铝合金挤压型材几种常见缺陷解析

铝型材常见缺陷及措施作者：白凯邱鹏来源：《硅谷》2011年第18期摘要：针对铝型材常见的缺陷，提出相应的处理措施。

关键词：铝型材；常见缺陷；措施中图分类号：TG379 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0920158－011 概述伴随着铝型材在民用市场中的应用越来越广泛，对挤压铝合金型材表面质量提出了越来越严格的要求。

因此，提高铝合金型材表而质量是铝！Jll工工艺师们面临的需要解决急迫任务之一。

在影响铝型材表面质量的一系列缺陷中。

2 铝型材常见缺陷与处理措施2.1 车轮纹。

在挤压过程中突然中断操做，挤压速度突然改变，挤压力的大小或方向突然改变都会造成车轮纹。

这就要求维修好挤压机，使其达到所要求的精度；提前对挤压机的液压系统进行检查，确保其中没有空气截留；设计精密的挤压速度，使挤压速率均匀；在挤压过程中除非绝对必要的情况，否则不能停止挤压。

长舌型模具的长舌偏斜也可能造成车轮纹。

这就需要增加模垫、使用独立的焊合室或者直接重新设计模具。

2.2 气泡桔皮。

在铝合金建筑型材挤压中，经常会出现沿挤压型材长度方向表面上布满大小不等的皮下气泡，严重影响产品成材率。

如果铝铸锭内部有气体，这些气体在挤压时和后续的热处理时会发生膨胀，使表面鼓起形成气泡起皮，这会严重影响商品的表面美观与质量。

这些气体有可能是铝铸锭内部本身含有的气体，也有可能是在挤压过程中被卷入的空气。

这就要求在选用原材料时，选用无杂质的铝棒，铝材入库时严格检查程序，加强投产前的检查，确保铝棒中无氧化物、缺陷。

定期检查挤压机对中，防止挤压机对中不良造成空气进入。

及时更换盛锭筒内衬，防止因盛锭筒磨损或大肚造成空气进入。

减慢墩粗进度，防止墩粗过快而造成空气进入。

2.3 叠层。

叠层这种缺陷影响了铝制品表面的美观，降低了机械力学性能。

外力的作用可以使型材叠层处开裂，从而变成废品。

如果铝棒质量有渣质、折叠或分层等铸造缺陷，挤压出来的铝型材可能存在叠层缺陷。

铝合金挤压型材缺陷分析及在线检测技术作者：冯振国来源：《中国科技博览》2016年第17期[摘要]总结了铝合金挤压型材常见的缺陷形式并分析了缺陷产生的原因，提出了一种先进的铝合金型材挤压过程的在线检测方法，该方法融合了计算机技术、红外线检测技术和图形分析技术，可实现铝合金型材挤压过程中对型材表面轮廓的在线检测。

当挤压型材脱离模具时，通过多通道成形设备捕捉型材表明轮廓的热成像图，然后通过对热成像图进行二值化处理和图像分析，可获得挤压型材表明的几何尺寸、误差分布等信息。

该检验系统可应用于铝型材挤压过程的在线监测和挤压型材的缺陷检测。

中图分类号：F426.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0249-011. 引言铝合金型材热挤压工艺是将加热的铝锭放在一个预热的容器中，通过冲头挤压铝锭，强迫其通过成形模具，以获得所需形状的塑性变形过程。

铝合金型材热挤压的温度一般介于450℃～600℃，成形速度一般介于5m/min～100m/min。

挤压工艺参数取决于型材的轮廓形状、大小和合金[1-2]。

铝型材脱模后，可通过空冷或水淬冷却。

平均冷却速率取决于出口速度、淬火温度和型材的形状，一般情况下低于20℃/s。

铝合金型材挤压的一个重要问题是如何实现挤压过程参数的持续监测和型材脱模时产品质量的在线检测。

铝合金型材作为建筑用材需要较高的表面质量，因此控制表面状态是十分必要的，型材表面质量取决众多参数，如挤压速度、挤压温度、材料类型、坯料大小、轮廓形状、模具磨损和润滑条件等。

随着计算机技术发展和红外线检测技术的发展，使得高温状态下非接触在线检测成为一种可能。

本文提出了一种先进的铝合金型材挤压过程的在线检测方法，当挤压型材脱离模具时，通过通道成形设备捕捉型材表明轮廓的热成像图，然后通过对热成像图的图形分析，可实现铝合金型材挤压过程的在线监测和挤压型材的缺陷检测。

2. 铝合金型材缺陷分析铝合金型材是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶，建筑，装修及化学工业中已大量应用，图1所示为不同截面形状的铝合金型材。

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。

目录前言21.铝及铝合金挤压制品的表面缺陷3Q001 工作带条痕（条纹）2Q002 组织条纹3Q003 氧化物条痕4Q004 纵向焊合线5Q005 横向焊合线6Q006 挤压模划痕7Q007 挤压模裂划痕8Q008 停车痕、瞬间印痕或咬痕9Q009 振动纹或颤痕10Q010 划伤12Q011 擦伤13Q012 凹坑14Q013 毛刺（金属豆）15Q014 裂纹（撕裂）16Q015 桔皮17Q016 气泡18Q017 皱纹19Q018 张力矫直应变痕20Q019 杂物卷入21Q020 压痕22Q021 压陷（凹坑）23Q022 辊子滑动痕24Q023 污迹（水迹、油迹）25Q024 点蚀斑26Q025 颜色不均27Q026 黑斑28Q027 雪片状腐蚀、清洗水腐蚀29Q028 闪烁花纹302.挤压制品的组织和性能缺陷和废品31Q029 挤压缩尾(缩孔)31Q030 成层（分层）32Q031 焊合不良（不完全焊缝）33Q032粗晶环34Q033硬度不良和力学性能不合格353.挤压制品的尺寸缺陷36Q034 扭拧37Q035 扩（并）口38Q036 厚度差39Q037 不平度（间隙）40前言1.在铝及铝合金的挤压生产过程中，产生的各种缺陷，主要可分为三类，即挤压制品的表面缺陷、挤压制品的形位尺寸缺陷、挤压制品的内部组织缺陷。

2.挤压制品的表面缺陷，在生产现场产生最多，废品率也最高。

最主要的有条纹（色差）、毛刺（金属豆）、擦伤、划伤、挤压裂纹、起皮、气波、挤压模纹（或假停车痕）、纵向焊合线、模向焊合线、点蚀斑、矫直辊痕、污迹（水迹、油迹）等。

3.挤压制品的尺寸缺陷，在生产中所占废品率也很高，主要有尺寸不合格、弯曲、扭拧、波浪、扩（并）口、间隙起标等。

4.挤压制品的组织缺陷主要有缩尾、粗晶环、成层和焊合不良等。

这些缺陷往往使整根、整批产品报废，必须注意防止，特别是工业铝材的生产中应该特别注意。

5.下面以列表的方式对各种缺陷的名称（英文对照按美国AA标准和数据技术语篇）、起因、定义、特征及对策进行较为全面的说明，供广大技术人员、生产人员、质检人员作为工作和学习参考。

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。

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。

铝合金挤压中的主要缺陷分析铝合金一、缩尾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。

经常可以见到一类缩尾或二类缩尾两种情况。

一类缩尾位于制品的中心部位，呈皱褶状裂缝或漏斗状孔洞。

二类缩尾位于制品半径1/2区域，呈环状或月牙状裂缝。

有时在离制品表面层0.5-2mm处出现连续的或不连续的不合层裂纹或裂纹痕迹，有人把它称为第三类缩尾。

一般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，缩尾逐渐变轻以至完全消失。

缩尾的主要产生原因1、残料留得过短或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，挤压速度过快或突然增大；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。

二、粗晶环有些铝合金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完全消失。

期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、便金化学成分不合理；4、一般的可热处理强化合金经热处理后都有粗晶环产生，尤其是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、挤压变形小或变形不充分，或处于临界变形范围，易产生粗晶环。

空心铝型材挤压模具的几种修模方法铝型材挤压模具在铝型材挤压工序中举足轻重，是保证产品成形，使其具有正确形状、尺寸和精度的基本工具。

在实际生产中，针对挤压空心铝型材可能出现的几个问题，我们一一给出相应的修模方法。

一、有缝角或焊合不良空心铝合金型材采用平面分流组合模挤压，金属经过分流、焊合的过程，所以空心型材是存在焊合线的，如果金属焊合不好出现缝隙，则是一种缺陷。

产生缝隙的原因有两个，一是分流孔、焊合室狭小，金属供流不足，金属在焊合室没有形成足够的静水压力，产品未焊合好而流出模孔，导致制品存在焊合缝隙;二是过量润滑和不良润滑引起空心型材焊合不良导致。

前者可采用研磨或铣削扩大分流孔和焊合室面积，加大金属供流，使金属在焊合室内能够形成足够的静水压力加以解决，后者采用无润滑挤压工艺即可。

二、铝合金型材壁出现下凹或上凸的弓形面1、空心铝合金型材壁下凹弓形面产生原因：模芯工作带低于下模模孔工作带，模芯工作带的有效长度过短所引起。

修正方法：在模芯和下模之间放置隔环，使模芯工作带在受力状态下与下模模孔定径带等高。

同时，在下模的出口部位减掉同一厚度。

2、空心铝合金型材壁外凸产生原因：模具使用时间过长，模芯工作带严重磨损，出现沟槽，加大了摩擦阻力，金属流动缓慢引起空心型材壁外凸。

修正方法：如果型材壁厚公差允许的话，可以锉修或打磨模芯的工作带表面，降低摩擦阻力;如果模芯工作带磨损程度很严重，且型材壁厚已达到上偏差时，可将模子预热到300℃左右，补焊模芯外形，再锉修到要求尺寸并抛光后使用;如果模芯工作带没有被磨坏，则锉一锉模芯工作带外侧阻碍处和内侧的滞留处即可。

三、铝合金型材表面条纹挤压型材外表面出现条纹，在阳极氧化后表现更为明显。

该缺陷多见于型材壁厚差大的部位、分流桥下金属的焊合部位和内侧带有“枝杈”处及螺纹孔处的背面上。

产生原因：1、型材内侧的“枝杈”和螺纹孔部位因金属供流不足或过量引起表面条纹;2、模具分流桥下的焊合区部位引起的型材表面条纹;3、型材断面图设计存在的问题，由于型材的壁厚差大，工作带长度突变处的部位在阳极化后产生条纹状色差;4、因机台冷却能力不够，造成阳极化后黑色斑纹区域;5、铸坯本身的质地不好，影响挤压材阳极化后条纹色差。

(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。

6063型铝材常见不足之处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。

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。

6063铝合⾦型材氧化缺陷原因分析及解决6063铝合⾦型材氧化缺陷原因分析及解决1问题的提出在实际⽣产中,加⼯率⼤(ε>95%),壁厚较薄(δ≤1.5mm)的T5状态的6063铝合⾦挤压型材在经硫酸阳极氧化处理后,其表⾯会呈现有规律(⽽有时⽆规律)分布的⽩⾊斑点(或⽆光斑痕)；严重时呈现深⾊斑痕——“⽩斑”。

“⽩斑”的分布规律及特征是：它是在平⾏于挤压⽅向的平⾯上⼤致等间距的、呈线状或扁四边形状或不规则星点(⽚)状的、相对于基体表⾯有微⼩深度⽽呈凹槽形的⼀种表⾯缺陷。

⽩斑通常分布于型材的⼀个或⼏个表⾯,有时会分布在型材的所有表⾯(对薄壁空⼼型材,则是分布于某⼀平⾯或曲⾯的内外两侧)。

2原因分析在现场见到,“⽩斑”形成于“碱蚀”⼯序,在经随后的稀硝酸(或硫酸)“中和”之后,并未消失；经硫酸阳极氧化处理后,⼜更加清晰地呈现出来。

笔者专门截取了两段“⽩斑”点⾯积较⼤(F=30～40mm2)的碱蚀洗(槽液中,ω(Zn2＋)≥5×106)型材试样。

然后,采⽤DV－5型原⼦发射⽕花直读光谱仪分别对上述两段试样的“⽩斑”区的成分做了定量分析,其结果如下(表中数据均为质量分数)：由表1的分析结果可见：“⽩斑”处Si、Mg、Zn元素的含量明显增加：⽽表2的结果表明：“⽩斑”处Si、Zn元素的含量明显增加,⽽Mg元素的含量却有所下降。

从⾦属材料腐蚀的观点看来,Mg2Si这种表⾯缺陷实质上是6063铝合⾦材料发⽣“剥落腐蚀”的结果。

剥落腐蚀是⼀种浅表⾯的选择腐蚀,腐蚀是沿着⾦属表⾯发展的,其产物的体积往往⽐发⽣腐蚀的⾦属⼤得多,因⽽膨胀。

⼀般⽽⾔,当铝与呈阴极性的异种⾦属相邻接时,“剥落腐蚀”程度上升。

在电⼦显微镜下观察发现：“剥落腐蚀”通常沿不溶组成物(如Si,Mg2Si等),或沿晶界进⾏。

2.1铸锭质量的影响6063铝合⾦的主要相组成是：α(Al)固溶体、游离Si(阳极相)和F eAl3(阳极相)；当铁含量⼤于时,有β(F e Si Al)(阳极相)；⽽当铁含量⼩于时,有α(F e Si Al)(阴极相)；其他可能的杂质相是：MgZn2、CuAl2等。

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。

挤压拉拔过程中常见的缺陷学院：材冶学院班级：材控11-1班姓名：***学号：************一挤压缺陷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（图4-49）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。

图4-49 挤压缩孔挤压时，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（图4-50和实例94、图片8-428、429），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，如图4-51所示。

图4-50 “死区”附近的金属流动和受力情况图4-51 折叠的形成情况应当指出，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（图4-52），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。

图4-52 凹模锥角改善金属流动的影响图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。

铝合金扁宽系列型材常见缺陷及挤压模具设计的改进周志锋1,刘静安2(11广东豪美铝业,广东佛山528231;21西南铝业集团有限责任公司重庆九龙坡401326)摘要:介绍了扁宽型材窗台板系列的几种典型型材的模具设计方法,并针对挤压制品存在的诸多问题,对模具结构的设计进行了多次改进和试生产,从而使这种扁宽条型材顺利挤压成型,并形成大批量生产,同时提高了模具的使用寿命。

关键词:铝合金型材;扁宽系列;模具设计;改进方案中图分类号:TG379 文献标识码:B 文章编号:1005-4898(2008)01-0035-04作者简介:周志锋(1976-),男,湖南株洲人,株洲工程技术学院模具专业毕业,工程师。

收稿日期:2007-12-18 铝合金窗台板系列型材主要用于窗台装饰用,因其宽度较宽而壁厚薄,宽厚比大,尺寸精度和形位尺寸精度要求严格等特点,使挤压成型存在极大难度。

在没有扁挤压筒的情况下,用圆挤压筒生产时,每一种规格产品的模子都需要宽展很大角度,产品挤压生产中,时常出现中间波浪、平面间隙大、两端面尺寸超负差、周期性的停止痕等缺陷。

解决这些缺陷的关键取决于模具的结构设计、金属供流的合理分配、模子强度等等一系列问题。

由于这系列产品品种多达几十种、批量又大,正确掌握模具设计规律,对减少挤压制品缺陷、提高成品率具有重大意义。

1　铝合金挤压型材的特点及技术要求111　挤压制品的特点窗台扁宽型材共有几十种规格,均为6063合金T5状态。

现以生产型号D -a111,D -a112,D -a113型材为例,将产品断面的简图、生产设备、挤压筒直径、挤压比、单位压力、型材的宽厚比等参数列于表1中,作为模具设计条件。

112　制品的技术要求表1中示出的3款产品属于扁宽条形型材,生产中执行欧州EN12020-2标准,相当于G B5237-2004D 高精级标准。

表1　产品断面图及模子设计条件表产品型号形状和主要尺寸/mm宽厚比K =B t 挤压机吨位/t 挤压比λ挤压筒/mm单位压力/M PaD-a111扁宽薄壁,δ=114,B =180,h =40129165078186607D-a112扁宽薄壁,δ=211,B =260,h =4012325007015248518D-a113扁宽薄壁,δ=214,B =360,h =40150360084330412从表1中列出数字看,制品的几何形状、尺寸精度和形位尺寸精度主要靠模子的精确设计和精密加工制造来完成,所以正确确定模子结构、准确地计算模孔尺寸和校核模子强度是十分重要的。