鋁合金擠壓缺陷分析及質(zhì)量控制方法（一）

  一、縮尾  

在某些擠壓制品的尾端，經(jīng)低倍檢查，在截面的中間部位有不合層形似喇叭狀現(xiàn)象，稱為縮尾。經(jīng)常可以見到一類縮尾或二類縮尾兩種情況。一類縮尾位于制品的中心部位，呈皺褶狀裂縫或漏斗狀孔洞。二類縮尾位于制品半徑1/2區(qū)域，呈環(huán)狀或月牙狀裂縫。有時(shí)在離制品表面層0.5-2mm處出現(xiàn)連續(xù)的或不連續(xù)的不合層裂紋或裂紋痕跡，有人把它稱為第三類縮尾。  

一般正向擠壓制品的縮尾比反向擠壓的長(zhǎng)，軟合金比硬合金的長(zhǎng)。正向擠壓制品的縮尾多表現(xiàn)為環(huán)形不合層，反向擠壓制品的縮尾多表現(xiàn)為中心漏斗狀。  

金屬擠壓到后端，堆積在擠壓筒死角或墊片上的鑄錠表皮和外來夾雜物流入制品中形成二次縮尾；當(dāng)殘料留得過短，制品中心補(bǔ)縮不足時(shí)，則形成一類縮尾。從尾端向前，縮尾逐漸變輕以至完全消失。  

縮尾的主要產(chǎn)生原因：  

1、殘料留得過短或制品切尾長(zhǎng)度不符合規(guī)定；  

2、擠壓墊不清潔，有油污；  

3、擠壓后期，擠壓速度過快或突然增大；  

4、使用已變形的擠壓墊（中間凸起的墊）；  

5、擠壓筒溫度過高；  

6、擠壓筒和擠壓軸不對(duì)中；  

7、鑄錠表面不清潔，有油污，未車去偏析瘤和折疊等缺陷；  

8、擠壓筒內(nèi)套不光潔或變形，未及時(shí)用清理墊清理內(nèi)襯。  

防止方法：  

1、按規(guī)定留殘料和切尾；  

2、保持工模具清潔干凈；  

3、提高鑄錠的表面質(zhì)量；  

4、合理控制擠壓溫度和速度，在平穩(wěn)擠壓；  

5、除特殊情況外，嚴(yán)禁在工、模具表面抹油；  

6、墊片適當(dāng)冷卻。  

二、粗晶環(huán)  

有些鋁合金的擠壓制品在固溶處理后的低倍試片上，沿制品周邊形成粗大再結(jié)晶晶粒組織區(qū)，稱為粗晶環(huán)。由于制品外形和加工方式不同，可形成環(huán)狀、弧狀及其他形式的粗晶環(huán)。粗晶環(huán)的深度同尾端向前端逐漸減小以至完全消失。形成機(jī)理是由熱擠壓后在制品表層形成的亞晶粒區(qū)，加熱固溶處理后形成粗大的再結(jié)晶晶粒區(qū)。  

粗晶環(huán)主要的產(chǎn)生原因：  

1、擠壓變形不均勻；  

2、熱處理溫度過高，保溫時(shí)間過長(zhǎng)，使晶粒長(zhǎng)大；  

3、便金化學(xué)成分不合理；  

4、一般的可熱處理強(qiáng)化合金經(jīng)熱處理后都有粗晶環(huán)產(chǎn)生，尤其是6A02、2A50等合金的型、棒材較為嚴(yán)重，不能消除，只能控制在一定范圍內(nèi)；  

5、擠壓變形小或變形不充分，或處于臨界變形范圍，易產(chǎn)生粗晶環(huán)。  

防止方法：  

1、擠壓筒內(nèi)壁光潔，形成完整的鋁套，減小擠壓時(shí)的摩擦力；  

2、變形盡可能充分和均勻，合理控制溫度、速度等工藝參數(shù)；  

3、避免固溶處理溫度過高或保溫時(shí)間過長(zhǎng)；  

4、用多孔模擠壓；  

5、用反擠壓法和靜擠壓法擠壓；  

6、用固溶處理-拉拔-時(shí)效法生產(chǎn)；  

7、調(diào)整全金成分，增加再結(jié)晶抑制元素；  

8、采用較高的溫度擠壓；  

9、某些合金鑄錠不均勻化處理，在擠壓時(shí)粗晶環(huán)較淺。  

三、成層  

這是在金屬流動(dòng)較均勻時(shí)，鑄錠表面沿模具和前端彈性區(qū)界面流入制品而形成的一種表皮分層缺陷。在橫向低倍試片上，表現(xiàn)為在截面邊緣部有不合層的缺陷。  

成層主要的產(chǎn)生原因：  

1、鑄錠表面有塵垢或鑄錠有較大的偏析聚集物而不車皮，金屬瘤等易產(chǎn)生成層；  

2、毛坯表面有毛刺或粘有油污、鋸屑等臟物，擠壓前沒有清理干凈；  

3、?？孜恢貌缓侠?，靠近擠壓筒邊緣；  

4、擠壓工具磨損嚴(yán)重或擠壓筒襯套內(nèi)有臟物地，清理不干凈，且不及時(shí)更換；  

5、擠壓墊直徑差過大；  

6、擠壓筒溫度比鑄錠溫度高得太多。  

防止方法：  

1、合理設(shè)計(jì)模具，及時(shí)檢查和更換不合格的工具；  

2、不合格的鑄錠不裝爐；  

3、剪切殘料后，應(yīng)清理干凈，不得粘潤(rùn)滑油；  

4、保持?jǐn)D壓筒內(nèi)襯完好，或用墊片及時(shí)清理內(nèi)襯。  

四、焊合不良  

用分流模擠壓的空心制品在焊縫處表現(xiàn)的焊縫分層或沒有完全焊合的現(xiàn)象，稱為焊合不良。  

焊合不良主要的產(chǎn)生原因：  

1、擠壓系數(shù)小，擠壓溫度低，擠壓速度快；  

2、擠壓毛料或工具不清潔；  

3、型模涂油；  

4、模具設(shè)計(jì)不當(dāng)，靜水壓力不夠或不均衡，分流孔設(shè)計(jì)不合理；  

5、鑄錠表面有油污。  

防止方法：  

1、適當(dāng)增加擠壓系數(shù)、擠壓溫度、擠壓速度；  

2、合理設(shè)計(jì)、制造模具；  

3、擠壓筒、擠壓墊片不涂油，保持干凈；  

4、采用表面清潔的鑄錠。  

五、擠壓裂紋  

這是在擠壓制品橫向試片邊緣呈小弧狀開裂，沿其縱向具有一定角度周期性開裂，輕時(shí)隱于表皮下，嚴(yán)重時(shí)外表層形成鋸齒狀開裂，會(huì)嚴(yán)重地破壞金屬連續(xù)性。擠壓裂紋由擠壓過程中金屬表層受到模壁過大周期性拉應(yīng)力被撕裂而形成。  

擠壓裂紋主要的產(chǎn)生原因：  

1、擠壓速度過快；  

2、擠壓溫度過高；  

3、擠壓速度波動(dòng)太大；  

4、擠壓毛料溫度過高；  

5、多孔模擠壓時(shí)，模具排列太靠近中心，使中心金屬供給量不足，以致中心與邊部流速差太大；  

6、鑄錠均勻化退火不好。  

防止方法：  

1、嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)加熱和擠壓規(guī)范；  

2、經(jīng)常巡回檢測(cè)儀表和設(shè)備，以保證正常運(yùn)行；  

3、修改模具設(shè)計(jì)、精心加工，特別是模橋、焊合室和棱角半徑等處的設(shè)計(jì)要合理；  

4、在高鎂鋁合金中盡量減少鈉含量；  

5、鑄錠進(jìn)行均勻化退火，提高其塑性和均勻性。  

六、氣泡  

局部表皮金屬與基體金屬呈連續(xù)或非連續(xù)分離，表現(xiàn)為圓形單個(gè)或條狀空腔凸起的缺陷，稱為氣泡。  

氣泡主要的產(chǎn)生原因：  

1、擠壓時(shí)擠壓筒和擠壓墊帶有水分、油等臟物；  

2、由于擠壓筒磨損，磨損部位與鑄錠之間的空氣在擠壓時(shí)進(jìn)入金屬表面；  

3、潤(rùn)滑劑中有水分；  

4、鑄錠組織本身有疏松、氣孔缺陷；  

5、熱處理溫度過高，保溫時(shí)間過長(zhǎng)，爐內(nèi)氣氛濕度大；  

6、制品中氫含量過高；  

7、擠壓筒溫度和鑄錠溫度過高。  

防止方法：  

1、工具、鑄錠表面保持清潔、光滑和干燥；  

2、合理設(shè)計(jì)擠壓筒和擠壓墊片的配合尺寸，經(jīng)常檢查工具尺寸，擠壓筒出現(xiàn)大肚時(shí)要及時(shí)修理，擠壓墊不能超差；  

3、保證潤(rùn)滑劑清潔干燥；  

4、嚴(yán)格遵守?cái)D壓工藝操作流程，及時(shí)排氣，正確剪切，不抹油，徹底清除殘料，保持坯料和工模具干凈，不被污染。  

七、起皮  

這是鋁合金擠壓制品表皮金屬與基體金屬間產(chǎn)生局部離落的現(xiàn)象。  

起皮主要的產(chǎn)生原因：  

1、換合金擠壓時(shí)，擠壓筒內(nèi)壁粘有原來金屬形成的襯套，清理不干凈；  

2、擠壓筒與擠壓墊配合不適當(dāng)，在擠壓筒內(nèi)壁襯有局部殘留金屬；  

3、采用潤(rùn)滑擠壓筒擠壓；  

4、?？咨险秤薪饘倩蚰Ｗ庸ぷ鲙н^長(zhǎng)。  

防止方法：  

1、列換合金擠壓時(shí)要徹底清理擠壓筒；  

2、合理設(shè)計(jì)擠壓筒和擠壓墊片的配合尺寸，經(jīng)常檢查工具尺寸，擠壓墊不能超差；  

3、及時(shí)清理模具上的殘留金屬。  

八、劃傷  

因尖銳的物品與制品表面接觸，在相對(duì)滑動(dòng)時(shí)所造成的呈單條狀分布的機(jī)械傷痕，稱為劃傷。  

劃傷主要的產(chǎn)生原因：  

1、工具裝配不正，導(dǎo)路、工作臺(tái)不平滑，有尖角或有異物等；  

2、模子工作帶上粘有金屬屑或模具工作帶損壞；  

3、潤(rùn)滑油內(nèi)有砂?；蛩榻饘傩?；  

4、運(yùn)辦理過程中操作不當(dāng)，吊具不合適。  

防止方法：  

1、及時(shí)檢查和拋光模具工作帶；  

2、檢查制品流出通道，應(yīng)光滑，可適當(dāng)潤(rùn)滑導(dǎo)路；  

3、防止搬運(yùn)中的機(jī)械擦碰和劃傷。  

九、磕碰傷  

制品間或制品與其他物體發(fā)生碰撞而在其表面形成的傷痕，稱為磕碰傷。  

磕碰傷主要的產(chǎn)生原因：  

1、工作臺(tái)、料架等結(jié)構(gòu)不合理；  

2、料筐、料架等對(duì)金屬保護(hù)不當(dāng)；  

3、操作時(shí)沒有注意輕拿輕放。  

防止方法：  

1、精心操作，輕拿輕放；  

2、打磨掉尖角，用墊木和軟質(zhì)材料包覆料筐、料架。  

十、擦傷  

擠壓制品表面與其他物體的棱或面接觸后發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)或錯(cuò)動(dòng)而在制品表面造成的成束分布的傷痕，稱為擦傷。  

擦傷主要的產(chǎn)生原因：  

1、模具磨損嚴(yán)重；  

2、因鑄錠溫度過高，?？渍充X或?？坠ぷ鲙p壞；  

3、擠壓筒內(nèi)落入石墨及油等臟物；  

4、制品相互竄動(dòng)，使表面擦傷、擠壓流帶不勻，造成制品不按直線流動(dòng)，致使料與料與導(dǎo)路、工作臺(tái)擦傷。  

防止方法：  

1、及時(shí)檢查、更換不合格的模具；  

2、控制毛料加熱溫度；  

3、保證擠壓筒和毛料表面清潔、干燥；  

4、控制好擠壓速度，保證速度均勻。  

十一、模痕  

這是擠壓制品表面縱向凸凹不平的痕跡，所有擠壓制品都存在程度不同的模痕。  

模痕主要的產(chǎn)生原因：  

主要原因：模具工作帶無法達(dá)到的光滑。  

防止方法：  

1、保證模具工作帶表面光潔、平滑、無尖棱；  

2、合理氮化處理，保證高的表面硬度；  

3、正確地修模；  

4、合理地設(shè)計(jì)工作帶，工作帶不能過長(zhǎng)。  

十二、扭擰、彎曲、波浪  

擠壓制品橫截面沿縱向發(fā)生角度偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，稱為扭擰。制品沿縱向呈弧形或刀形不平直的現(xiàn)象稱為彎曲。制品沿縱向發(fā)生的連續(xù)起伏不平的現(xiàn)象稱為波浪。  

扭擰、彎曲、波浪主要的產(chǎn)生原因：  

1、?？自O(shè)計(jì)排列不好，或工作帶尺寸分配不合理；  

2、?？准庸ぞ炔?；  

3、未安裝合適的導(dǎo)路；  

4、修模不當(dāng)；  

5、擠壓溫度和速度不當(dāng)；  

6、制品固溶處理前未進(jìn)行預(yù)先矯直；  

7、在線熱處理時(shí)冷卻不均勻。  

防止方法：  

1、搞高模具設(shè)計(jì)、制造水平；  

2、安裝合適的導(dǎo)路，牽引擠壓；  

3、用局部潤(rùn)滑、修模加導(dǎo)流或改變分流孔設(shè)計(jì)等來調(diào)節(jié)金屬流速；  

4、合理調(diào)整擠壓溫度和速度，使變形更均勻；  

5、適當(dāng)降低固溶處理溫度或提高固溶處理用的水溫；  

6、在線淬火時(shí)保證冷卻均勻。  

十三、硬彎  

擠壓制品在長(zhǎng)度方向上某處的突然彎曲，稱為硬彎。  

硬彎主要的產(chǎn)生原因：  

1、擠壓速度不勻，由低速突然變高速，或由高速突然變低速，以及突然停車等；  

2、在擠壓過程中硬性搬動(dòng)制品；  

3、擠壓機(jī)工作臺(tái)面不平。  

防止方法：  

1、不要隨便停車或突然改變擠壓速度；  

2、不要用手突然搬動(dòng)型材；  

3、保證出料臺(tái)平整和出料輥道平滑、無異物，合制品暢通無阻。  

十四、麻面  

這是擠壓制品的表面缺陷，是指制品表面呈細(xì)小的凸凹不平的連續(xù)的片狀、點(diǎn)狀擦傷、麻點(diǎn)、金屬豆等。  

麻面主要的產(chǎn)生原因：  

1、模具硬度不夠或軟硬不勻；  

2、擠壓溫度過高；  

3、擠壓速度過快；  

4、模子工作帶過長(zhǎng)，粗糙或粘有金屬；  

5、擠壓毛料太長(zhǎng)。  

防止方法：  

1、提高模具工作帶硬度和硬度均勻性；  

2、按規(guī)程加熱擠壓筒和鑄錠，采用適當(dāng)?shù)臄D壓速度；  

3、合理設(shè)計(jì)模具，降低工作帶表面粗糙度，加強(qiáng)表面檢查、修理和拋光；  

4、采用合理的鑄錠長(zhǎng)度。