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铝型材表面物理加工技术
铝型材的外观质量在很大程度上取决于物理预加工技术的合理选用,常用的物理预加工技术包括磨光、抛光、刷光、滚光、震光、喷砂、拉丝等,通过这些预加工技术的处理可以使原先粗糙的表面获得平整或光亮的表面,也可以使原先平整的表面获得砂状、丝状等表面效果,通过对铝型材表面状态的改变赋予其更高的表面装饰效果,这也是铝型材表面处理的宗旨之所在;
当然,并不是所有铝型材都要经过这些物理预加工技术的处理,只有两种情况才会采用物理加工方法:一是为了获得平整或光滑如镜的表面,二是为了获得粗糙化的表面(指砂或丝的效果);前者是为了消除铝型材在加工过程中所形成的各种表面缺陷,为后续加工提供一个合格的基准表面;后者可以通过粗糙化处理来赋予其新的表面效果或掩盖一些轻微的缺陷而得到一个可用于装饰或功能用途的更易被消费者所接受的外观;
铝型材加工所用的材料可分为铸造材料、锻造材料及各种板材、型材、棒材等;其加工方法有铸造法、压铸法、冲压法、拉伸法、剪切法、铣及车工等;在这些加工方法中以各种板材的冲压、拉伸、冷挤和各种挤压的铝型材应用最为普遍;取其原材料可按设计要求进行批量生产,加工过程容易,加工成本低,易于进行低成本大批量生产;
冲压法、拉伸法和剪切法对铝型材的表面状态影响较小,同时用于冲压加工的铝合金板材都有保护胶膜层,可有效防止在冲压加工过程中对铝型材表面的损伤;冲压法及拉伸法对铝合金材质表面的质量影响主要集中在模具及与之相配合的冲压或拉伸工艺;
各种挤压铝型材的表面质量主要受以下几方面因素的影响:一是模具的影响,表现在模具的设计不合理,或模具加工质量粗糙,使成型时铝型材表面机械纹理严重;二是加工过程的影响;三是材料的影响;挤压铝型材常见的表面质量缺陷主要有条纹和粗糙面,现简要介绍如下:条纹是一种平行于挤压方向的缺陷,种类较多,其中主要有以下几种:
(1)组织条纹:这种条纹的产生主要有三种因素:一是挤压速度过快;二是铝锭组织本身不均匀发生成分偏析;三是铝锭在挤压之前表面的硬皮没有预先去除,在挤压过程中导致材料表面成分不均匀而形成组织条纹;经过化学处理或阳极氧化后铝型材表面出现亮线、灰线或暗线等;
(2)焊合条纹:这是分流模挤压铝型材常见的条纹;这种条纹主要是模具设计得不合理和焊接加工不良所致;在挤压铝型材时选择合适的润滑处理可获得一定程度的改善;
(3)金属亮线:这也是组织条纹的一种形式,大多都是由于在铝型材挤压过程中金属流动的不均匀而出现局部晶粒粗大区,呈现出平直且宽度不等的条纹;这种缺陷的产生与型材结构有很大关系,如铝型材厚薄交替处、型材直角或尖角处、型材筋肋处等,铝型材的基材越厚,由型材结构所造成的这种缺陷就越低;有这种缺陷的型材经化学处理或阳极氧化后出现亮线或浅色条纹;
(4)摩擦条纹:这种条纹并不是每次都会出现,且有轻有重,位置不固定;这种缺陷的产生一般都是由模具设计不合理和挤压加工工艺控制不良所致;
条纹的类型除以上几种以外模具还有一种由模具制造粗筋所致的一种纯机械条纹,这种条纹往往较深,肉眼就能明显观察到;
粗糙面是指在铝型材表面出现连续的片状、点状且深度不同的明显或潜在的粗化面,经化学处理或阳极氧化后这种现象会变得更加明显;这种缺陷主要是因为挤压温度过高,挤压速度过快,使铝型材表面温度过高而粘结金属所致;这种缺陷在一些压铸成型的型材表面时有发生;
车、铣加工对铝型材表面质量的影响:铝型材经车、铣后会在表面留下深浅不一的加工痕迹,这些加工痕迹与加工过程中的要求有关,精车或精铣的铝型材表面的加工痕迹很轻,特别是经过精车的铝型材可达到较高的加工表面水平;但精铣却难以提供一个可直接用于表面处理的平滑表面,这些型材在进行表面处理前需要事先通过磨光或抛光的方式进行预加工;
对于经过机械加工成型的铝型材产品,为了达到某一特定的表面效果,在进行化学处理之前都需要进行适当的物理加工处理,在进行化学加工前为铝型材产品提供一个基准表面;这个基准表面可以是光泽面也可以是粗糙面;并由此而派生出光面和粗化面两大表面状态要求完全不同的加工方法;对铝型材产品的物理处理和加工所必须经过的流程并没有一个统一的规定;在实际加工过程中主要取决于铝型材材料、形状、表面初始状态、使用场合及最终表面状态要求等;
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