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铝挤材毛刺及震痕形成的原因及解决措施

时间:2016-01-14 15:25来源:挤压模具设计培训 作者:www.365aps.com 点击:
一、铝挤材毛刺及震痕形成的原因 毛刺和震痕是在铝挤压型材生产中常见的重要缺陷。毛刺一般不直观,如果不仔细观察或手摸较难发
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一、铝挤材毛刺及震痕形成的原因
 
    毛刺和震痕”是在铝挤压型材生产中常见的重要缺陷。毛刺一般不直观,如果不仔细观察或手摸较难发现;震痕则是由颗粒相对集中的铝型材表面的表现。它们的危害主要是,在氧化电泳、喷涂铝型材的过程中,很难将其去除掉,严重影响铝型材的表面美观,造成铝型材废品。一般厂家对表面处理为喷粉(漆)型材全部经喷砂处理后,再进行喷粉(漆),效果较好;但氧化光面电泳料处理起来就很棘手,给铝型材挤压工序造成极大的困扰,因此,要在实践生产中不断地观察分析、总结,采取相应措施,以减少或杜绝这种缺陷的出现很重要。      
 
  毛刺和震痕的的专业术语叫"吸附颗粒"。“毛刺”一般呈不规则分布在铝型材表面,在挤压过程中形成的工作带前后粘铝,在铝型材挤压生产时不断有“毛刺”被型材带出;“毛刺”用风吹或擦拭,大部分的可以去掉。而“震痕”,由于模具空刀位的粘铝,在型材震动或模具瞬间回弹时瞬间被拉出,这些颗粒几乎在同一截面上或深或浅的镶在型材上,所以用擦拭的方法是难以消除!
 
  “毛刺”其对一般传统色号影响不大,但现在新色号不断的推出,尤其高光表面处理型材越来越多,表面要求越来越高,无论是电泳型材、喷涂型材、氟碳喷涂型材,表面处理是高光的型材就影响较大。“毛刺”用手摸可以感觉到在型材表面上滑动。但有一部分由于静电原因仍吸附在型材表面上,经时效处理后,这些“毛刺”更加紧密粘附在型材表面。在型材表面预处理工序,由于受槽液浓度规定范围的限制,有的可以去除掉,有的去除不掉形成凸点。此问题在表面处理车间生产中经常出现。
 
  而“震痕”在型材表面预处理工序,因“毛刺”镶在型材上,形成表面粗糙,甚至有刺手的感觉。只有极少可以去除掉的,则形成凹点。无法除掉的则形成凸点 ,由于“毛刺”密集,且几乎在同一截面上。如表面处理为氧化的话,通常判为废品。如表面处理为喷涂(粉),可以通过砂纸磨平的方法修补。
 
  另外“毛刺”和“震痕”产生与挤压模具模具设计是否合理、挤压参数选择是否恰当、铸棒的缺陷,都有可能在模腔内形成粘铝条件,最终形成“毛刺”和“震痕”的表象。
 
  1、铝型材挤压模具
 
  1.铝型材挤压模具的弹性变形引起。模具制造中其工作带平行于挤压方向,但实际挤压生产中,模具是在高温高压的状态下受到压力后,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,形成类似车刀瘤,粘铝的形成过程中,不断有“车刀瘤”被型材带出,粘附在型材表面上,形成“毛刺”或“震痕”。
 
 
  2.如模具空刀位太浅,会造成粘铝逐渐增多。型材逐渐带出的粘铝形成“毛刺”,无法被型材拉出的,且模具瞬间回弹时粘铝不脱落,就会形成亮带、纹粗、甚至劏模等问题。
 
  3.模具内金属流动的死区。多数铝材厂铸棒一般不剥皮的,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。有的被型材拉出,形成“毛刺”或“震痕”。另外杂质与正常流动的金属相互磨擦,造成型材表面亮带、纹粗等缺陷。
 
  2、铝挤材毛刺及震痕的解决措施:
 
  1.铝型材挤压时要选择合适的孔数及机型。根据型材的外接圆直径、壁厚、单重、挤压比大小、现有的机型等选择最佳模具规格,降低形成粘铝的条件,减少形成“毛刺”或“震痕”的概率;
 
  2.提高铝挤压模具的强度。在实际生产中,模具弹性变形量越大,形成“毛刺”或“震痕”可能性越大。如多孔模(图1),分流孔多且密,相应降低模具的强度;又如长悬臂的模具等。在设计模具时,尽可能提高模具刚度、强度,以达到减少模具在生产时的弹性变形量。选择最佳参数值在确定工作带的长短、模颈、焊合室形式、空刀的放量、分流孔大小等,都要考虑。
 
  另外前垫的厚度,及其内孔的形式,必须对模具形成有效的支撑也同样重要,在实际生产中证明:前垫做一件式(图2)优于做两件式(图3)!达到减少模具弹性形变的目的,对减少“毛刺”“震痕”效果相当明显!  
 
 
  3.减少模具的死区。模具在制造过程中,要求模具内腔的面与面的过度、R位与面的过度等避免尖角存在;金属流动的摩擦面要求平滑等。
 
  4.模具表面的粗糙度、工作带的平行度、工作带表面的硬度等,也会形成粘铝的条件。模具氮化前必须对模具内腔、工作带的平滑度,工作带的平行度等进行检查,并进行修整、然后进行喷砂、抛光等,以达到提高模具的平滑度。经过氮化后,提高表面硬度后,将进一步提高模具的平滑度。
 
  5.装模前,模具抛光后,并在模具散件的配合面、焊合室喷防锈剂。   
 
    6.装模时,必须将螺栓锁紧。
 
  3、铝型材挤压工艺的影响
 
  1.如果温度高、金属的流动过快,模具变形的程度增加,易形成粘铝现象;同时金属的变形抗力相对增加了,在模具内腔的金属死区相对增大,提高了形成粘铝的条件;另外如果铸棒温度、模具温度、盛锭筒温度相差过大,也易造成粘铝问题。
 
  2.模具投入生产前,一定要选用指定的模垫、专用垫。另外特别注意模垫、专用垫、模具之间的配合是否有间隙,是否有撞击位披风、裂纹、甚至退火产生凹痕等。即可能其中某一工件的端面不平,在挤压生产时给模具弹性变形留下空间。
 
  解决措施:
 
  1.挤压机出口按装白色灯光,以便观察“毛刺”的实时情况。
 
    2.根据“毛刺”问题的实时情况,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。
 
  3.限制一次上机生产的铸棒数量。随着生产棒数的增加,工作带温度在上升,铝水与工作带的摩擦加剧,导致工作带硬度下降、表面粗糙,积铝越来越多,“毛刺”也就越来越多。 
 
  4.机手应在生产前检查模垫、专用垫、模具之间的配合是否紧密。如其中有间隙,可采取磨平的方法解决。如果磨掉的量稍大,可以对模垫、专用垫进行加温后,再投入生产。         
 
  5.挤压中心位要正。模具中心位不正,棒皮易进入模具;挤压杆不正,压饼刮(盛锭筒)筒壁,将本应倒流的杂质送入模具,形成“积铝”条件。
 
  6. 挤压生产进行中,应尽可能避免型材晃动。如果出料口处型材晃动,会将空刀的“积铝”瞬间带出,形成“震痕”。所以往往在牵引机刚锯完型材时,在出料口的型材当即产生一个“震痕”。
 
  4、 铸棒质量的影响
 
  因铸棒的各种缺陷体与铸棒基体焊合不好,造成了金属流动的不连续性,形成“积铝”条件。从而形成"“毛刺”或“震痕”。 
 
  1.偏析是在铸棒表面凝结的易熔析出物,也称偏析瘤,是易熔组成物渗出后凝结在铸棒表面而成的,在挤压生产中,聚集在模具金属流动的死区,被挤出或被流动的型材拉出,形成“毛刺”或“震痕”。 
 
  2.疏松是在晶界及枝晶网络出现的宏观和微观的分散性缩孔,在枝晶间呈三角形孔洞,断口组织不致密,可能往往伴有气孔、夹渣等,在挤压生产中很难与金属焊合,从而以形成粘铝现象。
 
  3.夹渣是混入铸棒的熔渣、氧化皮或其他杂质,也叫夹杂。凹陷于基体,将破坏铸棒的连续性。在挤压过程中,夹渣通过模具的工作带时,粘附在入口端,形成粘铝。             
 
  4.晶粒粗大是当熔体金属过热或铸造温度过高时。在铸棒中易出现的粗大晶粒组织,并伴有晶间裂纹,使金属不连续,在挤压生产中,也易产生粘铝问题;
 
    解决措施:
 
  1.在铝合金铸棒的铸造过程中,采用细化晶粒工艺,采取有效的技术措施减少铸棒的夹渣、疏松、晶粒粗大等缺陷,对铸棒进行均匀化处理。
 
  2.另外,加强对铝合金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。
 
  3.高端产品使用专用铝合金铸棒,能提高成品率,减少上机模具数量。
 
 
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