鋁型材表面顆粒和氣泡形成原因
在鋁合金工業(yè)型材的擠壓生產(chǎn)中,,型材表面不同程度的存在一些小顆粒吸附在型材表面上,手摸有觸感,,影響了氧化,、電泳涂漆及噴涂型材的表面美觀,降低了生產(chǎn)效率和成品率,。因此,,對其形成機制進行分析,以便采取措施,,減少或杜絕此類型材表而缺陷的出現(xiàn),。
在鋁型材的擠壓生產(chǎn)中,常見的缺陷是比較直觀的,,如彎曲,、扭擰、變形,、夾渣等,。而“吸附顆粒”的缺陷,,不仔細觀察或手摸較難發(fā)現(xiàn),。其危害是:在電泳、噴涂型材的生產(chǎn)流程中,,很難去除掉,,影響鋁合金電機殼型材的表面美觀,造成廢品,。因此,,要在擠壓生產(chǎn)實踐中不斷地觀察分析,總結(jié)其成因,,及時采取措施,,以減少或杜絕這種缺陷的出現(xiàn)。
“吸附顆?!钡挠绊懸蛩刂饕悄>?、鑄棒、擠壓工藝三個方面,。建筑鋁型材操作人員的操作水平也反映在這三個要素中,,在生產(chǎn)實踐的基礎(chǔ)上,要不斷地分析問題,,總結(jié)經(jīng)驗,,就可以減少或避免“吸附顆粒”、粘鋁,、表面粗糙,、劃傷、型材撕裂等缺陷,,大大提高型材的成品率及生產(chǎn)效率,。下面詳細講解一下具體原因和針對性的解決方案。
1“吸附顆?!钡谋憩F(xiàn)及對產(chǎn)品質(zhì)量的影響
鋁合金型材表面處理的方式越來越多,,除一般的氧化型材外,電泳型材,、噴涂型材,、氟碳噴涂型材、木紋烤漆型材等相繼出現(xiàn),,花樣繁多,。“吸附顆?!钡娜毕?,對一般氧化材影響不大,但對-的處理形式影響較大,,主要是有礙這些型材表面美觀,。在擠壓生產(chǎn)中,擠出型材“吸附顆?!苯?jīng)過仔細觀察或用手在型材表面上滑動,,都會發(fā)現(xiàn)。在鋸切裝筐工序,,用風(fēng)吹或擦拭,,大部分的小顆粒可以去掉,。但還是有一部分由于靜電原因仍吸附在型材表面上,。經(jīng)時效處理后,這些顆粒更加緊密粘附在型材表面,。在型材表面預(yù)處理工序,由于槽液濃度的影響,,有的可以去除掉,,但在型材表面形成小麻坑,有的去除不掉,,則形成凸起,。此問題在電泳和噴涂型材的生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)。
2“吸附顆粒”的形成原因
2.1模具的影響
在工業(yè)鋁型材擠壓生產(chǎn)中,,模具是在高溫高壓的狀態(tài)下工作的,,受壓力和溫度的影響,模具產(chǎn)生彈性變形,。模具工作帶由開始平行于擠壓方向,,受到壓力后,工作帶變形成為喇叭狀,,只有工作帶的刃口部分接觸型材形成的粘鋁,,類似于車刀的刀屑瘤。在粘鋁的形成過程中,,不斷有顆粒被型材帶出,,粘附在型材表面上,造成了“吸附顆?!?。隨著粘鋁的不斷增大,模具產(chǎn)生瞬間回彈,,就會形成咬痕缺陷,。若粘鋁堆積較多,不能被型材拉出,,模具瞬間回彈時粘鋁不脫落,,就會形成型材的表面粗糙、亮條,、型材撕裂,、堵模等問題,模具的粘鋁現(xiàn)象見圖1,。我們現(xiàn)在使用的擠壓模具基本是平面模,,在鑄棒不剝皮的情況下,鑄棒表面及內(nèi)在的雜質(zhì)堆積在模具內(nèi)金屬流動的死區(qū),,隨著擠壓鑄棒的推進及擠壓根數(shù)的增多,,死區(qū)的雜質(zhì)也在不斷的變化,有一部分被正常流動的金屬帶出,,堆積在工作帶變形后的空間內(nèi),。有的被型材拉脫,形成了“吸附顆?!?。因此,模具是造成“吸附顆?!暗年P(guān)鍵因素,。
2.2擠壓工藝的影響
擠壓工藝參數(shù)的選擇正確與否也是影響“吸附顆?!钡闹匾蛩亍=?jīng)過現(xiàn)場觀察,,擠壓溫度,、擠壓速度過高,“吸附顆?!本驮蕉?,原因是由于溫度高、速度快,,型材流動速度增加,,模具變形的程度增加,金屬的流動加快,,金屬的變形抗力相對減弱,,更易形成粘鋁現(xiàn)象;對大的擠壓系數(shù)來說,,金屬的變形抗力相對增加了,,死區(qū)相對增大,提高了形成粘鋁的條件,,形成“吸附顆?!钡母怕试黾樱昏T棒加熱溫度與模具溫度之差過大,,也易造成粘鋁問題,,甚至堵模;工模具表面的粗糙度,、工作帶表面的硬度等,,也是造成粘鋁,形成“吸附顆?!钡脑蛑?。
2.3鑄棒質(zhì)量的影響
鑄棒質(zhì)量是影響鋁型材表面及擠壓成型的重要因素。
“吸附顆?!钡某梢蚺c鑄棒質(zhì)量有很大關(guān)系,。鑄棒的組織缺陷常見的有夾渣、疏松,、晶粒粗大,、偏析、光亮晶粒等,。夾渣是混入鑄棒的熔渣,、氧化皮或-雜質(zhì),也叫夾雜,。低倍試片上一般呈現(xiàn)形狀不規(guī)則的黑洞,凹陷于基體,是一些不同顏色的,、無定形的松軟組織,,破壞了鑄棒的連續(xù)性。在擠壓過程中,,夾渣極易從基體中分離出來,,通過模具的工作帶時,粘附在入口端,,形成粘鋁,,并不斷被流動的金屬拉出,形成“吸附顆?!?;疏松是在晶界及枝晶網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的宏觀和微觀的分散性縮孔,低倍試片上呈不規(guī)則的黑色-狀小點,,在枝晶間呈三角形孔洞,,斷口組織不致密,嚴(yán)重的疏松往往伴有氣孔,、夾渣等,,在擠壓生產(chǎn)中很難與金屬焊合,從而以形成粘鋁現(xiàn)象,;晶粒粗大是當(dāng)熔體金屬過熱或鑄造溫度過高時,。在鑄棒中易出現(xiàn)的粗大晶粒組織,并伴有晶間裂紋,,使金屬不連續(xù),,在擠壓生產(chǎn)中,也易產(chǎn)生粘鋁問題,;偏析是在鑄棒表面凝結(jié)的易熔析出物,,也稱偏析瘤,是易熔組成物滲出后凝結(jié)在鑄棒表面而成的,,在擠壓生產(chǎn)中,,聚集在模具金屬流動的死區(qū),隨著擠壓鑄棒根數(shù)的增多,,被擠出或被流動的型材拉出,,形成“吸附顆粒”,。所有這些鑄棒缺陷有一個共同點,,就是與鑄棒基體焊合不好,造成了基體流動的不連續(xù)性,,這是形成“吸附顆?!钡闹匾蛩?。
3減少“吸附顆粒”的措施
3.1模具設(shè)計,、制造,、使用應(yīng)注意的問題
(1)鋁合金建筑型材模具的設(shè)計必須滿足剛度、強度的計算要求,,以達到減少模具在受壓時的彈性變形量,。在確定工作帶時,工作帶的長短,、空刀形式,、模頸及焊合室形式等,都要考慮參數(shù)選擇最佳值,。模具的導(dǎo)流孔,、分流孔等系數(shù)的選擇,在允許范圍內(nèi)盡量選較大值,,達到減小壓力的目的,。
(2)模具在制造過程中,要減少制造誤差,,避免尖角存在,。對金屬流動的摩擦表面,要光滑過渡,,盡量減少凸凹不平的過渡區(qū)域,。確保模孔尺寸偏差的一致性,。
(3)模具在使用時,,一定要加裝和選用合適的模墊、支撐墊,。
(4)模具都要經(jīng)過氮化處理后,,方可上機,以減少粘鋁的問題,。
(5)修模,、光模時,要注意工作帶的平行,、表面粗糙度以及組合模裝配的配合尺寸,,把緊螺栓。
3.2選擇合適的擠壓參數(shù)
根據(jù)工業(yè)鋁合金型材擠壓系數(shù),、型材斷面情況,、模具情況、設(shè)備情況等,,選擇最佳的擠壓溫度,、鑄棒加熱溫度,、模具溫度以及擠壓速度,并在生產(chǎn)過程中,,不斷調(diào)整這些參數(shù),。這些都是消除或減少“吸附顆粒”的主要措施,。
3.3提高鑄棒的質(zhì)量
在鑄棒的鑄造過程中,采用細化晶粒工藝,,采取有效的技術(shù)措施減少鑄棒的夾渣,、疏松、晶粒粗大等缺陷,,對鑄棒進行均勻化處理,,都是減少和消除“吸附顆粒”的有效措施,。另外,,加強對鑄棒的低倍組織分析,進行質(zhì)量監(jiān)控,,減少有缺陷鑄棒的投入使用,,也是減少和消除“吸附顆粒”有效手段,。
建筑鋁合金型材產(chǎn)生氣泡原因分析及解決方案
鋁型材產(chǎn)生的氣泡是型材表層金屬與基體金屬出現(xiàn)局部連續(xù)或斷續(xù)的分離,,表現(xiàn)為圓形或局部連續(xù)凸起。
主要原因分析
1,、由于擠壓筒經(jīng)長期使用后尺寸超差,,擠壓時筒內(nèi)氣體未排除,變形金屬表層沿前端彈性區(qū)流出而造成氣泡,;
2,、鑄錠表面有溝槽或鑄錠組織中有氣孔,鑄錠在墩粗時包進了氣體,,擠壓時氣體進入金屬表層,;
3、擠壓時,,鑄錠或模具中帶有水分和油污,,由于水和油污受熱揮發(fā)成氣體,在高溫高壓的金屬流動中被卷入型材表面形成氣體,;
4,、設(shè)備排氣裝置工作不正常;
5,、金屬填充過快,,造成擠壓排氣不好,。
具體解決辦法
1、合理選擇和配備門窗型材擠壓工具,,及時檢查和更換,;
2、加強鑄錠的質(zhì)量管理,,嚴(yán)格控制鑄錠的表面質(zhì)量和含氣量,;
3、保證設(shè)備的排氣系統(tǒng)正常工作,;
4,、剪刀、擠壓筒和模具應(yīng)盡量少涂油或不涂油,;
5,、合理控制擠壓速度,按要求進行排氣,。
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