铝型材十二大挤压不良分析和预防处理
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铝合金挤压缺陷分析及质量控制方法在某些挤压制品的尾端,经低倍检查,在截面的中间部位有不合层形似喇叭状现象,称为缩尾。
时常可以见到一类缩尾或者二类缩尾两种情况。
一类缩尾位于制品的中心部位,呈皱褶状裂缝或者漏斗状孔洞。
二类缩尾位于制品半径1/2 区域,呈环状或者月芽状裂缝。
有时在离制品表面层0.5-2mm 处浮现连续的或者不连续的不合层裂纹或者裂纹痕迹,有人把它称为第三类缩尾。
普通正向挤压制品的缩尾比反向挤压的长,软合金比硬合金的长。
正向挤压制品的缩尾多表现为环形不合层,反向挤压制品的缩尾多表现为中心漏斗状。
金属挤压到后端,堆积在挤压筒死角或者垫片上的铸锭表皮和外来夹杂物流入制品中形成二次缩尾;当残料留得过短,制品中心补缩不足时,则形成一类缩尾。
从尾端向前,缩尾逐渐变轻以至彻底消失。
1、残料留得过短或者制品切尾长度不符合规定;2、挤压垫不清洁,有油污;3、挤压后期,挤压速度过快或者蓦地增大;4、使用已变形的挤压垫(中间凸起的垫);5、挤压筒温度过高;6、挤压筒和挤压轴不对中;7、铸锭表面不清洁,有油污,未车去偏析瘤和折叠等缺陷;8、挤压筒内套不光洁或者变形,未及时用清理垫清理内衬。
防止方法:1、按规定留残料和切尾;2、保持工模具清洁干净;3、提高铸锭的表面质量;4、合理控制挤压温度和速度,在平稳挤压;5、除特殊情况外,严禁在工、模具表面抹油;6、垫片适当冷却。
有些的挤压制品在固溶处理后的低倍试片上,沿制品周边形成粗大再结晶晶粒组织区,称为粗晶环。
由于制品外形和加工方式不同,可形成环状、弧状及其他形式的粗晶环。
粗晶环的深度同尾端向前端逐渐减小以至彻底消失。
形成机理是由热挤压后在制品表层形成的亚晶粒区,加热固溶处理后形成粗大的再结晶晶粒区。
粗晶环主要的产生原因:1、挤压变形不均匀;2、热处理温度过高,保温时间过长,使晶粒长大;3、便金化学成份不合理;4、普通的可热处理强化合金经热处理后都有粗晶环产生,特别是6A02、2A50 等合金的型、棒材最为严重,不能消除,只能控制在一定范围内;5、挤压变形小或者变形不充分,或者处于临界变形范围,易产生粗晶环。
铝合金常见缺陷铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用。
但在生产过程中经常会出现一些缺陷而致使产品质量低下,成品率降低,生产成本增加,效益下降,最终导致企业的市场竞争能力下降。
因此,从根源上着手解决铝合金挤压型材的缺陷问题是企业提高自身竞争力的一个重要方面。
笔者根据多年的铝型材生产实践,在此对铝合金挤压型材常见缺陷及其解决办法作一总结,和众多同行交流,以期相互促进。
1 划、擦、碰伤划伤、擦伤、碰伤是当型材从模孔流出以及在随后工序中与工具、设备等相接触时导致的表面损伤。
1.1 主要原因①铸锭表面附着有杂物或铸锭成分偏析。
铸锭表面存在大量偏析浮出物而铸锭又未进行均匀化处理或均匀化处理效果不好时,铸锭内存在一定数量的坚硬的金属颗粒,在挤压过程中金属流经工作带时,这些偏析浮出物或坚硬的金属颗粒附着在工作带表面或对工作带造成损伤,最终对型材表面造成划伤;②模具型腔或工作带上有杂物,模具工作带硬度较低,使工作带表面在挤压时受伤而划伤型材;③出料轨道或摆床上有裸露的金属或石墨条内有较硬的夹杂物,当其与型材接触时对型材表面造成划伤;④在叉料杆将型材从出料轨道上送到摆床上时,由于速度过快造成型材碰伤;⑤在摆床上人为拖动型材造成擦伤;⑥在运输过程中型材之间相互摩擦或挤压造成损伤。
1.2 解决办法①加强对铸锭质量的控制;②提高修模质量,模具定期氮化并严格执行氮化工艺;③用软质毛毡将型材与辅具隔离,尽量减少型材与辅具的接触损伤;④生产中要轻拿轻放,尽量避免随意拖动或翻动型材;⑤在料框中合理摆放型材,尽量避免相互摩擦。
2机械性能不合格2.1 主要原因①挤压时温度过低,挤压速度太慢,型材在挤压机的出口温度达不到固溶温度,起不到固溶强化作用;②型材出口处风机少,风量不够,导致冷却速度慢,不能使型材在最短的时间内降到200℃以下,使粗大的Mg2Si过早析出,从而使固溶相减少,影响了型材热处理后的机械性能;③铸锭成分不合格,铸锭中的Mg、Si含量达不到标准要求;④铸锭未均匀化处理,使铸锭组织中析出的Mg2Si相无法在挤压的较短时间内重新固溶,造成固溶不充分而影响了产品性能;⑤时效工艺不当、热风循环不畅或热电偶安装位置不正确,导致时效不充分或过时效。
铝型材十二大挤压不良分析与预防处理1铝铸锭与挤压裂纹铝铸锭在结晶过程凝固后,因铝铸锭形成的多种应力迭加超过铝铸锭本身抗拉强度引起铸锭内裂,导致挤压时裂纹扩展成为废品。
铝铸锭裂纹有两种:一是热裂纹一般沿晶开裂,开裂处发黑,已被氧化,裂纹成锯齿状,形状不规则;一是冷裂纹从晶内开裂,裂口未氧化,呈银色折线状发亮。
预防措施:科学合理和严格控制铝合金化学成分与杂质含量;避免铝液过热和在炉内停留过长时间;合理制订铸造工艺,准确控制铸造温度和铸造速度;铝液供流和冷却应均匀;防止和避免外来夹杂物掉人铸造铝液等措施,有效避免铝铸锭裂纹产生,为优质铝合金挤压制品创造先决条件。
挤压裂纹多发生铝制品棱角、尖角锐边或厚度较大的台阶附近产生的锯齿状开裂。
因铝合金不纯,杂质超标,热塑性差;坯料加热温度偏高,晶粒粗化,从而使金属破断抗力降低;控温仪表失灵,挤压温度偏高,挤压速度失控,突然加快,增大了挤压热塑性变形应力,接近模壁外层的金属因承受过大拉应力被撕裂为锯齿状或皮下裂纹;挤压热塑性变形不均,表层金属承受较大的摩擦力和附加拉应力:当瞬时应力超过金属抗拉强度时产生挤压裂纹,在外力作用下裂纹由表面向内扩展至断裂。
预防措施:加强铝合金材质检查,杂质含量超标和原始组织不合格不投产;生产中严格校验控温仪表,控温精度必须达到±15℃;针对不同牌号的铝合金坯料,制订相应的合理的加热温度,确保均匀加热;制订适合不同牌号铝合金的挤压速度和挤压变形量,使热塑性变形尽量均匀;改进模具结构设计,挤压件断面的棱角部位尽可能大些;试验表明,铝锭预先均匀退火<540℃~560℃,保温4—6h快冷>可降低挤压力15%~25%,提高挤压速度10%-15%,显著增加热塑性等上述措施,可有效防止和避免挤压裂纹的产生2气泡起皮因铝铸锭内部的气体和挤压过程中被卷人的空气,在挤压时与随后热处理时发生膨胀,致使表面鼓起形成的气泡起皮缺陷,失去商品表面美观和影响质量。
铝合金挤压缺陷分析及质量控制方法铝合金挤压是一种常见的金属加工方法,可以制造出各种形状复杂、尺寸准确的铝合金材料。
在挤压过程中,可能会出现一些缺陷,如裂纹、畸变、气泡等。
这些缺陷对最终产品的性能和质量产生重要影响。
因此,对铝合金挤压缺陷进行分析和质量控制非常重要。
首先,我们来分析一些铝合金挤压可能出现的缺陷:1.裂纹:裂纹是挤压过程中最常见的缺陷之一,可能是由于材料的拉伸、压缩或应力过大引起的。
裂纹通常位于材料的边缘或内部,严重影响材料的强度和耐久性。
2.畸变:挤压过程中,材料受到强烈的变形力,可能导致其形状发生畸变。
这可能是由于模具设计不当、材料不均匀或挤压温度过高等原因引起的。
畸变会影响产品的精度和外观质量。
3.气泡:在挤压过程中,可能会产生气泡,这通常与气体溶解度、挤压温度、模具设计等因素有关。
气泡会降低材料的强度和断裂韧性。
为了控制和避免上述铝合金挤压缺陷,可以采取以下质量控制方法:1.优化模具设计:合理的模具设计可以减少挤压过程中的应力集中和变形,降低裂纹和畸变的风险。
通过对挤压参数和材料性能的充分了解,可以设计出适合的模具几何形状和尺寸。
2.选择合适的挤压温度:挤压温度对铝合金挤压过程中的材料流动性和冷却速率具有重要影响。
选择适宜的挤压温度可以避免材料的过度损伤和缺陷的产生。
3.控制挤压速度:挤压速度对挤压过程中的应力分布和微观组织形成有影响。
过高的挤压速度可能引起过度的应力和快速冷却,增加裂纹和畸变的风险。
因此,需要控制挤压速度,使之适应材料的性质和模具的要求。
4.严格控制材料质量:合格的原材料是制造高质量铝合金挤压材料的基础。
需要严格遵守材料规格和标准,进行材料化学成分和物理性能的检测,确保材料的可靠性和稳定性。
5.加强挤压过程监控:挤压过程中需要不断监控挤压力、温度、速度等参数,及时反馈调整,并进行质量检验。
通过合理的挤压工艺和检测控制方法,可以最大限度地避免缺陷的出现。
以上是针对铝合金挤压缺陷的分析及质量控制方法的简要介绍。
铝合金挤压工序中的主要缺陷分析及质量控制方法1.剪切错位:剪切错位是指型材在挤压过程中金属流量差异引起的未能连接好,比如断裂、剪切外观等。
其原因可能是挤压机的夹杂物太多,挤压头设计不合理,挤压机调节不当等。
质量控制方法包括:挤压头设计要合理,挤压机及工艺参数设置要适当,挤压机设备应定期检查。
2.面蚀和表面瑕疵:铝合金挤压过程中,可能出现面蚀和表面瑕疵,比如气泡、黑点、斑纹等。
其原因可能是原料中含有杂质,型材表面未处理好,脱模剂过多等。
质量控制方法包括:选择高质量的原料,严格控制脱模剂的使用量,对挤压头和模具进行定期维护和清洁。
3.挤压头磨损:挤压头在长期使用过程中,会出现磨损,从而导致挤压出来的铝合金型材出现缺陷,比如形状不规则、尺寸不准确等。
其原因可能是挤压头及模具的材质不合适,挤压头与模具接触不均匀等。
质量控制方法包括:定期检查挤压头及模具的磨损情况,及时更换磨损严重的部件。
4.型材表面氧化:铝合金挤压后的型材表面容易发生氧化,影响了其美观度和耐腐蚀性。
其原因可能是挤压过程中未采取适当的防护措施,比如采用带油脂的挤压头。
质量控制方法包括:在挤压过程中采取适当的防护措施,比如清洁型材表面,使用抗氧化剂等。
5.尺寸偏差:铝合金挤压后的型材尺寸偏差可能会导致装配困难或无法达到设计要求。
其原因可能是挤压机设备及工艺参数设置不准确,挤压模具磨损严重等。
质量控制方法包括:严格控制挤压机及工艺参数设置,及时更换磨损的模具。
总之,铝合金挤压工序中的缺陷主要包括剪切错位、面蚀和表面瑕疵、挤压头磨损、型材表面氧化和尺寸偏差等。
通过选择合适的原料,合理设计挤压机及模具,严格控制工艺参数,及时维护和更换设备和模具等方式,可以有效地控制和消除这些缺陷,提高铝合金挤压工序的质量。
(液压英才网豆豆转载)6063铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用。
但在生产过程中经常会出现一些缺陷而致使产品质量低下,成品率降低,生产成本增加,效益下降,最终导致企业的市场竞争能力下降。
因此,从根源上着手解决6063铝合金挤压型材的缺陷问题是企业提高自身竞争力的一个重要方面。
笔者根据多年的铝型材生产实践,在此对6063铝合金挤压型材常见缺陷及其解决办法作一总结,和众多同行交流,以期相互促进。
1 划、擦、碰伤划伤、擦伤、碰伤是当型材从模孔流出以及在随后工序中与工具、设备等相接触时导致的表面损伤。
1.1 主要原因①铸锭表面附着有杂物或铸锭成分偏析。
铸锭表面存在大量偏析浮出物而铸锭又未进行均匀化处理或均匀化处理效果不好时,铸锭内存在一定数量的坚硬的金属颗粒,在挤压过程中金属流经工作带时,这些偏析浮出物或坚硬的金属颗粒附着在工作带表面或对工作带造成损伤,最终对型材表面造成划伤;②模具型腔或工作带上有杂物,模具工作带硬度较低,使工作带表面在挤压时受伤而划伤型材;③出料轨道或摆床上有裸露的金属或石墨条内有较硬的夹杂物,当其与型材接触时对型材表面造成划伤;④在叉料杆将型材从出料轨道上送到摆床上时,由于速度过快造成型材碰伤;⑤在摆床上人为拖动型材造成擦伤;⑥在运输过程中型材之间相互摩擦或挤压造成损伤。
1.2 解决办法①加强对铸锭质量的控制;②提高修模质量,模具定期氮化并严格执行氮化工艺;③用软质毛毡将型材与辅具隔离,尽量减少型材与辅具的接触损伤;④生产中要轻拿轻放,尽量避免随意拖动或翻动型材;⑤在料框中合理摆放型材,尽量避免相互摩擦。
2机械性能不合格:2.1 主要原因①挤压时温度过低,挤压速度太慢,型材在挤压机的出口温度达不到固溶温度,起不到固溶强化作用;②型材出口处风机少,风量不够,导致冷却速度慢,不能使型材在最短的时间内降到200℃以下,使粗大的Mg2Si过早析出,从而使固溶相减少,影响了型材热处理后的机械性能③铸锭成分不合格,铸锭中的Mg、Si含量达不到标准要求;④铸锭未均匀化处理,使铸锭组织中析出的Mg2Si相无法在挤压的较短时间内重新固溶,造成固溶不充分而影响了产品性能;⑤时效工艺不当、热风循环不畅或热电偶安装位置不正确,导致时效不充分或过时效。
铝型材十二大挤压不良分析与预防处理铝型材的挤压过程中,常常会出现一些不良问题,这些问题会对产品的质量和性能产生重要影响。
因此,对这些不良问题进行分析与预防处理是非常重要的。
本文将介绍铝型材挤压过程中的十二大不良问题,并提供相应的预防处理方法。
1.挤出力不良:挤出力不足会导致铝型材的形状和尺寸不准确。
预防方法包括:调整挤压机的工作参数,如提高挤出速度和温度;对模具进行适当的修整和保养。
2.皮肤破裂:皮肤破裂是指铝型材表面出现裂纹和剥落。
预防方法包括:控制挤压温度,避免过热和过快冷却;增加辅助挤压润滑剂的使用。
3.金属流动不良:金属流动不良会导致铝型材内部空隙和缺陷过大。
预防方法包括:适当增加挤出比例,提高挤压速度;调整挤压机的工作参数,如挤压温度和挤出力。
4.挤压后弯曲:挤压后弯曲是指铝型材挤压完毕后产生弯曲现象。
预防方法包括:加强模具支撑,增加挤压辅助力;调整挤压温度,避免过快冷却。
5.表面粗糙:表面粗糙会影响铝型材的美观度和耐腐蚀性。
预防方法包括:合理选用挤压润滑剂,减少摩擦和磨损;控制挤压速度,减少表面变形。
6.孔洞和气泡:孔洞和气泡会使铝型材的强度和硬度降低。
预防方法包括:控制挤压温度,避免过快冷却;加强挤压机和模具的清洁和维护。
7.挤压口裂缝:挤压口裂缝会导致铝型材的弯曲和变形。
预防方法包括:检查模具的倒角和圆角,避免锐角和尖角;增加挤压辅助力,确保金属充满模腔。
8.冷却速度过快:冷却速度过快会导致铝型材的内部应力过大。
预防方法包括:调整挤压温度和冷却方式;在挤压过程中适当降低冷却速度。
9.形状变形:形状变形会使铝型材无法满足设计要求。
预防方法包括:调整挤压温度和挤出力,确保金属充满模腔;增加模具支撑,防止变形和扭曲。
10.挤压速度不均匀:挤压速度不均匀会导致铝型材的一些部位变形或尺寸不准确。
预防方法包括:调整挤压机的工作参数,如挤压温度和挤出力;加强模具支撑,提高挤压精度。
11.金属死角:金属死角会导致铝型材中出现空隙和缺陷。
挤压过程中常见的缺陷和对策挤压过程常见的缺陷有:挤压缩孔、“死区”剪烈和折叠、纵向裂纹、横向裂纹、挤压件弯曲、由拉缩引起的截面尺寸不符、残余应力大、以及粗晶环等。
挤压缩孔是挤压矮坯料时常易产生的缺陷,这时由于B区金属的轴向压应力小,故当A 区金属往凹模孔流动时便拉着B区金属一道流动,使其上端面离开冲头并呈凹形,再加上径向压应力的作用便形成这样的缩孔。
防止的对策是正确控制压余的高度,必要时可增加反向推力。
挤压时,如果摩擦系数大和模具温度较低时,常在凹模底部形成一个难变形区,通常称为“死区”。
由于该区金属不变形,而与其相邻的上部金属有变形和流动,于是便在交界处发生强烈的剪切变形,严重时将引起金属剪裂,即“死区”裂纹,有时可能由于上部金属的大量流动带着“死区”金属流动而形成折叠。
应当指出,在与“死区”交界处产生的强烈剪切变形对挤压件的组织和性能有重要影响,有关这方面的内容我们在《锻件组织和性能控制》一书中作了介绍,这里不再重复。
防止“死区”剪裂和折叠的对策是改善润滑条件和正确控制模具和坯料的温度,还可以采用带锥角的凹模,锥角的作用在于使作用力在平行于锥面的方向有一个分力,该分力与摩擦力的方向相反,从而有利于金属的变形和流动。
根据不同的条件可以通过计算确定一个合适的锥角,以抵消摩擦的影响。
在挤压筒内尽管可能产生挤压缩孔和“死区”剪裂等缺陷,但变形金属处于三向受压的应力状态,能使金属内部的微小裂纹得以焊合,使杂质的危害程度大大减小,尤其当挤压比较大时,这样的应力状态对提高金属的塑性是极为有利的。
但是在挤压制品中常常产生各种裂纹(图4-53)以及挤压件的弯曲、拉缩和残余应力等。
这些缺陷的产生与筒内的不均匀变形(主要是“死区”引起的)有很大关系,但更重要的是凹模孔口部分的影响。
挤压时,变形金属在经过孔口部分时,由于摩擦的影响,表层金属流动慢,轴心部分流动快,使筒内已经形成的不均匀变形进一步加剧,内外层金属流动速度有差异,但两者又是一个整体,因此必然要有相互平衡的内力(即附加应力),外层受拉应力,内层受压应力,图4-53a所示的裂纹就是附加拉应力作用的结果。
(液压英才网豆豆转载6063铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用。
但在生产过程中经常会出现一些缺陷而致使产品质量低下,成品率降低,生产成本增加,效益下降,最终导致企业的市场竞争能力下降。
因此,从根源上着手解决6063铝合金挤压型材的缺陷问题是企业提高自身竞争力的一个重要方面。
笔者根据多年的铝型材生产实践,在此对6063铝合金挤压型材常见缺陷及其解决办法作一总结,和众多同行交流,以期相互促进。
1 划、擦、碰伤划伤、擦伤、碰伤是当型材从模孔流出以及在随后工序中与工具、设备等相接触时导致的表面损伤。
1.1 主要原因①铸锭表面附着有杂物或铸锭成分偏析。
铸锭表面存在大量偏析浮出物而铸锭又未进行均匀化处理或均匀化处理效果不好时,铸锭内存在一定数量的坚硬的金属颗粒,在挤压过程中金属流经工作带时,这些偏析浮出物或坚硬的金属颗粒附着在工作带表面或对工作带造成损伤,最终对型材表面造成划伤;②模具型腔或工作带上有杂物,模具工作带硬度较低,使工作带表面在挤压时受伤而划伤型材;③出料轨道或摆床上有裸露的金属或石墨条内有较硬的夹杂物,当其与型材接触时对型材表面造成划伤;④在叉料杆将型材从出料轨道上送到摆床上时,由于速度过快造成型材碰伤;⑤在摆床上人为拖动型材造成擦伤;⑥在运输过程中型材之间相互摩擦或挤压造成损伤。
1.2 解决办法①加强对铸锭质量的控制;②提高修模质量,模具定期氮化并严格执行氮化工艺;③用软质毛毡将型材与辅具隔离,尽量减少型材与辅具的接触损伤;④生产中要轻拿轻放,尽量避免随意拖动或翻动型材;⑤在料框中合理摆放型材,尽量避免相互摩擦。
2机械性能不合格:2.1 主要原因①挤压时温度过低,挤压速度太慢,型材在挤压机的出口温度达不到固溶温度,起不到固溶强化作用;②型材出口处风机少,风量不够,导致冷却速度慢,不能使型材在最短的时间内降到200℃以下,使粗大的Mg2Si过早析出,从而使固溶相减少,影响了型材热处理后的机械性能③铸锭成分不合格,铸锭中的Mg、Si含量达不到标准要求;④铸锭未均匀化处理,使铸锭组织中析出的Mg2Si相无法在挤压的较短时间内重新固溶,造成固溶不充分而影响了产品性能;⑤时效工艺不当、热风循环不畅或热电偶安装位置不正确,导致时效不充分或过时效。
铝压铸十大缺陷解决方案与预防措施一、流痕和花纹外观检查:铸件表面上有与金属液流动方向一致的条纹,有明显可见的与金属基体颜色不一样的无方向性的纹路,无发展趋势。
1.流痕产生的原因有如下几点:1)模温过低2)浇道设计不良,内浇口位置不良3)料温过低4)填充速度低,填充时间短5)浇注系统不合理6)排气不良7)喷雾不合理2.花纹产生的原因是型腔内涂料喷涂过多或涂料质量较差,解决和防止的方法如下:1)调整内浇道截面积或位置2)提高模温3)调整内浇道速度及压力4)适当的选用涂料及调整用量二、网状毛翅(龟裂纹)外观检查:压铸件表面上有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹,随压铸次数增加而不断扩大和延伸。
产生原因如下:1)压铸模腔表面有裂纹2)压铸模预热不均匀解决和防止的方法为:1)压铸模要定期或压铸一定次数后,应作退火处理、消除型腔内应力2)如果型腔表面已出现龟裂纹,应打磨成型表面,去掉裂纹层3)模具预热要均匀三、冷隔外观检查:压铸件表面有明显的、不规则的、下陷线性型纹路(有穿透与不穿透两种)形状细小而狭长,有时交接边缘光滑,在外力作用下有断开的可能。
产生原因如下:1)两股金属流相互对接,但未完全熔合而又无夹杂存在其间,两股金属结合力又很薄弱2)浇注温度或压铸模温度偏低3)浇道位置不对或流路过长4)填充速度低解决和防止的方法为:1)适当提高浇注温度2)提高压射比压缩短填充时间,提高压射速度3)改善排气、填充条件四、缩陷(凹痕)外观检查:在压铸件厚大部分的表面上有平滑的凹痕(状如盘碟)。
产生原因如下:1)由收缩引起压铸件设计不当壁厚差太大浇道位置不当压射比压低,保压时间短压铸模局部温度过高2)冷却系统设计不合理3)开模过早4)浇注温度过高解决和防止的方法为:1)壁厚应均匀2)厚薄过渡要缓和3)正确选择合金液导入位置及增加内浇道截面积4)增加压射压力,延长保压时间5)适当降低浇注温度及压铸模温度6)对局部高温要局部冷却7)改善排溢条件五、印痕外观检查:铸件表面与压铸模型腔表面接触所留下的痕迹或铸件表面上出现阶梯痕迹。
挤压铝型材表面颗粒状毛刺的形成原因与对策在铝型材的挤压生产中,型材表面不同程度的存在一些小颗粒吸附在型材表面上,这种的缺陷,仅有轻微手感,不仔细观察或手摸较难发现。
但它严重影响氧化、电泳涂漆及喷涂型材的表面美观,降低了生产效率和成品率,更是高档装饰型材的致命缺陷。
因此,对其形成机理进行分析,同时在挤压生产实践中不断地观察分析,总结其成因,及时采取措施,是减少或杜绝这种缺陷的出现的有效手段。
一、颗粒吸附成因分析1、挤压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。
“吸附颗粒”的形成2、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。
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。
铝型材模具挤压成型所出现的问题问题概述铝型材模具挤压成型是一种常见的加工工艺,用于生产各种铝型材。
然而,在实际操作过程中,常常会遇到一些问题,影响生产效率和产品质量。
本文将从多个方面分析铝型材模具挤压成型中可能出现的问题,并提出解决方案。
问题一:材料选择1.1 不合适的材料•某些铝合金材料可能不适合挤压成型,容易导致断裂、变形等问题。
1.2 材料纯度不高•材料纯度不高会导致成型后铝型材的硬度、强度等物理特性不达标。
1.3 缺乏可塑性•如果材料可塑性不好,将难以进行挤压成型。
1.4 解决方案•选择合适的铝合金材料,并进行必要的材料测试与分析。
•保证材料的纯度,采购可靠的原材料。
•针对不同的材料,选择合适的挤压工艺参数。
问题二:模具设计与制造2.1 模具磨损•模具在使用过程中,由于摩擦、冲击等原因,会出现磨损现象,导致产品的尺寸精度下降。
2.2 模具寿命短•模具的材料选择、热处理工艺等因素均会影响模具的寿命,过早损坏将导致生产停工。
2.3 模具结构复杂•模具结构设计不合理,导致生产过程中出现卡料、闪频、开裂等问题。
2.4 解决方案•选择耐磨损、高硬度的模具材料,进行适当的热处理工艺,延长模具寿命。
•优化模具结构,减少模具的开裂、卡料等问题。
•定期检查模具状况,及时进行维护和更换。
问题三:挤压过程3.1 产品尺寸不准确•挤压过程中,可能由于温度、挤压力等因素的变化,导致产品尺寸不准确。
3.2 表面质量差•挤压过程中,模具与材料之间的摩擦会对产品的表面质量产生影响,可能出现划痕、拉伤等问题。
3.3 冲击力过大•挤压过程中,冲击力过大会导致模具损坏、产品变形等问题。
3.4 解决方案•控制挤压工艺参数,确保产品尺寸的稳定性。
•优化模具表面处理工艺,减少摩擦对产品表面的影响。
•合理安排挤压工艺过程中的压力,避免冲击力过大。
问题四:模具调试与修改4.1 调试周期长•模具调试是一个周期长、工艺复杂的过程,耗费大量时间与资源。
铝挤压过程缺陷分析与质量控制铝挤压是一种常见的金属成形工艺,适用于生产各种各样的铝合金型材。
然而,在铝挤压过程中,可能会出现各种缺陷,这些缺陷对产品的质量和性能有很大影响。
因此,对铝挤压过程中的缺陷进行分析和质量控制非常重要。
1.热裂纹:铝合金在高温下容易发生热裂纹,这是由于材料内部的应力超过了其本身的强度或受到外部影响造成的。
为了避免热裂纹的产生,可以采取以下措施:降低挤压温度、提高挤压速度、添加合适的合金元素、采用合适的模具设计等。
2.挤压线:挤压线是指铝型材表面上呈现出的横向凹槽,通常是由于挤压过程中模头或模具中的污染物、气泡等引起的。
为了避免挤压线的产生,应加强模具的清洁和维护,并确保挤压过程中的材料干净。
3.冷裂纹:冷裂纹是指在挤压过程中铝型材表面的纵向或横向发现细小的裂纹。
这通常是由于铝合金在冷却阶段中由于收缩而引起的。
为了避免冷裂纹的产生,应控制挤压温度和冷却速度,避免快速冷却。
4.噪音:挤压过程中可能会产生噪音,通常是由于模具和模头接触不良造成的。
为了减少噪音,应加强模具和模头的维护,确保其质量和精度。
为了控制上述缺陷,需要采取以下质量控制措施:1.合理设计模具:模具的设计应考虑到产品形状、尺寸和挤压参数,并确保模具材料的质量和精度。
2.控制挤压温度和速度:合理的挤压温度和速度能够有效降低裂纹和缺陷的产生。
3.加强材料控制:使用干净的铝材,避免污染物和气泡的存在,以减少缺陷的产生。
4.加强模具维护:定期对模具进行检查和维护,确保其良好的工作状态。
5.进行挤压过程监控:对挤压过程进行实时监控,及时调整挤压参数,以保证产品的质量。
总之,铝挤压过程缺陷的分析和质量控制对于提高产品的质量和性能非常重要。
通过合理的设计和工艺控制,可以有效地减少各种缺陷的产生,提高产品的质量和竞争力。
铝合金挤压型材的缺陷处理一、几种典型铝合金挤压表面缺陷成因分析(1) 2xxx系合金(2014 合金为例):2014合金挤压时形成的典型裂纹与轴线成45°角呈周期性分布。
经试验分析,裂纹区的材料组织过热十分明显,表层为粗大晶粒,而心部由再结晶组织转变为细晶粒组织;在晶界存在一个易熔金属的连续网络。
如果铸锭加热温度为475℃,而挤压速度较快,在挤压过程中温升超过71℃时,合金中的低熔点相就可能熔融,但这种熔融不是引起挤压型材出口温度为501℃(略低于2014 合金的共晶化合物的熔点)时观察到的表面裂纹的必要的先决条件。
由于在高温高速条件下挤压时,材料表面的温度剧增,而且大大高于心部温度,使屈服强度大为降低。
加之当金属从模孔流出瞬间,由于三向压应力状态改变而使材料的塑性大为损失,在这种较低的屈服强度与有限的塑性相结合条件上,模具工作带一面的摩擦拉应力最易引起产品表面拉裂。
(2)5xxx系合金(以5456合金为例):在5456合金挤压时也观察到了与2014合金挤压时相类似的裂纹。
裂纹与撕裂不会同时发生,看来它们是由不同的机理所引起的。
在λ<10的挤压型材的尾端也观察到了裂纹,这可能是挤压速度较快、温度较高引起相应的屈服强度降低所致。
在接近表面层的型材组织为粗晶粒和细晶粒混合物,细晶粒产生于材料的剪切带,而粗晶粒则产生于变形较小的铸锭背面。
当挤压过程接近结束时,这两种不同的组织同时受到挤压,因而在界面断裂。
(3)7xxx系合金(以7075合金为例):7075合金中存在一个低熔点S相,因而对热脆性特别敏感,而且最高挤压温度不得超过480℃。
当铸锭温度为460℃,挤压速度为7.8m/min时,7075合金型材表面由于严重初熔而引起冷杉树状缺陷。
在变形时,由于温升使挤压温度超过了480℃,从而使挤压型材产生了周期性裂纹。
(4)6xxx系合金(以6063合金为例):6063是一种最典型的挤压合金,也是用途最广泛的一种合金材料,主要用于电子、电器、家电、通讯、建筑、装修等工业部门,要求表面光洁美观,表面处理后色彩均匀。
铝型材模具挤压成型所出现的问题(二)铝型材模具挤压成型所出现的问题问题一:尺寸偏差•问题描述:模具挤压成型铝型材时,产生的铝型材尺寸与设计要求存在偏差。
•解释说明:模具使用时间久了或未经良好维护,导致模具的定位装置、压边装置等关键部件出现磨损或失效,使得挤压过程中无法保持正确的尺寸。
问题二:表面质量不良•问题描述:模具挤压成型后的铝型材表面存在气泡、凹凸不平、氧化等质量问题。
•解释说明:模具内部积存的杂质或模具表面存在磨损、缺陷等问题,会导致铝型材在挤压过程中受到不均匀的压力分布,进而影响铝型材的表面质量。
问题三:断裂问题•问题描述:模具挤压成型后的铝型材出现断裂现象。
•解释说明:模具在挤压过程中,可能存在设计不合理或制造质量不良的问题,导致铝型材所承受的应力过大或不均匀,从而造成铝型材的断裂。
问题四:产能低下•问题描述:模具挤压成型铝型材的生产能力无法满足需求。
•解释说明:模具结构设计不合理、材质选择不当或制造精度不高等问题,会导致挤压速度较慢、模具寿命短等影响生产能力的因素存在。
问题五:模具寿命短•问题描述:模具使用一段时间后,需要频繁更换或维修。
•解释说明:模具使用环境恶劣、制造质量不过关或缺乏定期维护保养等因素,都会导致模具的寿命缩短,进而影响生产效率和成本控制。
问题六:改模时间长•问题描述:由于模具更换频繁或调整成型尺寸需要大量时间。
•解释说明:模具更换不方便、调整机构复杂或操作技术不熟练等原因,都会导致模具改造过程时间长,影响生产的灵活性和效率。
问题七:线膨胀偏差•问题描述:模具挤压成型后的铝型材出现线膨胀偏差现象。
•解释说明:模具挤压过程中由于温度控制不当、挤压速度不稳定等因素,会导致铝型材产生线膨胀现象,进而影响产品的尺寸精度。
以上是铝型材模具挤压成型常见的问题及其解释说明。
通过识别和解决这些问题,可以提高模具挤压成型的质量和效率,为铝型材的生产提供保障。
铝型材十二大挤压不良分析与预防处理1 铝铸锭与挤压裂纹铝铸锭在结晶过程凝固后,因铝铸锭形成的多种应力迭加超过铝铸锭本身抗拉强度引起铸锭内裂,导致挤压时裂纹扩展成为废品。
铝铸锭裂纹有两种:一是热裂纹一般沿晶开裂,开裂处发黑,已被氧化,裂纹成锯齿状,形状不规则;一是冷裂纹从晶内开裂,裂口未氧化,呈银色折线状发亮。
预防措施:科学合理和严格控制铝合金化学成分与杂质含量;避免铝液过热和在炉内停留过长时间;合理制订铸造工艺,准确控制铸造温度和铸造速度;铝液供流和冷却应均匀;防止和避免外来夹杂物掉人铸造铝液等措施,有效避免铝铸锭裂纹产生,为优质铝合金挤压制品创造先决条件。
挤压裂纹多发生铝制品棱角、尖角锐边或厚度较大的台阶附近产生的锯齿状开裂。
因铝合金不纯,杂质超标,热塑性差;坯料加热温度偏高,晶粒粗化,从而使金属破断抗力降低;控温仪表失灵,挤压温度偏高,挤压速度失控,突然加快,增大了挤压热塑性变形应力,接近模壁外层的金属因承受过大拉应力被撕裂为锯齿状或皮下裂纹;挤压热塑性变形不均,表层金属承受较大的摩擦力和附加拉应力:当瞬时应力超过金属抗拉强度时产生挤压裂纹,在外力作用下裂纹由表面向内扩展至断裂。
预防措施:加强铝合金材质检查,杂质含量超标和原始组织不合格不投产;生产中严格校验控温仪表,控温精度必须达到±15℃;针对不同牌号的铝合金坯料,制订相应的合理的加热温度,确保均匀加热;制订适合不同牌号铝合金的挤压速度和挤压变形量,使热塑性变形尽量均匀;改进模具结构设计,挤压件断面的棱角部位尽可能大些;试验表明,铝锭预先均匀退火(540℃~560℃,保温4—6h快冷)可降低挤压力 1 5%~25%,提高挤压速度1 0%-1 5%,显著增加热塑性等上述措施,可有效防止和避免挤压裂纹的产生2气泡起皮因铝铸锭内部的气体和挤压过程中被卷人的空气,在挤压时与随后热处理时发生膨胀,致使表面鼓起形成的气泡起皮缺陷,失去商品表面美观和影响质量。
因铝锭坯料组织疏松、缩松、气孔、砂眼、内裂、粗晶;挤压筒不清洁、有油、污物、冲蚀与鼓突变形;挤压筒预热温度过高;挤压筒与挤压垫磨损严重和压配不当;挤压速度失控,铝金属充填过快,排气不畅,铝金属粘附于铝制品等因素,均会导致铝制品起泡起皱。
预防措施。
提高铝锭质量,选用优质铝锭和严格铝材人库和投产前检查;及时更换严重磨损的挤压筒和挤压垫,并保持清洁、光滑;控制热处理气氛,防止水蒸气进人昶减少对挤压垫片和模具的润滑,调整挤压机使其动作均匀协调,制订合理的挤压速度和挤压变形量,确保排气畅通;挤压筒预热温度应低于铝坯加热温度25℃--35℃;防止润滑剂过量,及时清除铝金属氧化壳及腐蚀污物等措施,能有效防止铝制品起泡起皮,达到质量指标。
3擦伤铝制品轻微擦伤不仅表面不美观且急剧降低机械力学性能和耐用度,严重擦伤铝制品不能使用,成为废品,造成经济损失。
因挤压模型面粗糙度大,有较深冷加工刀痕、磨痕和碰伤沟痕,擦伤铝制品表面,产生凹凸印迹;模具红硬性、耐磨性不足,模面与约450℃-500℃铝金属坯料接触,且焖模时间长,过度回火导致型面硬度降低而软化。
由于铝制品挤压时激烈的金属塑性流动与模腔发生强烈摩擦,将加深模面沟槽,使铝制品表面更加粗糙,失去商品表面;挤压工模具装配不合理且间隙过大,导致热塑铝金属从模孔流出过程中表面与工模具及设备接触不良,从而造成严重擦伤;压型导管和导路装配不当,或挤压筒内有铝金属氧化物硬壳、夹渣、尘砂等异物进入模孔,擦伤模具工作带,造成铝制品擦伤。
预防措施。
对挤压模具进行表面改性强硬化处理,提高红硬性、耐磨性和抗擦伤能力;选用优质精炼模具钢,具有纯清度高、杂质少、晶粒细、碳化物小、等向性能优、化学成分和组织均匀特点:或用钢结硬质合金制造模具,经镦造与复合强硬化热处理,使模具工作型面具有高硬度、红硬性、耐磨性、抗疲劳、抗咬合、抗粘结、抗腐蚀和抗擦伤等特性,而钢基体具有高强硬性,表硬内刚赋予高寿命;选择最佳工作带宽度,生产一定铝制品后,抛光模具型面与工作带;确保工模具与挤压设备装配精度;经常润滑导路与导管。
采用上述措施能有效防止铝制品表面擦伤,确保铝制品内在质量和表面质量优良4过热过烧因铝锭过热或铝锭粘附较多易燃物和控温仪表失灵,导致加热温度过高,晶粒显著长大,晶界发生局部熔化与氧化,晶界结合力急剧降低,脆性变大,韧性急剧降低,机械力学性能低劣,导致铝制品报废。
预防措施。
选用高精度WJ一1型微机控温,能使控温精度达到±1.5℃;加强加热设备维修与检查,确保炉腔内各部位温度均匀一致;严格检查铝锭坯料,不得有油污等易燃物,保持坯料清洁;制订先进合理的热加工工艺规程,精心操作等措施,有效避免过热过烧,从而确保铝制品组织性能和表面质量合格5塑性变形超差铝制品塑性变形超差轻者成为次品,重者成为废品。
模具设计不良,悬臂太长,导致热挤压时铝合金塑性流动沿模具工作带表面的流速前后相差悬殊,造成不均匀塑性变形,使铝制品形成波浪形不对称扭曲变形;铝制品设计结构太复杂,壁厚相差悬殊,导致薄弱部位刚性不足,局部应力集中,铝金属流速不均匀。
若铝金属在热塑性变形过程中突然受阻,铝制品就会发生硬弯变形,导致堵模、闷车,形成扭拧波浪,导致塑性变形超差。
预防措施。
科学合理地精确设计模具,避免悬壁过大、过长和安装挤压导路;严格控制挤压温度和挤压速度,确保匀速塑性变形,避免中途停车;合理准确地计算坯料长度,避免余料;加热成品首件检查,发现问题及时维修好设备,确保设备正常运转作业;调整好挤压温度、挤压速度及工艺参数。
使之相互协调配合等措施,可有效防止铝制品塑性变形超差,达到优质高产。
6焊合不良铝制品焊合不良,造成焊缝处机械力学性能低劣,使铝制品在外力作用下易在焊缝处开裂,成为废品,造成损失。
因铝锭坯料表面有氧化物、油污垢及挤压残料等而隔开了焊缝,使挤压温度降低,热塑性差;挤压力和挤压时间不足;焊合腔太小,模腔压力不足等。
预防措施。
采用先进的挤压设备、先进技术和先进工艺,并加强科学管理;正确合理设计模具,确保铝金属塑性流动均匀并很好焊合;采用优质铝铸锭,确保表面光洁无异物,挤压前清理干净铝坯料表面;针对不同牌号铝合金,制订合理的挤压温度和挤压速度;确保挤压设备及工模具工作部位无异物等上述措施,可以获得优质平整焊缝,使其具有高的机械力学性能和商品表面,在外力作用下不易裂开7波纹与尺寸波动因挤压机不稳定、严重抖动,铝金属不平衡流过模腔,铝制品厚薄悬殊大和冷却不均匀等因素,导致铝制品表面形成波纹;模具与挤压筒壁相对位置不当,或模具偏斜,从而使挤压应力与挤压速度发生变化,引起铝制品厚薄不均和挤压长度不等,产生厚度及尺寸波动,严重影响铝制品质量和耐用度。
预防措施。
维修好挤压机,使其达到所要求精度,工作平稳无抖动;校正和确保模具工作带获得均匀的金属塑性流量;控制冷却速度,确保铝制品均匀冷却;选用一级优质铝锭;设计精密耐用挤压模和制订合理的挤压量及挤压速度;确保挤压机液压系统无空气截留等措施,能有效防止和避免铝制品波纹与尺寸波动,确保铝制品质量。
组织线、模线及毛刺该缺陷与铸造工艺、挤压工艺和模具有关,严重影响铝制品商品美观和质量。
因铝铸锭宏观或微观组织不均匀和铝铸锭均匀化处理不充分以及铝铸锭合金成分与结晶方式不同。
易形成不同结晶粒度与不同结晶方向,导致出现与挤压方向一致的带状组织线;铝铸锭若有折迭和夹渣时,往往会因不适当地从边缘间隙进料,使铝金属强烈热塑性流动;挤压力偏心造成坯料氧化皮及其它异物挤进工作带和模孔;铝坯料与挤压筒之间间隙过大,或坯料夹渣、过热及工作带长度突然变化等均会导致组织线、模线和毛刺产生。
预防措施。
铝铸锭结晶凝固时再均匀急速冷却和铝铸锭进行晶粒细化处理;采用纯洁度高、杂质少、晶粒细、无夹渣的一级优质铝锭;设计先进料口,使挤压筒与挤压垫之间的最大间隙≤1.Omm;确保挤压模具精度与同心度,减小工模具表面粗糙度;加强首件铝制品检查,达到一级优质品后方可批量生产;生产一定数量产品后,卸模抛光型面,并及时清理挤压筒与挤压垫中的铝氧化物壳、污物和异物等上述措施,有效消除组织线、模线和毛刺,确保生产出一级优质铝制品。
9叠层铝制品叠层缺陷,不仅表面不美观,使其机械力学性能低劣,在外力作用下叠层处易开裂,成为废品。
因铝铸锭存在折迭、分层和夹渣等铸造缺陷;挤压筒与挤压垫严重磨损,模孔离挤压筒内壁太近,坯料从不适当的边缘间隙进料;挤压筒冲蚀、凸起或凹陷,残留铝金属氧化物壳过多,进而截留润滑剂;坯料表面层金属沿挤压模前端弹性区界面流人等上述原因导致形成铝制品叠层缺陷。
预防措施。
选用无夹渣、分层、折叠的一级优质铝锭,增加坯料弹性、塑性与韧性,降低各向异性;严格进行铝锭检查,有严重缺陷者不能用;班前班后清理干净挤压筒中与挤压垫上异物:校正挤压模与挤压筒的同心度,及时更换不合格模具及挤压零部件,减少油膏及润滑剂用量;设计先进的高级挤压工模具和真空熔炼钢、电渣重熔钢制造挤压模具等上述措施。
有效消除铝制品叠层,确保铝制品质量和耐用度。
10光亮晶粒与花边状组织铝铸锭组织内出现的合金元素含量较低的贫乏固溶体的一次晶,较正常组织色泽光亮的树枝状组织,枝晶粗大,网络稀薄,其硬度与机械力学性能低于正常组织。
光亮晶粒的形成因在铸造过程中漏斗温度低,在其底部形成低成分一次晶底结物固溶体和不断长大,逐渐形成光亮晶粒。
预防措施。
漏斗导热性要好,表面应光滑,漏斗涂料需均匀;漏斗应充分预热,漏斗沉人铝液不宜过深和制订科学合理铸造温度:铸造时铝液供应应均匀和防止漏斗底部粘上铝液等措施,有效消除力学性能低劣的光亮晶粒。
在晶粒边界形成折线形花边,类似羽毛状铸造孪晶,显微组织呈相互平行的薄片状,其边界呈波浪状或锯齿状,既影响美观,又影响性能。
因铝锭化学成分调配不当;熔体过热、停留时问过长;过滤管孔直径太细,铸造温度偏高,结晶器太矮;变质剂失效等因素所致。
预防措施。
铝锭化学成分搭配应科学合理,严禁杂质超标;选用合适过滤系统和结晶装置;精密控制铸造温度和时间;适量、适时加人优质变质剂等措施,有效避免花边组织形成,确保铝制品质量。
11缩尾缩尾因铝铸锭表面有结瘤极易造成挤压筒与轴偏心;由于挤压后期挤压温度偏高,挤压速度增大,导致表层金属沿挤压垫和后端弹性区界面流人铝制品内部,形成环形缩尾;反向挤压时,由于模腔压力不足。
加之金属补充不充分,极易产生中心漏斗缩尾,成为废品。
预防措施。
加强铝锭进库和投产前质量检验,不合格铝锭不投产;发现有结瘤铝锭,切除结瘤后方可投产:挤压前应首先全面检测和维修挤压设备,使挤压机与工模具达标,确保精度等级与同心度;采用合理的挤压速度与挤压温度;及时更换超差的挤压零部件与工模具;选用电渣重熔优质模具钢和表面强化热处理新工艺制造挤压模具;选用优质一级铝锭和先进挤压技术等措施。