工业铝型材生产加工厂家

铝合金型材的品种规格繁多，生产工序多、技术复杂、要求高，在熔铸、挤压、热处理精整、表面处理以及储运包装等整个生产过程中，不可避免地会出现各种缺陷；下面仅就实际铝型材挤压生产中常遇到主要缺陷的产生原因和消除方法进行分析和讨论；

铝型材表面缺陷产生的原因及消除方法

1成层

产生原因：

成层是一种无固定分布规律的挤压缺陷，多数是不连续的圆形或弧形的薄层分布在挤压铝型材的边缘，可见到明显的壳状分层；产生成层的主要原因是铸锭表面沾有油污、尘土，或挤压筒前端工作部分磨损较大，造成前端弹性区周围脏污金属的堆集；挤压时沿着弹性区滑动面被卷入铝型材的周边而形成；一般多出现在铝型材的尾端，严重时也可能出现在铝型材的中段，甚至前端；还有模孔排列不合理，距挤压筒内壁太近以及挤压筒、挤压垫磨损过大或变形等也可能产生成层；

消除方法：

（1）提高铸锭表面的清洁度；

（2）降低挤压筒和模具表面粗糙度，及时更换严重磨损超差的挤压筒和挤压垫；

（3）改进模具设计，模孔位置尽可能离挤压筒边缘远一点；

（4）减小挤压垫直径与挤压筒内径差，减少挤压筒内衬中残留的脏污金属；

（5）保持挤压筒内衬完好，或用垫片及时清理内衬；

（6）剪切残料后，应清理干净，不得沾润滑油；

2气泡或起皮

产生原因：

局部表皮金属与基体金属呈连续或非连续分离或局部脱落的现象，表现为圆形单个或条状空腔凸起的泡，常见于头、尾部，完整的称为气泡，已破裂的称为起皮；在挤压方向多呈线状方式排列，肉眼可以判定；多出现在软合金铝型材的头尾端；产生原因是铸锭内部组织有疏松、气孔、内裂等缺陷，或填充阶段挤压速度太快，排气不好，将空气卷入铝型材中所造成；当铸锭长度与直径之比大于4~5时，填充时会产生双鼓变形，在挤压筒的中部产生一个封闭空间，随着填充的进行，此空间体积减小，气体压力增大，而进入铸锭表面的微裂纹中，这些裂纹通过模子时被焊合，则在铝型材表面形成气泡，或者未能焊合出模孔后形成起皮；

（1）挤压筒、挤压垫磨损超差，挤压筒和挤压垫尺寸配合不当，同时使用的两个垫片的直径差超过允许值；

（2）挤压筒和挤压垫太脏，沾有油污、水分、石墨等；

（3）铸锭表面铲槽太多、过深；或铸锭表面有气孔、砂眼，组织疏松、油污，铸锭的氢含量较高等；

（4）更换铝型材时筒内未清理干净；

（5）挤压筒温度和挤压铸锭温度过高；

（6）铸锭尺寸超过允许负偏差；

（7）铸锭过长，填充太快，铸锭温度不均，引起非鼓形填充，因而筒内排气不完全，或操作不当，未执行排气工序；

（8）模孔设计不合理，或切残料不当，分流孔和导流孔中的残料部分带出，挤压时空隙中的气体进入表面；

消除方法：

（1）提高精炼除气、铸造的水平，防止铸锭产生气孔、疏松、裂纹等缺陷；

（2）合理设计挤压筒和挤压垫片的配合尺寸；经常检查工具尺寸，保证符合要求，挤压筒出现大肚要及时修理或更换磨损超差的挤压筒内衬；

（3）挤压垫不能超差；

（4）更换铝型材时应彻底清理挤压筒；

（5）减慢挤压填充阶段的速度；

（6）工具、铸锭表面保持清洁、光滑和干燥，减少对挤压垫和模具的润滑；

（7）严格操作，正确剪切残料和完全排气；

（8）采用铸锭梯度加热法，使铸锭头部温度高，尾部温度低，填充时头部先变形，而筒内的气体通过垫片与挤压筒壁之间的间隙逐渐排出；

（9）经常检查设备和仪器，防止温度过高、速度过快；

（10）合理设计、制造工模具，导流孔和分流孔设计为1°~3°内斜度；

3挤压裂纹

产生原因:

挤压铝型材时，常在铝型材棱角或厚度差较大的台阶附近产生间断性裂口，严重的呈锯齿状开裂或撕裂，并深入金属内部，严重破坏金属连续性，一般硬铝合金较易出现；

裂纹的产生与金属在挤压过程中的受力与流动情况有关，以表面周期性裂纹为例，模子形状的约束和接触摩擦的作用使坯料表面的流动受到了阻碍，铝型材中心部位的流动速度大于外层金属流速，从而使外层金属受到了附加拉应力作用，中心受到了附加压应力作用，附加应力的产生改变了变形区内的基本应力状态，使表现层轴向工作应力有可能成为拉应力，当这种拉应力达到金属的实际断裂强度极限时，在表面就会出现向内扩展的裂纹，其形状与金属通过变形区域的速度有关；裂纹的产生使局部附加拉应力降低，当裂纹扩展到一定位置时，裂纹尖端处的工作应力降低到断裂强度极限以下，第一个裂纹不再向内部扩展，随着金属变形不断进行，铝型材又会由于附加拉应力的增大，其表面层工作应力超过金属的断裂强度极限，从而出现第二个裂纹，如此循环往复，在铝型材表面就会形成周期性裂纹；

由于越接近模子出口处内、外金属的流速差越大，附加拉应力也越大，因此表面周期性裂纹通常在模子出口处形成，硬铝合金在生产中最易出现表面周期性裂纹；

与表面周期裂纹的形成原因相反，中心周期性裂纹的产生是由于挤压时中心流动慢，表面流动快，而在中心形成了附加拉应力；当附加拉应力使中心工作应力成为拉应力且达到了金属的实际断裂强度时，便形成了裂纹，实际生产时，由于加热不透形成内生外熟，或因挤压比太小，变形不深入，都可能使金属的中心流速小于表面流速而产生中心周期裂纹；一般铸锭加热温度太高，在热脆温度范围内，塑性明显下降，断裂强度降低或挤压速度太快，内、外层流速差增大，都易产生裂纹；有的在挤压后期速度失控，突然加快，使铝型材尾端产生裂纹；另外由于铝合金铸锭杂质含量超标，热塑性下降，即使正常的挤压速度也会产生开裂现象；

消除方法：

（1）确保合金成分符合规定要求，提高铸锭品质，尽可能减少铸锭中会引起塑性下降的杂质含量，在高镁合金中尽量减少钠含量；

（2）严格执行各项加热和挤压规范，根据铝型材的合金和特点，合理的控制挤压温度和速度；

（3）改进模具设计，适当增大模子定径带长度和断面棱角部分适当增加圆角半径，特别是模桥、焊合室和棱角半径等处的设计要合理；

（4）提高铸锭的均匀化效果，改善合金的塑性和均匀性；

（5）在条件允许时采用润滑挤压、锥模挤压或反挤压等方法来减少不均匀变形；

（6）经常巡回检测仪表和设备，以保证正常运行；

4其他表面缺陷

产生原因：

（1）熔铸过程中产生的原因；化学成分不均，有金属夹杂、气孔、非金属夹杂、氧化膜、金属内部组织不均匀；

（2）挤压过程中产生的原因；温度、变形不均匀，挤压速度太快，冷却不均匀，与石墨、油污接触处产生组织不均匀；

（3）工模具方面的原因；模具设计不合理，模子尖角过渡不平滑，空刀过小擦伤金属，工模加工不良，有毛刺不光洁，氮化处理不好，表面硬度不均匀，工作带不平滑；

（4）表面处理方面的原因；槽液浓度、温度、电流密度不合理，酸腐蚀或碱腐蚀处理工艺不当；

消除方法：

（1）控制化学成分，优化熔铸工艺，加强净化，细化处理和均匀化处理；

（2）铸锭均匀化处理要快速冷却；

（3）合理控制挤压温度、速度，使变形均匀并采用合理铸锭长度；

（4）改善模具的设计和制造方法，提高模具工作带硬度，降低表面粗糙度；

（5）优化氮化处理工艺；

（6）严格控制表面处理工艺，防止酸腐蚀或碱腐蚀过程中对表面的二次伤害或污染；