是否緊密。如其中有間隙,可采取磨平的方法解決。如果磨掉的量稍大,可以對模墊、專用墊進行加溫后,再投入生產。         
 
  5.擠壓中心位要正。模具中心位不正,棒皮易進入模具;擠壓桿不正,壓餅刮(盛錠筒)筒壁,將本應倒流的雜質送入模具,形成“積鋁”條件。
 
  6. 擠壓生產進行中,應盡可能避免型材晃動。如果出料口處型材晃動,會將空刀的“積鋁”瞬間帶出,形成“震痕”。所以往往在牽引機剛鋸完型材時,在出料口的型材當即產生一個“震痕”。
 
  4、 鑄棒質量的影響
 
  因鑄棒的各種缺陷體與鑄棒基體焊合不好,造成了金屬流動的不連續性,形成“積鋁”條件。從而形成"“毛刺”或“震痕”。 
 
  1.偏析是在鑄棒表面凝結的易熔析出物,也稱偏析瘤,是易熔組成物滲出后凝結在鑄棒表面而成的,在擠壓生產中,聚集在模具金屬流動的死區,被擠出或被流動的型材拉出,形成“毛刺”或“震痕”。 
 
  2.疏松是在晶界及枝晶網絡出現的宏觀和微觀的分散性縮孔,在枝晶間呈三角形孔洞,斷口組織不致密,可能往往伴有氣孔、夾渣等,在擠壓生產中很難與金屬焊合,從而以形成粘鋁現象。
 
  3.夾渣是混入鑄棒的熔渣、氧化皮或其他雜質,也叫夾雜。凹陷于基體,將破壞鑄棒的連續性。在擠壓過程中,夾渣通過模具的工作帶時,粘附在入口端,形成粘鋁。             
 
  4.晶粒粗大是當熔體金屬過熱或鑄造溫度過高時。在鑄棒中易出現的粗大晶粒組織,并伴有晶間裂紋,使金屬不連續,在擠壓生產中,也易產生粘鋁問題;
 
    解決措施:
 
  1.在鋁合金鑄棒的鑄造過程中,采用細化晶粒工藝,采取有效的技術措施減少鑄棒的夾渣、疏松、晶粒粗大等缺陷,對鑄棒進行均勻化處理。
 
  2.另外,加強對鋁合金鑄棒的低倍組織分析,進行質量監控,減少有缺陷鑄棒的投入使用。
 
  3.高端產品使用專用鋁合金鑄棒,能提高成品率,減少上機模具數量。
 
 
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