Профилите от алуминиеви сплави се предлагат в много разновидности и спецификации, с много производствени процеси, сложни технологии и високи изисквания. Различни дефекти неизбежно ще възникнат по време на целия производствен процес - леене, екструдиране, термична обработка, обработка на повърхността, съхранение, транспортиране и опаковане.
Причини и методи за отстраняване на повърхностни дефекти:
1. Наслояване
Причина:
Основната причина е, че повърхността на слитъка е оцветена с масло и прах или работната част на предния край на екструзионния барабан е силно износена, което води до натрупване на замърсен метал около еластичната зона на предния край. Той се образува, когато плъзгащата се повърхност на еластичната зона се търкаля в периферията на продукта по време на екструдиране. Обикновено се появява в задния край на продукта. В тежки случаи може да се появи и в средния край или дори в предния край на продукта. Съществуват и неразумни разположения на отворите на матрицата, твърде близо до вътрешната стена на екструзионния барабан, прекомерно износване или деформация на екструзионния барабан и екструзионната подложка и др., което също може да причини наслояване.
Метод на елиминиране:
1) Подобряване на чистотата на повърхността на слитъка.
2) Намалете грапавостта на повърхността на екструдиращия цилиндър и матрицата и своевременно сменете екструдиращия цилиндър и екструдиращата подложка, които са силно износени и извън допустимите граници.
3) Подобрете дизайна на матрицата и направете отвора на матрицата възможно най-далеч от ръба на екструдиращия цилиндър.
4) Намалете разликата между диаметъра на екструдиращата подложка и вътрешния диаметър на екструдиращия цилиндър и намалете остатъчния замърсен метал в облицовката на екструдиращия цилиндър.
5) Поддържайте облицовката на екструдиращия цилиндър непокътната или използвайте уплътнение, за да я почиствате навреме.
6) След отрязване на останалия материал, той трябва да се почисти и не трябва да се допуска смазочно масло.
2. Мехурчета или лющене
Причина:
Причината е, че вътрешната структура на слитъка има дефекти като разхлабване, пори и вътрешни пукнатини или скоростта на екструдиране е твърде висока по време на етапа на пълнене и отработените газове не са добри, което води до засмукване на въздух в металния продукт.
Причините за образуване на мехурчета или лющене включват:
1) Екструзионният цилиндър и екструзионната подложка са износени и извън допустимите граници.
2) Екструзионният цилиндър и екструзионната подложка са твърде замърсени и оцветени с масло, влага, графит и др.;
3) Има твърде много дълбоки канали тип „лопатка“ по повърхността на слитъка; или има пори, мехури, рохкава тъкан и маслени петна по повърхността на слитъка. Съдържанието на водород в слитъка е по-високо;
4) Цевта не е била почистена при смяната на сплавта;
5) Температурата на екструдиращия цилиндър и екструдирания слитък е твърде висока;
6) Размерът на слитъка надвишава допустимото отрицателно отклонение;
7) Слитъкът е твърде дълъг, пълни се твърде бързо и температурата на слитъка е неравномерна;
8) Дизайнът на отвора за матрицата е неразумен. Или останалите материали са изрязани неправилно;
Метод на елиминиране:
1) Подобряване на нивото на рафиниране, дегазация и леене, за да се предотвратят дефекти като пори, разхлабване, пукнатини и други дефекти в слитъка;
2) Проектирайте разумно съответстващите размери на екструдиращия цилиндър и екструдиращата подложка; проверявайте често размера на инструмента, за да се уверите, че той отговаря на изискванията.
3) Екструзионната подложка не може да бъде извън допустимите отклонения;
4) При смяна на сплавта, цилиндърът трябва да се почисти старателно;
5) Забавете скоростта на етапите на екструдиране и пълнене;
6) Поддържайте повърхностите на инструментите и блоковете чисти, гладки и сухи, за да намалите смазването на екструдиращата подложка и матрицата;
7) Стриктна работа, правилно рязане на остатъчни материали и пълно отвеждане на отработените газове;
8) Методът на градиентно нагряване на слитъците се използва за повишаване на температурата на горната част на слитъците и повишаване на температурата на опашката. При пълнене първо се деформира горната част, а газът в цилиндъра постепенно се изпуска през процепа между подложката и стената на екструдиращия цилиндър;
9) Проверявайте често оборудването и инструментите, за да предотвратите прекомерна температура и прекомерна скорост;
10) Проектирайте и изработете инструменталната екипировка и матрицата разумно, а направляващите и отклоняващите отвори проектирайте с вътрешен наклон от 1° до 3°.
3. Екструзионни пукнатини
Причина:
Появата на пукнатини е свързана с напрежението и течението на метала по време на процеса на екструдиране. Вземайки за пример периодичните повърхностни пукнатини, ограниченията на формата на матрицата и ефектът от контактното триене възпрепятстват течението по повърхността на заготовката. Скоростта на потока в центъра на продукта е по-голяма от скоростта на потока на външния метал, така че външният метал е подложен на допълнително напрежение на опън, а центърът е подложен на допълнително напрежение на натиск. Генерирането на допълнително напрежение променя основното напрегнато състояние в зоната на деформация, в резултат на което аксиалното работно напрежение на повърхностния слой (суперпозицията на основно напрежение и допълнително напрежение) може да се превърне в напрежение на опън. Когато това напрежение на опън достигне действителната граница на якост на счупване на метала, по повърхността се появяват разширяващи се навътре пукнатини, чиято форма е свързана със скоростта на движение на метала през зоната на деформация.
Метод на елиминиране:
1) Уверете се, че съставът на сплавта отговаря на определените изисквания, подобрете качеството на слитъка, минимизирайте съдържанието на примеси в слитъка, които ще доведат до намаляване на пластичността, и минимизирайте съдържанието на натрий във високомагнезиеви сплави.
2) Стриктно спазвайте различни спецификации за нагряване и екструдиране и контролирайте разумно температурата и скоростта на екструдиране според материала и характеристиките на продукта.
3) Подобрете дизайна на матрицата, като увеличите по подходящ начин дължината на лентата за оразмеряване на матрицата и увеличите по подходящ начин радиуса на заобляне на ъглите на напречното сечение. По-специално, дизайнът на моста на матрицата, камерата на запояващата станция и радиусът на ъглите трябва да бъдат разумни.
4) Подобряване на ефекта на хомогенизиране на слитъка и подобряване на пластичността и еднородността на сплавта.
5) Когато условията позволяват, използвайте методи като екструдиране чрез смазване, екструдиране с конусовидна матрица или обратно екструдиране, за да намалите неравномерната деформация.
6) Редовно проверявайте инструментите и оборудването, за да осигурите нормалната им работа.
4. Портокалова кора
Причина:
Основната причина е, че вътрешната структура на продукта има едри зърна. Обикновено, колкото по-едри са зърната, толкова по-очевидни са те. Особено когато удължението е голямо, е по-вероятно да се появи този вид дефект „портокалова кора“.
Методи за превенция:
За да се предотврати появата на дефекти от типа „портокалова кора“, основното е да се избере подходяща температура и скорост на екструдиране и да се контролира удължението. Подобрява се вътрешната структура на слитъка и се предотвратяват едри зърна.
5. Тъмни петна
Причина:
Основната причина е, че скоростта на охлаждане в точката на контакт между дебелостенната част на профила и топлоустойчивия филц (или графитната лента) е много по-малка, а концентрацията на твърд разтвор е значително по-малка, отколкото другаде. Следователно, вътрешната структура е различна и външният вид показва тъмен цвят.
Метод на елиминиране:
Основният метод е да се засили охлаждането на разтоварващата маса и да не се спира на едно място при достигане до плъзгащата се маса и охлаждащото легло, така че продуктите да могат да бъдат в контакт с топлоустойчивия филц на различни места, за да се подобрят неравномерните условия на охлаждане.
6. Тъканни ивици
Причина:
Поради неравномерната структура и състав на екструдираните части, върху продуктите се появяват лентовидни линии в посока на екструдиране. Обикновено се появяват в области, където дебелината на стената се променя. Това може да се определи чрез корозия или анодиране. При промяна на температурите на корозия, лентовидните линии понякога могат да изчезнат или да променят ширината и формата си. Причината се дължи на неравномерна макроскопска или микроструктура на слитъка, недостатъчна хомогенизация на слитъка или неправилна система за нагряване за обработка на екструдирания продукт.
Метод на елиминиране:
1) Слитъкът трябва да бъде рафиниран, за да се избегне използването на едрозърнести слитъци.
2) Подобрете формата, изберете подходящата форма на водещата кухина и подрежете водещата кухина или колана за оразмеряване на формата.
7. Надлъжна заваръчна линия
Причина:
Това се дължи главно на структурната разлика между заварената част от металния поток и другите части на метала в екструдиращата матрица. Или може да бъде причинено от недостатъчно подаване на алуминий в кухината на формата за заваряване по време на екструдиране.
Метод на елиминиране:
1) Подобряване на дизайна на мостовата конструкция и заваръчната кухина на комбинираната матрица с разделяне. Например, регулиране на съотношението на разделяне - съотношението на площта на разделения отвор към площта на екструдирания продукт, както и дълбочината на заваръчната кухина.
2) За да се осигури определено съотношение на екструдиране, обърнете внимание на баланса между температурата на екструдиране и скоростта на екструдиране.
3) Не използвайте леярски вериги с маслени петна по повърхността, за да избегнете смесване на смазочни материали и чужди тела в заваръчния шев.
4) Не нанасяйте масло върху екструзионния цилиндър и екструзионната подложка и ги поддържайте чисти.
5) Увеличете по подходящ начин дължината на останалия материал.
8. Хоризонтални заваръчни линии или стоп-маркери
Причина:
Основната причина е, че по време на непрекъснато екструдиране, металът във формата е лошо заварен към метала на предния край на новодобавената заготовка.
Метод на елиминиране:
1) Заострете острието на ножицата, използвана за рязане на останалия материал, и го изправете.
2) Почистете крайната повърхност на заготовката, за да предотвратите смесването на смазочно масло и чужди тела.
3) Увеличете температурата на екструдиране по подходящ начин и екструдирайте бавно и равномерно.
4) Разумно проектиране и избор на инструменти, материали за форми, координация на размерите, якост и твърдост.
9. Драскотини, драскотини
Причина:
Основната причина е, че когато продуктите се транспортират хоризонтално от плъзгащата се маса до масата за рязане на готови продукти, твърди предмети стърчат от охлаждащото легло и надраскват продуктите. Някои от тях се появяват по време на товарене и транспортиране.
Метод на елиминиране:
1) Лентата за оразмеряване на матрицата трябва да е гладка и чиста, а инструментът за изпразване на матрицата също трябва да е гладък.
2) Проверявайте внимателно при инсталиране на форми, за да избегнете използването на форми с малки пукнатини. Обърнете внимание на радиуса на заобляне при проектирането на формата.
3) Проверявайте и полирайте работната лента на матрицата своевременно. Твърдостта на матрицата трябва да е равномерна.
4) Често проверявайте охлаждащото легло и масата за съхранение на готовия продукт. Те трябва да са гладки, за да се предотврати надраскването на продуктите от твърди издатини. Направляващият път може да бъде правилно смазан.
5) При товарене трябва да се поставят дистанционни елементи, които са по-меки от готовия продукт, а транспортирането и повдигането трябва да се извършват плавно и внимателно.
10. Пресоване на метал
Причина:
Основната причина е, че алуминиевата шлака, генерирана в празната позиция на ножа на матрицата, полепва по екструдирания продукт и се стича в изпускателната маса или плъзгащата се маса и се притиска към повърхността на екструдирания материал от ролките. По време на анодирането не се образува оксиден филм, вдлъбнатини или ями, където металът се притиска.
Метод на елиминиране:
1) Изгладете колана за оразмеряване и скъсете дължината му.
2) Регулирайте празния нож на калибровъчния колан.
3) Променете разположението на отворите на матрицата и се опитайте да избягвате поставянето на плоската повърхност на продукта под и в контакт с ролките, за да предотвратите натискането на алуминиевата шлака.
4) Почистете повърхността и краищата на слитъка и избягвайте попадането на метални стружки в смазочното масло.
11. Други повърхностни дефекти
Причина:
1) По време на процеса на топене и леене химичният състав е неравномерен, с метални включвания, пори и неметални включвания, вътрешната структура на оксидния филм или метала е неравномерна.
2) По време на процеса на екструдиране температурата и деформацията са неравномерни, скоростта на екструдиране е твърде бърза, охлаждането е неравномерно и структурата е неравномерна при контакт с графит и масло.
3) Дизайнът на матрицата е неправилен и преходът между острите ъгли на матрицата не е плавен. Празният нож е твърде малък и драска метала, матрицата е лошо обработена, има грапавини и не е гладка, а азотирането не е добро. Твърдостта на повърхността е неравномерна и работната лента не е гладка.
4) По време на процеса на повърхностна обработка, концентрацията на течността във ваната, температурата и плътността на тока са неразумни, а процесът на обработка с киселинна или алкална корозия е неправилен.
Метод на елиминиране:
1) Контролирайте химичния състав, оптимизирайте процеса на леене, засилете пречистването, рафинирането и хомогенизирането.
2) Процесът на хомогенизиране на слитъци изисква бързо охлаждане.
3) Контролирайте разумно температурата и скоростта на екструдиране, за да осигурите равномерна деформация и използвайте разумна дължина на слитъците.
4) Подобряване на методите на проектиране и производство на матрицата, увеличаване на твърдостта на работния колан на матрицата и намаляване на грапавостта на повърхността.
5) Оптимизирайте процеса на азотиране.
6) Стриктно контролирайте процеса на повърхностна обработка, за да предотвратите вторични повреди или замърсяване на повърхността по време на киселинна или алкална корозия.
Редактирано от Мей Джианг от MAT Aluminum
Време на публикуване: 28 август 2024 г.
