| 南彎工具廠(江西南昌 330002) 王榮濱 1 鋁鑄錠與擠壓裂紋 鋁鑄錠在結(jié)晶過程凝固后，因鋁鑄錠形成的多種應(yīng)力迭加超過鋁鑄錠本身抗拉強(qiáng)度引起鑄錠內(nèi)裂，導(dǎo)致擠壓時裂紋擴(kuò)展成為廢品。 鋁鑄錠裂紋有兩種：一是熱裂紋一般沿晶開裂，開裂處發(fā)黑，已被氧化，裂紋成鋸齒狀，形狀不規(guī)則；一是冷裂紋從晶內(nèi)開裂，裂口未氧化，呈銀色折線狀發(fā)亮。 預(yù)防措施：科學(xué)合理和嚴(yán)格控制鋁合金化學(xué)成分與雜質(zhì)含量；避免鋁液過熱和在爐內(nèi)停留過長時間；合理制訂鑄造工藝，準(zhǔn)確控制鑄造溫度和鑄造速度；鋁液供流和冷卻應(yīng)均勻；防止和避免外來夾雜物掉人鑄造鋁液等措施，有效避免鋁鑄錠裂紋產(chǎn)生，為優(yōu)質(zhì)鋁合金擠壓制品創(chuàng)造先決條件。 擠壓裂紋多發(fā)生鋁制品棱角、尖角銳邊或厚度較大的臺階附近產(chǎn)生的鋸齒狀開裂。因鋁合金不純，雜質(zhì)超標(biāo)，熱塑性差；坯料加熱溫度偏高，晶粒粗化，從而使金屬破斷抗力降低；控溫儀表失靈，擠壓溫度偏高，擠壓速度失控，突然加快，增大了擠壓熱塑性變形應(yīng)力，接近模壁外層的金屬因承受過大拉應(yīng)力被撕裂為鋸齒狀或皮下裂紋；擠壓熱塑性變形不均，表層金屬承受較大的摩擦力和附加拉應(yīng)力：當(dāng)瞬時應(yīng)力超過金屬抗拉強(qiáng)度時產(chǎn)生擠壓裂紋，在外力作用下裂紋由表面向內(nèi)擴(kuò)展至斷裂。 預(yù)防措施：加強(qiáng)鋁合金材質(zhì)檢查，雜質(zhì)含量超標(biāo)和原始組織不合格不投產(chǎn)；生產(chǎn)中嚴(yán)格校驗控溫儀表，控溫精度必須達(dá)到±1．5℃；針對不同牌號的鋁合金坯料，制訂相應(yīng)的合理的加熱溫度，確保均勻加熱；制訂適合不同牌號鋁合金的擠壓速度和擠壓變形量，使熱塑性變形盡量均勻；改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，擠壓件斷面的棱角部位盡可能大些；試驗表明，鋁錠預(yù)先均勻退火(540℃～560℃，保溫4—6h快冷)可降低擠壓力1 5％～25％，提高擠壓速度1 0％--1 5％，顯著增加熱塑性等上述措施，可有效防止和避免擠壓裂紋的產(chǎn)生。 2 氣泡起皮 因鋁鑄錠內(nèi)部的氣體和擠壓過程中被卷人的空氣，在擠壓時與隨后熱處理時發(fā)生膨脹，致使表面鼓起形成的氣泡起皮缺陷，失去商品表面美觀和影響質(zhì)量。因鋁錠坯料組織疏松、縮松、氣孔、砂眼、內(nèi)裂、粗晶；擠壓筒不清潔、有油、污物、沖蝕與鼓突變形；擠壓筒預(yù)熱溫度過高；擠壓筒與擠壓墊磨損嚴(yán)重和壓配不當(dāng)；擠壓速度失控，鋁金屬充填過快，排氣不暢，鋁金屬粘附于鋁制品等因素，均會導(dǎo)致鋁制品起泡起皺。 預(yù)防措施。提高鋁錠質(zhì)量，選用優(yōu)質(zhì)鋁錠和嚴(yán)格鋁材人庫和投產(chǎn)前檢查；及時更換嚴(yán)重磨損的擠壓筒和擠壓墊，并保持清潔、光滑；控制熱處理氣氛，防止水蒸氣進(jìn)人昶減少對擠壓墊片和模具的潤滑，調(diào)整擠壓機(jī)使其動作均勻協(xié)調(diào)，制訂合理的擠壓速度和擠壓變形量，確保排氣暢通；擠壓筒預(yù)熱溫度應(yīng)低于鋁坯加熱溫度25℃--35℃；防止?jié)櫥瑒┻^量，及時清除鋁金屬氧化殼及腐蝕污物等措施，能有效防止鋁制品起泡起皮，達(dá)到質(zhì)量指標(biāo)。 3 擦傷 鋁制品輕微擦傷不僅表面不美觀且急劇降低機(jī)械力學(xué)性能和耐用度，嚴(yán)重擦傷鋁制品不能使用，成為廢品，造成經(jīng)濟(jì)損失。 因擠壓模型面粗糙度大，有較深冷加工刀痕、磨痕和碰傷溝痕，擦傷鋁制品表面，產(chǎn)生凹凸印跡；模具紅硬性、耐磨性不足，模面與約450℃-500℃鋁金屬坯料接觸，且燜模時間長，過度回火導(dǎo)致型面硬度降低而軟化。由于鋁制品擠壓時激烈的金屬塑性流動與模腔發(fā)生強(qiáng)烈摩擦，將加深模面溝槽，使鋁制品表面更加粗糙，失去商品表面；擠壓工模具裝配不合理且間隙過大，導(dǎo)致熱塑鋁金屬從?？琢鞒鲞^程中表面與工模具及設(shè)備接觸不良，從而造成嚴(yán)重擦傷；壓型導(dǎo)管和導(dǎo)路裝配不當(dāng)，或擠壓筒內(nèi)有鋁金屬氧化物硬殼、夾渣、塵砂等異物進(jìn)入?？?，擦傷模具工作帶，造成鋁制品擦傷。 預(yù)防措施。對擠壓模具進(jìn)行表面改性強(qiáng)硬化處理，提高紅硬性、耐磨性和抗擦傷能力；選用優(yōu)質(zhì)精煉模具鋼，具有純清度高、雜質(zhì)少、晶粒細(xì)、碳化物小、等向性能優(yōu)、化學(xué)成分和組織均勻等特點：或用鋼結(jié)硬質(zhì)合金制造模具，經(jīng)鐓造與復(fù)合強(qiáng)硬化熱處理，使模具工作型面具有高硬度、紅硬性、耐磨性、抗疲勞、抗咬合、抗粘結(jié)、抗腐蝕和抗擦傷等特性，而鋼基體具有高強(qiáng)硬性，表硬內(nèi)剛賦予高壽命；選擇最佳工作帶寬度，生產(chǎn)一定鋁制品后，拋光模具型面與工作帶；確保工模具與擠壓設(shè)備裝配精度；經(jīng)常潤滑導(dǎo)路與導(dǎo)管。采用上述措施能有效防止鋁制品表面擦傷，確保鋁制品內(nèi)在質(zhì)量和表面質(zhì)量優(yōu)良。 4 過熱過燒 因鋁錠過熱或鋁錠粘附較多易燃物和控溫儀表失靈，導(dǎo)致加熱溫度過高，晶粒顯著長大，晶界發(fā)生局部熔化與氧化，晶界結(jié)合力急劇降低，脆性變大，韌性急劇降低，機(jī)械力學(xué)性能低劣，導(dǎo)致鋁制品報廢。 預(yù)防措施。選用高精度WJ一1型微機(jī)控溫，能使控溫精度達(dá)到±1．5℃；加強(qiáng)加熱設(shè)備維修與檢查，確保爐腔內(nèi)各部位溫度均勻一致；嚴(yán)格檢查鋁錠坯料，不得有油污等易燃物，保持坯料清潔；制訂先進(jìn)合理的熱加工工藝規(guī)程，精心操作等措施，有效避免過熱過燒，從而確保鋁制品組織性能和表面質(zhì)量合格。 5 塑性變形超差 鋁制品塑性變形超差輕者成為次品，重者成為廢品。模具設(shè)計不良，懸臂太長，導(dǎo)致熱擠壓時鋁合金塑性流動沿模具工作帶表面的流速前后相差懸殊，造成不均勻塑性變形，使鋁制品形成波浪形不對稱扭曲變形；鋁制品設(shè)計結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，壁厚相差懸殊，導(dǎo)致薄弱部位剛性不足，局部應(yīng)力集中，鋁金屬流速不均勻。若鋁金屬在熱塑性變形過程中突然受阻，鋁制品就會發(fā)生硬彎變形，導(dǎo)致堵模、悶車，形成扭擰波浪，導(dǎo)致塑性變形超差。 預(yù)防措施。科學(xué)合理地精確設(shè)計模具，避免懸壁過大、過長和安裝擠壓導(dǎo)路；嚴(yán)格控制擠壓溫度和擠壓速度，確保勻速塑性變形，避免中途停車；合理準(zhǔn)確地計算坯料長度，避免余料；加熱成品首件檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時維修好設(shè)備，確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)；調(diào)整好擠壓溫度、擠壓速度及工藝參數(shù)。使之相互協(xié)調(diào)配合等措施，可有效防止鋁制品塑性變形超差，達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。 6 焊合不良 鋁制品焊合不良，造成焊縫處機(jī)械力學(xué)性能低劣，使鋁制品在外力作用下易在焊縫處開裂，成為廢品，造成損失。因鋁錠坯料表面有氧化物、油污垢及擠壓殘料等而隔開了焊縫，使擠壓溫度降低，熱塑性差；擠壓力和擠壓時間不足；焊合腔太小，模腔壓力不足等。 預(yù)防措施。采用先進(jìn)的擠壓設(shè)備、先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)工藝，并加強(qiáng)科學(xué)管理；正確合理設(shè)計模具，確保鋁金屬塑性流動均勻并很好焊合；采用優(yōu)質(zhì)鋁鑄錠，確保表面光潔無異物，擠壓前清理干凈鋁坯料表面；針對不同牌號鋁合金，制訂合理的擠壓溫度和擠壓速度；確保擠壓設(shè)備及工模具工作部位無異物等上述措施，可以獲得優(yōu)質(zhì)平整焊縫，使其具有高的機(jī)械力學(xué)性能和商品表面，在外力作用下不易裂開。 7 波紋與尺寸波動 因擠壓機(jī)不穩(wěn)定、嚴(yán)重抖動，鋁金屬不平衡流過模腔，鋁制品厚薄懸殊大和冷卻不均勻等因素，導(dǎo)致 鋁制品表面形成波紋；模具與擠壓筒壁相對位置不當(dāng)，或模具偏斜，從而使擠壓應(yīng)力與擠壓速度發(fā)生變化，引起鋁制品厚薄不均和擠壓長度不等，產(chǎn)生厚度及尺寸波動，嚴(yán)重影響鋁制品質(zhì)量和耐用度。 預(yù)防措施。維修好擠壓機(jī)，使其達(dá)到所要求精度，工作平穩(wěn)無抖動；校正和確保模具工作帶獲得均勻的金屬塑性流量；控制冷卻速度，確保鋁制品均勻冷卻；選用一級優(yōu)質(zhì)鋁錠；設(shè)計精密耐用擠壓模和制訂合理 的擠壓量及擠壓速度；確保擠壓機(jī)液壓系統(tǒng)無空氣截留等措施，能有效防止和避免鋁制品波紋與尺寸波動，確保鋁制品質(zhì)量。 8 組織線、模線及毛刺 該缺陷與鑄造工藝、擠壓工藝和模具有關(guān)，嚴(yán)重影響鋁制品商品美觀和質(zhì)量。因鋁鑄錠宏觀或微觀組織不均勻和鋁鑄錠均勻化處理不充分以及鋁鑄錠合金成分與結(jié)晶方式不同。易形成不同結(jié)晶粒度與不同結(jié)晶方向，導(dǎo)致出現(xiàn)與擠壓方向一致的帶狀組織線；鋁鑄錠若有折迭和夾渣時，往往會因不適當(dāng)?shù)貜倪吘?間隙進(jìn)料，使鋁金屬強(qiáng)烈熱塑性流動；擠壓力偏心造 成坯料氧化皮及其它異物擠進(jìn)工作帶和?？?；鋁坯料與擠壓筒之間間隙過大，或坯料夾渣、過熱及工作帶 長度突然變化等均會導(dǎo)致組織線、模線和毛刺產(chǎn)生。 預(yù)防措施。鋁鑄錠結(jié)晶凝固時再均勻急速冷卻和鋁鑄錠進(jìn)行晶粒細(xì)化處理；采用純潔度高、雜質(zhì)少、晶粒細(xì)、無夾渣的一級優(yōu)質(zhì)鋁錠；設(shè)計先進(jìn)料口，使擠壓筒與擠壓墊之間的最大間隙≤1．Omm；確保擠壓模具精度與同心度，減小工模具表面粗糙度；加強(qiáng)首件鋁制品檢查，達(dá)到一級優(yōu)質(zhì)品后方可批量生產(chǎn)；生產(chǎn)一定數(shù)量產(chǎn)品后，卸模拋光型面，并及時清理擠壓筒與擠壓墊中的鋁氧化物殼、污物和異物等上述措施，有效消除組織線、模線和毛刺，確保生產(chǎn)出一級優(yōu)質(zhì)鋁制品。 9 疊層 鋁制品疊層缺陷，不僅表面不美觀，使其機(jī)械力學(xué)性能低劣，在外力作用下疊層處易開裂，成為廢品。因鋁鑄錠存在折迭、分層和夾渣等鑄造缺陷；擠壓筒與擠壓墊嚴(yán)重磨損，?？纂x擠壓筒內(nèi)壁太近，坯料從不適當(dāng)?shù)倪吘夐g隙進(jìn)料；擠壓筒沖蝕、凸起或凹陷，殘留鋁金屬氧化物殼過多，進(jìn)而截留潤滑劑；坯料表面層金屬沿擠壓模前端彈性區(qū)界面流人等上述原因?qū)е滦纬射X制品疊層缺陷。 預(yù)防措施。選用無夾渣、分層、折疊的一級優(yōu)質(zhì)鋁錠，增加坯料彈性、塑性與韌性，降低各向異性；嚴(yán)格進(jìn)行鋁錠檢查，有嚴(yán)重缺陷者不能用；班前班后清理干凈擠壓筒中與擠壓墊上異物：校正擠壓模與擠壓筒的同心度，及時更換不合格模具及擠壓零部件，減少油膏及潤滑劑用量；設(shè)計先進(jìn)的高級擠壓工模具和真空熔煉鋼、電渣重熔鋼制造擠壓模具等上述措施。有效消除鋁制品疊層，確保鋁制品質(zhì)量和耐用度。 10 光亮晶粒與花邊狀組織 鋁鑄錠組織內(nèi)出現(xiàn)的合金元素含量較低的貧乏固溶體的一次晶，較正常組織色澤光亮的樹枝狀組織，枝晶粗大，網(wǎng)絡(luò)稀薄，其硬度與機(jī)械力學(xué)性能低于正常組織。光亮晶粒的形成因在鑄造過程中漏斗溫度低，在其底部形成低成分一次晶底結(jié)物固溶體和不斷長大，逐漸形成光亮晶粒。 預(yù)防措施。漏斗導(dǎo)熱性要好，表面應(yīng)光滑，漏斗涂料需均勻；漏斗應(yīng)充分預(yù)熱，漏斗沉人鋁液不宜過深和制訂科學(xué)合理鑄造溫度：鑄造時鋁液供應(yīng)應(yīng)均勻和防止漏斗底部粘上鋁液等措施，有效消除力學(xué)性能低劣的光亮晶粒。 在晶粒邊界形成折線形花邊，類似羽毛狀鑄造孿晶，顯微組織呈相互平行的薄片狀，其邊界呈波浪狀或鋸齒狀，既影響美觀，又影響性能。因鋁錠化學(xué)成分調(diào)配不當(dāng)；熔體過熱、停留時問過長；過濾管孔直徑太細(xì)，鑄造溫度偏高，結(jié)晶器太矮；變質(zhì)劑失效等因素所致。 預(yù)防措施。鋁錠化學(xué)成分搭配應(yīng)科學(xué)合理，嚴(yán)禁雜質(zhì)超標(biāo)；選用合適過濾系統(tǒng)和結(jié)晶裝置；精密控制鑄造溫度和時間；適量、適時加人優(yōu)質(zhì)變質(zhì)劑等措施，有效避免花邊組織形成，確保鋁制品質(zhì)量。 11 縮尾 縮尾因鋁鑄錠表面有結(jié)瘤極易造成擠壓筒與軸偏心；由于擠壓后期擠壓溫度偏高，擠壓速度增大，導(dǎo)致表層金屬沿擠壓墊和后端彈性區(qū)界面流人鋁制品內(nèi)部，形成環(huán)形縮尾；反向擠壓時，由于模腔壓力不足。加之金屬補(bǔ)充不充分，極易產(chǎn)生中心漏斗縮尾，成為廢品。 預(yù)防措施。加強(qiáng)鋁錠進(jìn)庫和投產(chǎn)前質(zhì)量檢驗，不合格鋁錠不投產(chǎn)；發(fā)現(xiàn)有結(jié)瘤鋁錠，切除結(jié)瘤后方可投產(chǎn)：擠壓前應(yīng)首先全面檢測和維修擠壓設(shè)備，使擠壓機(jī)與工模具達(dá)標(biāo)，確保精度等級與同心度；采用合理的擠壓速度與擠壓溫度；及時更換超差的擠壓零部件與工模具；選用電渣重熔優(yōu)質(zhì)模具鋼和表面強(qiáng)化熱處理新工藝制造擠壓模具；選用優(yōu)質(zhì)一級鋁錠和先進(jìn)擠壓技術(shù)等措施。有效消除因縮尾帶來的鋁制品缺陷。 12 劃傷 擠壓鋁制品劃傷不僅失去美觀商品表面，并急劇降低機(jī)械力學(xué)性能，影響耐用度。輕者劃傷成為次品，重者劃傷成為廢品。因鋁鑄錠難熔夾雜物和模具、工藝與操作方面因素造成鋁制品劃傷。 鋁鑄錠夾雜物：因在熔煉過程中鋁液與空氣中氧、水接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成A1203、MgO、Si01和A1203：MgO夾雜物；A1一Ti—B殘余細(xì)化劑和Ti—B中間合金的粗大粒子；耐火磚碎片與工具上保護(hù)涂料等硬質(zhì)點導(dǎo)致鋁制品劃傷。當(dāng)模具因模口及工作帶在擠壓過程中局部碎裂脫落，殘渣掛堵在工作帶內(nèi)；修模時焊接的阻礙墻脫落，堵住模具或模具有棱角銳邊發(fā)生應(yīng)力集中；模具斷面與擠壓筒距離太小，筒壁夾雜流人模具和模具無斜度及表面粗糙，造成殘鋁聚集等上述因素導(dǎo)致因模具原因造成鋁制品劃傷。工藝與操作：擠壓速度過快，引起流速不均，使細(xì)小而硬的夾雜物易橫向流動和鋁金屬在?？?、工作帶等不光滑處受阻。形成掛擦劃傷。 預(yù)防措施。提高鋁鑄錠質(zhì)量，選用陶瓷過濾板，濾掉夾雜；提高修模質(zhì)量，達(dá)到技術(shù)要求；提高模具設(shè)計和制造質(zhì)量；使用均熱鋁錠，恒溫減速擠壓，降低擠壓力，使鋁金屬流速均勻，改善模具受力狀況；確保鋁錠擠壓前表面清潔和避免夾雜物進(jìn)入擠壓筒等措施，有效消除劃傷。 總之，經(jīng)綜合治理，有效消除上述鋁合金擠壓制品12種缺陷，達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，長壽命，又有美觀商品表面，創(chuàng)名牌，給企業(yè)帶來生機(jī)和興旺，有顯著技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 |
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