6063鋁合金常見(jiàn)問(wèn)題分析及處理

6063鋁合金常見(jiàn)問(wèn)題分析及處理6063鋁合金型材以其良好的塑性、適中的熱處理強(qiáng)度、良好的焊接性能以及陽(yáng)極氧化處理後表面華麗的色澤等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。但在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些缺陷如：

1

劃、擦、碰傷

劃傷、擦傷、碰傷是當(dāng)型材從?？琢鞒鲆约霸陔S後工序中與工具、設(shè)備等相接觸時(shí)導(dǎo)致的表面損傷。

1．1

主要原因

鑄錠表面附著有雜物或鑄錠成分偏析。鑄錠表面存在大量偏析浮出物而鑄錠又未進(jìn)行均勻化處理或均勻化處理效果不好時(shí)，鑄錠內(nèi)存在一定數(shù)量的堅(jiān)硬的金屬顆粒，在擠壓過(guò)程中金屬流經(jīng)工作帶時(shí)，這些偏析浮出物或堅(jiān)硬的金屬顆粒附著在工作帶表面或?qū)ぷ鲙г斐蓳p傷，最終對(duì)型材表面造成劃傷；

模具型腔或工作帶上有雜物，模具工作帶硬度較低，使工作帶表面在擠壓時(shí)受傷而劃傷型材；

出料軌道或擺床上有裸露的金屬或石墨條內(nèi)有較硬的夾雜物，當(dāng)其與型材接觸時(shí)對(duì)型材表面造成劃傷；

在叉料桿將型材從出料軌道上送到擺床上時(shí)，由於速度過(guò)快造成型材碰傷；

在擺床上人為拖動(dòng)型材造成擦傷；

在運(yùn)輸過(guò)程中型材之間相互摩擦或擠壓造成損傷。

1．2

解決辦法

加強(qiáng)對(duì)鑄錠質(zhì)量的控制；

提高修模質(zhì)量，模具定期氮化並嚴(yán)格執(zhí)行氮化工藝；

用軟質(zhì)毛氈將型材與輔具隔離，盡量減少型材與輔具的接觸損傷；

生產(chǎn)中要輕拿輕放，盡量避免隨意拖動(dòng)或翻動(dòng)型材；

在料框中合理擺放型材，盡量避免相互摩擦。

2

機(jī)械性能不合格

2．1

主要原因

擠壓時(shí)溫度過(guò)低，擠壓速度太慢，型材在擠壓機(jī)的出口溫度達(dá)不到固溶溫度，起不到固溶強(qiáng)化作用；

型材出口處風(fēng)機(jī)少，風(fēng)量不夠，導(dǎo)致冷卻速度慢，不能使型材在最短的時(shí)間內(nèi)降到200℃以下，使粗大的Mg2Si過(guò)早析出，從而使固溶相減少，影響了型材熱處理後的機(jī)械性能；

鑄錠成分不合格，鑄錠中的Mg、Si含量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求；

鑄錠未均勻化處理，使鑄錠組織中析出的Mg2Si相無(wú)法在擠壓的較短時(shí)間內(nèi)重新固溶，造成固溶不充分而影響了產(chǎn)品性能；

時(shí)效工藝不當(dāng)、熱風(fēng)循環(huán)不暢或熱電偶安裝位置不正確，導(dǎo)致時(shí)效不充分或過(guò)時(shí)效。

2．2

解決辦法

合理控制擠壓溫度和擠壓速度，使型材在擠壓機(jī)的出口溫度保持在最低固溶溫度以上；

強(qiáng)化風(fēng)冷條件，有條件的工廠可安裝霧化冷卻裝置，以期達(dá)到6063合金冷卻梯度的最低要求；

加強(qiáng)鑄錠的質(zhì)量管理；

對(duì)鑄錠進(jìn)行均勻化處理；

合理確定時(shí)效工藝，正確安裝熱電偶，正確擺放型材以保證熱風(fēng)循環(huán)通暢。

3

幾何尺寸超差

3．1

主要原因

由於模具設(shè)計(jì)不合理或制造有誤、擠壓工藝不當(dāng)、模具與擠壓筒不對(duì)中、不合理潤(rùn)滑等，導(dǎo)致金屬流動(dòng)中各點(diǎn)流速相差過(guò)大，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力致使型材變形；

由於牽引力過(guò)大或拉伸矯直量過(guò)大導(dǎo)致型材尺寸超差。

3．2

解決辦法

合理設(shè)計(jì)模具，保證模具精度；

正確執(zhí)行擠壓工藝，合理設(shè)定擠壓溫度和擠壓速度；

保證設(shè)備的對(duì)中性；

採(cǎi)用適中的牽引力，嚴(yán)格控制型材的拉伸矯直量。

4

擠壓波紋

擠壓波紋是指在擠壓型材表面出現(xiàn)的類似於水波紋的情況，一般無(wú)手感，在光的作用下表現(xiàn)明顯。

4．1

主要原因

牽引機(jī)發(fā)生周期性上下跳動(dòng)使型材表面發(fā)生局部彎折；

模具設(shè)計(jì)不合理，工作帶在擠壓力作用下發(fā)生顫動(dòng)導(dǎo)致型材出現(xiàn)波紋。

4．2解決辦法

保證牽引機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)；

合理設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)。

5

麻面

麻面是指在型材表面出現(xiàn)的密度不等、帶有拖尾、非常細(xì)小的瘤狀物，手感明顯，有尖刺的感覺(jué)。

5．1

主要原因

由於鑄錠中的夾雜物或模具工作帶上粘有金屬或雜物，在擠壓時(shí)被高溫高壓的鋁夾帶著脫落，在型材表面形成麻面。

5．2解決辦法

適當(dāng)降低擠壓速度，採(cǎi)用合理的擠壓溫度和模具溫度；

嚴(yán)格控制鑄錠質(zhì)量，降低鑄錠中的夾雜物含量，將鑄錠進(jìn)行均勻化處理；

加強(qiáng)修模質(zhì)量管理。

6

黑斑

型材陽(yáng)極氧化後局部出現(xiàn)近似圓形的黑灰色斑點(diǎn)，在型材縱向貼擺床的面上等距離分布，大小不一。

6．1

主要原因

由於擠壓機(jī)出口處風(fēng)冷量不夠，導(dǎo)致鋁材在較高溫度下接觸擺床，接觸部位的冷卻速度於其它位置不同，有粗大的Mg2Si相析出，在陽(yáng)極氧化處理後該部位變?yōu)楹诨疑?/p>

6．2

解決辦法

加強(qiáng)風(fēng)冷強(qiáng)度，避免擺床上型材的間隔過(guò)小，保證風(fēng)冷的溫度梯度；

有條件的工廠應(yīng)採(cǎi)用霧化水冷與風(fēng)冷相結(jié)合的方法，可完全消除黑斑。

7

條紋

擠壓型材的條紋缺陷種類比較多，形成因素也較復(fù)雜，這裏僅就一些常見(jiàn)條紋的產(chǎn)生原因及解決方法加以論述。

7．1

摩擦紋

模具每次光模上機(jī)擠壓後，紋路都不能一一對(duì)應(yīng)，有輕有重。

7．1．1

主要原因

在擠壓過(guò)程中，型材流出?？椎乃查g與工作帶緊緊地靠在一起，構(gòu)成一對(duì)熱狀態(tài)下的幹摩擦副，且將工作帶分成兩個(gè)區(qū)——粘著區(qū)和滑動(dòng)區(qū)。在粘著區(qū)內(nèi)，金屬質(zhì)點(diǎn)受到至少來(lái)自兩個(gè)方面的力的作用：摩擦力和剪切力。當(dāng)粘著區(qū)內(nèi)金屬質(zhì)點(diǎn)所受摩擦力大於剪切力時(shí)，金屬質(zhì)點(diǎn)就會(huì)粘附在粘著區(qū)工作帶表面上，並將型材表面擦傷而形成摩擦紋。

7．1．2

解決辦法

調(diào)整模具工作帶出口角α，使其在-1°～-3°範(fàn)圍內(nèi)，這樣可降低工作帶粘著區(qū)高度，減小該區(qū)的摩擦力，增大滑動(dòng)區(qū)；

進(jìn)行高效的模具氮化處理，使模具表面硬度保持在HV900以上；工作帶表面滲硫可降低粘著區(qū)摩擦力，減少摩擦紋。

7．2

組織條紋

7．2．1

主要原因

鑄錠鑄造組織不均勻，成分偏析，鑄錠表皮下存在較嚴(yán)重的缺陷，鑄錠的均勻比處理不充分等，在隨後的擠壓過(guò)程中導(dǎo)致型材表面成分不均勻，從而使型材氧化後的著色能力不相同，形成組織條紋。

7．2．2

解決辦法

合理執(zhí)行鑄造工藝，消除或減輕組織偏析；

鑄錠表面車皮；

認(rèn)真進(jìn)行鑄錠均勻化處理。

7．3

金屬亮紋

在氧化白料中表現(xiàn)發(fā)亮，大多數(shù)情況下為筆直條狀且寬度不定，在氧化著色料中該條紋呈淺色條狀。

7．3．1

主要原因

由於金屬流動(dòng)出現(xiàn)摩擦或變形極其劇烈時(shí)，金屬局部溫度會(huì)上升很高，另外金屬流動(dòng)不均勻也會(huì)導(dǎo)致晶粒發(fā)生劇烈破碎，然後發(fā)生再結(jié)晶，致使該處組織發(fā)生變化，在隨後的氧化處理中導(dǎo)致型材表面出現(xiàn)縱向的亮條紋，著色處理中致使型材著不上色或呈現(xiàn)淺色條紋。

7．3．2

解決辦法

合理設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)；

模具加工要注意工作帶的過(guò)渡，防止出現(xiàn)工作帶落差；

保證模橋呈水滴形，消除棱角。

7．4

焊合條紋

焊合條紋又稱焊縫，筆直通長(zhǎng)，在氧化白料中多呈現(xiàn)淺灰色，著色料中多顯淺色。

7．4．1

主要原因

模具分流孔設(shè)計(jì)過(guò)??；

焊合室深度不夠，不能保證有足夠的壓力；

擠壓時(shí)模具焊合室內(nèi)鋁料供應(yīng)不足；

擠壓工藝不合理，潤(rùn)滑不當(dāng)。

7．4．2

解決辦法

合理設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)；

注意擠壓溫度和擠壓速度的協(xié)調(diào)；

盡量減少潤(rùn)滑或不潤(rùn)滑。

8

裂紋

擠壓時(shí)型材受到拉應(yīng)力作用而在表面形成程度不同的金屬橫向撕裂現(xiàn)象。

8．1

主要原因

由於摩擦力的原因使金屬表層受到附加拉應(yīng)力的作用，當(dāng)附加拉應(yīng)力大於表層金屬抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂紋；

擠壓溫度過(guò)高，金屬表層抗拉強(qiáng)度下降，在摩擦力作用下產(chǎn)生裂紋；

擠壓速度過(guò)快時(shí)，金屬表層所受的附加拉應(yīng)力增加使型材產(chǎn)生裂紋。

8．2

解決辦法

嚴(yán)格控制擠壓工藝參數(shù)以保證合理的出口速度和出口溫度。

9

波浪、扭擰、彎曲

波浪、扭擰、彎曲是由於金屬流動(dòng)不均勻造成的型材外形缺陷。

9．1

主要原因

模具工作帶設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致金屬流動(dòng)不均勻；

擠壓速度過(guò)快或擠壓溫度過(guò)高導(dǎo)致金屬流動(dòng)不均勻；

模具型孔布局不合理造成金屬流動(dòng)不均勻；

導(dǎo)路不合適或未安裝導(dǎo)路；

潤(rùn)滑不合適。

9．2

解決辦法

修整模具工作帶使金屬流動(dòng)均勻；

採(cǎi)用合理的擠壓工藝，在保證出口溫度的前提下盡量採(cǎi)用低溫?cái)D壓；

合理設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)；

配置合適的導(dǎo)路；

合理潤(rùn)滑；

採(cǎi)用牽引機(jī)牽引擠壓。

10

氣泡

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。

10．1

主要原因

由於擠壓筒經(jīng)長(zhǎng)期使用後尺寸超差，擠壓時(shí)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；

鑄錠表面有溝槽或鑄錠組織中有氣孔，鑄錠在墩粗時(shí)包進(jìn)了氣體，擠壓時(shí)氣體進(jìn)入金屬表層；

擠壓時(shí)，鑄錠或模具中帶有水分和油污，由於水和油污受熱揮發(fā)成氣體，在高溫高壓的金屬流動(dòng)中被卷入型材表面形成氣體；

設(shè)備排氣裝置工作不正常；

金屬填充過(guò)快，造成擠壓排氣不好。

10．2解決辦法

合理選擇和配備擠壓工具，及時(shí)檢查和更換；

加強(qiáng)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；

保證設(shè)備的排氣係統(tǒng)正常工作；

剪刀、擠壓筒和模具應(yīng)盡量少涂油或不涂油；

合理控制擠壓速度，按要求進(jìn)行排氣。

11

石墨壓入

沿型材縱向淺表層呈條狀半露的孔隙，短