铝合金挤压常见质量缺陷名词解释

铝合金挤压制品缺陷分析 以及预防措施
1 挤压裂纹 • 形成机理：由于摩擦力的原因，金属变形不均匀，使表层金属受 附加拉应力的作用，当拉应力积累到超过金属破断强度时就产生裂纹。 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。
10 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。 •
7 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、模线产生。毛刺是在制品表面出现的不规则的 蝌蚪状、点状的划伤缺陷，由挤压筒和金属温度过高挤压速度太快或 不均匀，模具工作带硬度不够软硬不均、工作带太长、工作带粘铝等 原因造成。

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。

2.降低挤压温度，防止晶粒粗大。
3.腐蚀液中的锌浓度减少到3ppm或腐蚀液中加硫化物离子。
3.2氧化型材缺陷，原因及其对策
序号问题原因对策
1
阳极氧化槽液温度过高，降不下来。1.冷冻机制冷量不够。
2.冷冻机冷媒不足。
3.热交换量不足或热交换面结垢。
4.电能在槽液中消耗大，发热量大。1.增加冷冻机功率（台数）。
2.模具进行改进。
3.修整模具导流腔或定径带。
5
桔皮锭坯的成份有偏差或固溶处理不充分，以及不适当的挤压条件等使晶粒变粗大所造成。1.适当调节挤压温度和挤压速度。
2.在矫直工艺中减少拉伸量。
6
粗晶组织
和锭坯的成份及组织有关，或者由于在挤压时变形热效应造成温度升高所致。1.改变化学成份或选择适当的均匀化处理条件。重新设计合理的模具结构。
2.电接点少。
3.导电杆退膜不彻底，使得导电杆与型材接触不良。
4.电解液温度过高。
5.阴极面积不足。
2.使用没有裂纹和氧化物夹杂的锭坯；防止锭坯过热；铸锭前对溶液进行充分除气处理。
3.操作中减慢挤压速度；控制热处理的气氛，防止水蒸气的进入；增大余压；减少对挤压垫和模具的润滑。
8
夹渣
锭坯的表面层或挤压筒内壁上的异物被卷入而出现在挤压型材的表面；由于模具设计时模孔位置过于接近外圆所造成。1.在模具设计上尽可能使模孔位于模具中心；对于中空的型材时，应把分流孔的外接圆缩小。
2.补充冷媒。
3.增大热交换面或清洗热交换部分。
4.采用脉冲阳极氧化。
2槽端实际电压远低于表上显示数值。1.导电横梁与电极接触不良。
2.电极连接处螺丝松动或锈蚀，使得此处电阻大。
3.电压表故障。
1.用砂纸将接触部位磨平磨光亮。

能消除；毛料挤压后壁厚不均，经压延、拉拔工艺后没有 消除； 5）润滑油涂抹不均，使金属流动不均； 6）轧制和拉拔时，芯头位置安装不对；孔型未调整好；拉 拔模与芯头配置不当。
• 6.扩口 八字、槽形型材两侧板向外或工字形型材上下平面不平
行，向上偏斜，超出尺寸公差的范围。
• 7.并口 八字、槽形型材两侧板向内或工字形型材上下平面不平
• 2.起皮 附在制品表面上的薄层，有局部剥落的现象。
主要产生原因： 1）挤压筒不干净； 2）挤压筒与挤压垫配合不当； 3）模孔上粘有金属或模子工作带过长。
• 3.划擦伤 制品表面与其他物体的棱或面接触后发生相对滑动或错
动而在制品表面造成的成束(或组)分布的伤痕。
主要产生原因： 1)铸锭温度过高，模孔粘铝或模孔工作带损坏； 2)制品相互串动； 3)挤压流速不均； 4）运输过程中操作不当。
主要产生原因： 1）坯料端头有毛刺； 2）坯料粘有金属或润滑油内含有金属碎屑等异物； 3）孔型、芯头上粘金属； 4）挤压筒不干净。
8.非金属压入 制品表面压入石墨或其他非金属异物的现象。异物刮掉 后制品表面呈现大小不等的凹陷，破坏了制品表面的连续 性。
主要产生原因： 1）石墨粒度粗大或结团，含有水分或搅拌不均； 2）汽缸油的闪电低； 3）汽缸油与石墨配比不当； 4）挤压筒内落入石墨及油等。
5.焊合不良
分流模挤压的制品在焊缝处表现的焊缝分层或没有完全 焊合的现象。
主要产生原因： 1）挤压比小，挤压温度低，速度快； 2）挤压坯料或工具不清洁； 3）舌型模涂油； 4）模具设计不当。
主要产生原因： 1）残料留的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）挤压速度过快； 4）挤压垫变形。
2.粗晶环