一、鋁擠材毛刺及震痕形成的原因

 

    毛刺和震痕”是在鋁擠壓型材生產中常見的重要缺陷。毛刺一般不直觀，如果不仔細觀察或手摸較難發現；震痕則是由顆粒相對集中的鋁型材表面的表現。它們的危害主要是，在氧化電泳、噴涂鋁型材的過程中，很難將其去除掉，嚴重影響鋁型材的表面美觀，造成鋁型材廢品。一般廠家對表面處理為噴粉（漆）型材全部經噴砂處理后，再進行噴粉（漆），效果較好;但氧化光面電泳料處理起來就很棘手，給鋁型材擠壓工序造成極大的困擾，因此，要在實踐生產中不斷地觀察分析、總結，采取相應措施，以減少或杜絕這種缺陷的出現很重要。      

 

　　毛刺和震痕的的專業術語叫"吸附顆粒"。“毛刺”一般呈不規則分布在鋁型材表面，在擠壓過程中形成的工作帶前后粘鋁，在鋁型材擠壓生產時不斷有“毛刺”被型材帶出；“毛刺”用風吹或擦拭，大部分的可以去掉。而“震痕”，由于模具空刀位的粘鋁，在型材震動或模具瞬間回彈時瞬間被拉出，這些顆粒幾乎在同一截面上或深或淺的鑲在型材上，所以用擦拭的方法是難以消除！

 

　　“毛刺”其對一般傳統色號影響不大，但現在新色號不斷的推出，尤其高光表面處理型材越來越多，表面要求越來越高，無論是電泳型材、噴涂型材、氟碳噴涂型材，表面處理是高光的型材就影響較大。“毛刺”用手摸可以感覺到在型材表面上滑動。但有一部分由于靜電原因仍吸附在型材表面上，經時效處理后，這些“毛刺”更加緊密粘附在型材表面。在型材表面預處理工序，由于受槽液濃度規定范圍的限制，有的可以去除掉，有的去除不掉形成凸點。此問題在表面處理車間生產中經常出現。

 

　　而“震痕”在型材表面預處理工序，因“毛刺”鑲在型材上，形成表面粗糙，甚至有刺手的感覺。只有極少可以去除掉的，則形成凹點。無法除掉的則形成凸點 ，由于“毛刺”密集，且幾乎在同一截面上。如表面處理為氧化的話，通常判為廢品。如表面處理為噴涂（粉），可以通過砂紙磨平的方法修補。

 

　　另外“毛刺”和“震痕”產生與擠壓模具模具設計是否合理、擠壓參數選擇是否恰當、鑄棒的缺陷，都有可能在模腔內形成粘鋁條件，最終形成“毛刺”和“震痕”的表象。

 

　　1、鋁型材擠壓模具

 

　　1.鋁型材擠壓模具的彈性變形引起。模具制造中其工作帶平行于擠壓方向，但實際擠壓生產中，模具是在高溫高壓的狀態下受到壓力后，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，形成類似車刀瘤，粘鋁的形成過程中，不斷有“車刀瘤”被型材帶出，粘附在型材表面上，形成“毛刺”或“震痕”。

 

 

　　2.如模具空刀位太淺，會造成粘鋁逐漸增多。型材逐漸帶出的粘鋁形成“毛刺”，無法被型材拉出的，且模具瞬間回彈時粘鋁不脫落，就會形成亮帶、紋粗、甚至劏模等問題。

 

　　3.模具內金屬流動的死區。多數鋁材廠鑄棒一般不剝皮的，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。有的被型材拉出，形成“毛刺”或“震痕”。另外雜質與正常流動的金屬相互磨擦，造成型材表面亮帶、紋粗等缺陷。

 

　　2、鋁擠材毛刺及震痕的解決措施：

 

　　1.鋁型材擠壓時要選擇合適的孔數及機型。根據型材的外接圓直徑、壁厚、單重、擠壓比大小、現有的機型等選擇最佳模具規格，降低形成粘鋁的條件，減少形成“毛刺”或“震痕”的概率；

 

　　2.提高鋁擠壓模具的強度。在實際生產中，模具彈性變形量越大，形成“毛刺”或“震痕”可能性越大。如多孔模（圖1），分流孔多且密，相應降低模具的強度；又如長懸臂的模具等。在設計模具時，盡可能提高模具剛度、強度，以達到減少模具在生產時的彈性變形量。選擇最佳參數值在確定工作帶的長短、模頸、焊合室形式、空刀的放量、分流孔大小等，都要考慮。

 

　　另外前墊的厚度，及其內孔的形式，必須對模具形成有效的支撐也同樣重要，在實際生產中證明：前墊做一件式（圖2）優于做兩件式（圖3）！達到減少模具彈性形變的目的，對減少“毛刺”“震痕”效果相當明顯！  

 

 

　　3.減少模具的死區。模具在制造過程中，要求模具內腔的面與面的過度、R位與面的過度等避免尖角存在；金屬流動的摩擦面要求平滑等。

 

　　4.模具表面的粗糙度、工作帶的平行度、工作帶表面的硬度等，也會形成粘鋁的條件。模具氮化前必須對模具內腔、工作帶的平滑度，工作帶的平行度等進行檢查，并進行修整、然后進行噴砂、拋光等，以達到提高模具的平滑度。經過氮化后，提高表面硬度后，將進一步提高模具的平滑度。

 

　　5.裝模前，模具拋光后，并在模具散件的配合面、焊合室噴防銹劑。   

 

    6.裝模時，必須將螺栓鎖緊。

 

　　3、鋁型材擠壓工藝的影響

 

　　1.如果溫度高、金屬的流動過快，模具變形的程度增加，易形成粘鋁現象；同時金屬的變形抗力相對增加了，在模具內腔的金屬死區相對增大，提高了形成粘鋁的條件；另外如果鑄棒溫度、模具溫度、盛錠筒溫度相差過大，也易造成粘鋁問題。

 

　　2.模具投入生產前，一定要選用指定的模墊、專用墊。另外特別注意模墊、專用墊、模具之間的配合是否有間隙，是否有撞擊位披風、裂紋、甚至退火產生凹痕等。即可能其中某一工件的端面不平，在擠壓生產時給模具彈性變形留下空間。

 

　　解決措施：

 

　　1.擠壓機出口按裝白色燈光，以便觀察“毛刺”的實時情況。

 

    2.根據“毛刺”問題的實時情況，根據擠壓系數、型材斷面情況、模具情況、設備情況等，選擇最佳的擠壓溫度、鑄棒加熱溫度、模具溫度以及擠壓速度，并在生產過程中，不斷調整這些參數。

 

　　3.限制一次上機生產的鑄棒數量。隨著生產棒數的增加，工作帶溫度在上升，鋁水與工作帶的摩擦加劇，導致工作帶硬度下降、表面粗糙，積鋁越來越多，“毛刺”也就越來越多。 

 

　　4.機手應在生產前檢查模墊、專用墊、模具之間的配合是否緊密。如其中有間隙，可采取磨平的方法解決。如果磨掉的量稍大，可以對模墊、專用墊進行加溫后，再投入生產。         

 

　　5.擠壓中心位要正。模具中心位不正，棒皮易進入模具；擠壓桿不正，壓餅刮（盛錠筒）筒壁，將本應倒流的雜質送入模具，形成“積鋁”條件。

 

　　6. 擠壓生產進行中，應盡可能避免型材晃動。如果出料口處型材晃動，會將空刀的“積鋁”瞬間帶出，形成“震痕”。所以往往在牽引機剛鋸完型材時，在出料口的型材當即產生一個“震痕”。

 

　　4、 鑄棒質量的影響

 

　　因鑄棒的各種缺陷體與鑄棒基體焊合不好，造成了金屬流動的不連續性，形成“積鋁”條件。從而形成"“毛刺”或“震痕”。 

 

　　1.偏析是在鑄棒表面凝結的易熔析出物，也稱偏析瘤，是易熔組成物滲出后凝結在鑄棒表面而成的，在擠壓生產中，聚集在模具金屬流動的死區，被擠出或被流動的型材拉出，形成“毛刺”或“震痕”。 

 

　　2.疏松是在晶界及枝晶網絡出現的宏觀和微觀的分散性縮孔，在枝晶間呈三角形孔洞，斷口組織不致密，可能往往伴有氣孔、夾渣等，在擠壓生產中很難與金屬焊合，從而以形成粘鋁現象。

 

　　3.夾渣是混入鑄棒的熔渣、氧化皮或其他雜質，也叫夾雜。凹陷于基體，將破壞鑄棒的連續性。在擠壓過程中，夾渣通過模具的工作帶時，粘附在入口端，形成粘鋁。             

 

　　4.晶粒粗大是當熔體金屬過熱或鑄造溫度過高時。在鑄棒中易出現的粗大晶粒組織，并伴有晶間裂紋，使金屬不連續，在擠壓生產中，也易產生粘鋁問題；

 

    解決措施：

 

　　1.在鋁合金鑄棒的鑄造過程中，采用細化晶粒工藝，采取有效的技術措施減少鑄棒的夾渣、疏松、晶粒粗大等缺陷，對鑄棒進行均勻化處理。

 

　　2.另外，加強對鋁合金鑄棒的低倍組織分析，進行質量監控，減少有缺陷鑄棒的投入使用。

 

　　3.高端產品使用專用鋁合金鑄棒，能提高成品率，減少上機模具數量。