关于挤压铝型材表面“吸附颗粒”的形成原因分析_沈阳天星试验仪器股份有限公司
关于挤压铝型材表面“吸附颗粒”的形成原因分析

关于挤压铝型材表面“吸附颗粒”的形成原因分析

 

1、“吸附颗粒”的表现及对产品质量的影响

        “吸附颗粒”对氧化型材影响不大,但对其他的表面处理形式影响较大,在挤压生产中,挤出型材“吸附颗粒”经过仔细观察或用手在型材表面上滑动,都会发现。经时效处理后,这些颗粒更加紧密粘附在型材表面,在型材表面预处理工序,由于槽液浓度的影响,有的可以去除掉,但在型材表面形成小麻坑,有的去除不掉,则形成凸起,在电泳和喷涂型材的生产中出现,有碍型材表面美观,严重影响了公司的产品质量。

 

2 、“吸附颗粒”的形成原因分析

2.1 模具的影响

        在挤压生产中,模具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。模具工作带由开始平行于挤压方向,受到压力后,工作带变形成为喇叭状,只有工作带的刃口部分接触型材形成的粘铝。在粘铝的形成过程中,不断有颗粒被型材带出,粘附在型材表面上,造成了“吸附颗粒”。随着粘铝的不断增大,模具产生瞬间回弹,就会形成咬痕缺陷。若粘铝堆积较多,不能被型材拉出,模具瞬间回弹时粘铝不脱落,就会形成型材的表面粗糙、亮条、型材撕裂、堵模等问题。铸棒表面及内在的杂质堆积在模具内金属流动的死区,随着挤压铸棒的推进及挤压根数的增多,死区的杂质也在不断的变化,有一部分被正常流动的金属带出,堆积在工作带变形后的空间内。有的被型材拉脱,形成了“吸附颗粒”。

2.2 挤压工艺的影响

        挤压工艺参数也是影响“吸附颗粒”的重要因素。经过现场观察,挤压温度、挤压速度过高,“吸附颗粒”就越多,原因是由于温度高、速度快,型材流动速度增加,模具变形的程度增加,金属的流动加快,金属的变形抗力相对减弱,更易形成粘铝现象;

2.3 铸棒质量的影响

        经过多次分析和对比,铸棒质量是形成“吸附颗粒”的主要原因之一,后经过分析研究,我公司所采用的铝硅中间合金由小地炉生产,由于小地炉采用坩埚生产,坩埚的温度在780℃以下(温度过高坩埚会溶化),许多硅并没有完全熔化,以游离态的形工存在了铝硅合金中间,使生产的铝棒中也存在了大量的游离态的单晶硅,挤压后就造成了黑色毛刺。

        由于我公司的铝棒没有进行均匀化处理,铸棒中有很多不平衡的共晶组织存在,过饱和固溶元素存在,存在铸棒应力,在挤压生产过程中,由于铸棒中有过饱和固溶元素存在的存在,提高了形成粘铝的条件,形成“吸附颗粒”的概率增加;

 

3、减少“吸附颗粒”采取的措施

3.1 模具设计、使用

        (1)和公司模具供应商联系,模具的设计必须满足刚度、强度的计算要求,以达到减少模具在受压时的弹性变形量。在确定工作带时,工作带的长短、空刀形式、模颈及焊合室形式等,都要考虑参数选择最佳值。模具的导流孔、分流孔等系数的选择,在允许范围内尽量选较大值,达到减小压力的目的,但分流孔不能过大,以免挤压时将杂质带入。

        (2)加强模具的检验,对模具的硬度要求必须按照公司标准执行。

        (3)模具在使用时,一定要加装和选用合适的模垫、支撑垫。

        (4)模具都要经过氮化处理后,方可上机,以减少粘铝的问题。

        (5)修模、抛光时,要注意工作带的平行、表面粗糙度以及组合模装配的配合尺寸,把紧螺栓。

3.2 调整挤压工艺参数

3.2.1按照工艺要求,根据挤压系数、型材断面情况、模具情况、设备情况等,选择最佳的挤压温度、铸棒加热温度、模具温度以及挤压速度,并在生产过程中,不断调整这些参数,消除或减少“吸附颗粒”。

3.2.2调整了铝棒加温方式,以前我公司采用的是从常温直接加热到挤压温度,480-490℃,现在我公司采用的铝棒加温方式为先加温到520-560℃,然后再降到450-480℃,进行保温,实现了半均匀化的状态,使铝棒中的不平衡共晶体组织在基体中分布趋于均匀,过饱和固溶元素从固溶体中析出,以达到消除铸造应力,提高铝棒的塑性,减小变形抗力,改善产品的组织和性能,减少“吸附颗粒”的产生。

3.3 提高铸棒的质量

        现在我公司全部采用大炉生产的铝硅中间合金,廷长生产铝硅中间合金的保温时间,充分溶解金属硅,降低铝硅中间合金中硅的含量,从以前的15-20%降低到10-12%。经过改进,提高了公司的铝棒的产品质量。另外,加强对铸棒的低倍组织分析,进行质量监控,减少有缺陷铸棒的投入使用。

 

4 总结

        “吸附颗粒”的影响因素主要是模具、铸棒、挤压工艺三个方面。经过公司各部门的共同努力,取得了比较重大的突破,大大降低颗粒的产生。但现阶段,偶尔的还是会出现颗粒现象,主要原因是:

        1.工人的操作水平有限,没有严格按照工艺执行。

        2.经过跟踪发现产生颗粒现象的主要机台是7# 1000T机,经分析确认原因,7#机采用的是热剪炉,在生产大的型材时,用棒速度快,造成了铝棒在炉中的保温时间短,没有进行半均匀化处理。现已做了改进,更换了大的油枪(B40A-2.2H更换为B45A-2.2H),加快铝棒的升温速度,廷长保温时间。




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