鋁擠壓型材表面出現的顆粒狀毛刺是常見的一個問題,就這個問題的形成,鄙人歸納了下總共有以下四種原因:
1.空氣塵埃吸附,燃煤鋁棒加熱爐產生的灰塵、鋁屑、油污及水份凝結成顆粒附著在熱的鋁型材表面。
2.鋁棒中的雜質,如:精煉不充分遺留的金屬夾雜物和非金屬夾雜物。
3.時效爐內的灰塵附著。
4.鋁棒中的缺陷及成分中的β相AlFeSi在高溫下析出,使金屬塑性降低,抗拉強度降低,產生顆粒狀毛刺。
鋁棒由高溫鑄造,鑄造速度快,冷卻強度大,造成合金中的β相AlFeSi不能及時轉變為球狀α相AlFeSi,由于β相AlFeSi在合金中呈現針狀組織,硬度高、塑性差,抗拉強度很低,在高溫擠壓時不僅會誘發擠壓裂紋,而且會產生顆粒狀毛刺,這種毛刺不易清理,手感強烈,顆粒附近常伴隨有蝌蚪狀拖尾,在金相顯微鏡下觀察,呈現灰褐色,成分中富含鐵元素。鋁棒在熔鑄過程中,精煉不充分,泥土、精煉劑、覆蓋劑以及粉末涂料和氧化膜夾雜等混入棒中,這些物質在擠壓過程中,使金屬的塑性和抗拉強度顯著降低,極易產生顆粒狀毛刺。鋁棒的組織缺陷常見的有疏松、晶粒粗大、偏析、光亮晶粒等,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,極易產生顆粒狀毛刺。
關于模具的影響。在擠壓生產中,模具是在高溫高壓的狀態下工作的,受壓力和溫度的影響,模具產生彈性變形。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"吸附顆粒"。隨著粘鋁的不斷增大,模具產生瞬間回彈,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。我們現在使用的擠壓模具基本是平面模,在鑄棒不剝皮的情況下,鑄棒表面及內在的雜質堆積在模具內金屬流動的死區,隨著擠壓鑄棒的推進及擠壓根數的增多,死區的雜質也在不斷的變化,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,有的被型材拉脫,形成了顆粒狀毛刺。因此,模具是造成顆粒狀毛刺的關鍵因素。另外工模具表面的粗糙度越高、工作帶表面的硬度越低,也是造成粘鋁,形成顆粒狀毛刺原因之一。
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