Профілі з алюмінієвих сплавів бувають різних видів та специфікацій, з багатьма виробничими процесами, складними технологіями та високими вимогами. Різні дефекти неминуче виникають протягом усього виробничого процесу: лиття, екструзії, термічної обробки, обробки поверхні, зберігання, транспортування та упаковки.
Причини та методи усунення поверхневих дефектів:
1. Шарування
Причина:
Основна причина полягає в тому, що поверхня злитка забруднена маслом та пилом, або робоча частина переднього кінця екструзійного барабана сильно зношена, що призводить до накопичення брудного металу навколо пружної зони переднього кінця. Він утворюється, коли ковзна поверхня пружної зони згортається на периферію виробу під час екструзії. Зазвичай він з'являється на задньому кінці виробу. У важких випадках він також може з'явитися на середньому кінці або навіть на передньому кінці виробу. Також існують нераціональне розташування отворів матриці, занадто близьке розташування до внутрішньої стінки екструзійного барабана, надмірний знос або деформація екструзійного барабана та екструзійної площадки тощо, що також може спричинити нашарування.
Метод елімінації:
1) Покращення чистоти поверхні злитка.
2) Зменште шорсткість поверхні екструзійного циліндра та форми, а також негайно замініть екструзійний циліндр та екструзійну площадку, які сильно зношені та виходять за межі допуску.
3) Удосконалити конструкцію форми та розмістити отвір для матриці якомога далі від краю екструзійного циліндра.
4) Зменшити різницю між діаметром екструзійної площадки та внутрішнім діаметром екструзійного циліндра, а також зменшити залишковий брудний метал у футеровці екструзійного циліндра.
5) Зберігайте футеровку екструзійного циліндра цілою або використовуйте прокладку для своєчасного очищення футеровки.
6) Після розрізання матеріалу, що залишився, його слід очистити, і не допускати використання мастила.
2. Бульбашки або лущення
Причина:
Причина полягає в тому, що внутрішня структура злитка має дефекти, такі як пухкість, пори та внутрішні тріщини, або швидкість екструзії занадто висока під час стадії заповнення, а вихлоп поганий, що призводить до втягування повітря в металевий виріб.
Серед причин утворення бульбашок або відшаровування є:
1) Екструзійний циліндр та екструзійна площадка зношені та виходять за межі допуску.
2) Екструзійний циліндр та екструзійна площадка занадто брудні та заплямовані маслом, вологою, графітом тощо;
3) На поверхні злитка забагато глибоких лопатеподібних канавок; або на поверхні злитка є пори, пухирі, пухка тканина та масляні плями. Вміст водню у злитці вищий;
4) Ствол не був очищений під час заміни сплаву;
5) Температура екструзійного циліндра та екструзійного злитка занадто висока;
6) Розмір злитка перевищує допустиме від’ємне відхилення;
7) Злиток занадто довгий, заповнюється занадто швидко, а температура злитка нерівномірна;
8) Конструкція отвору для штампа є нераціональною. Або неправильне різання матеріалів, що залишилися;
Метод елімінації:
1) Підвищити рівень рафінування, дегазації та лиття, щоб запобігти таким дефектам, як пори, розпушення, тріщини та інші дефекти у злитці;
2) Розумно спроектуйте відповідні розміри екструзійного циліндра та екструзійної площадки; часто перевіряйте розмір інструменту, щоб переконатися, що він відповідає вимогам.
3) Екструзійна площадка не повинна виходити за межі допуску;
4) Під час заміни сплаву циліндр слід ретельно очистити;
5) Уповільнити швидкість етапів екструзії та наповнення;
6) Тримайте поверхні інструментів та злитків чистими, гладкими та сухими, щоб зменшити змащення екструзійної площадки та форми;
7) Сувора експлуатація, правильне різання залишкових матеріалів та повне витяжне очищення;
8) Метод градієнтного нагрівання злитка використовується для підвищення температури головки злитка та зниження температури хвоста. Під час заповнення спочатку деформується головка, а газ у циліндрі поступово виходить через зазор між майданчиком та стінкою екструзійного циліндра;
9) Часто перевіряйте обладнання та інструменти, щоб запобігти перегріву та надмірній швидкості;
10) Розумно спроектувати та виготовити оснащення й форму, а також спроектувати напрямні та відвідні отвори з внутрішнім нахилом від 1° до 3°.
3. Тріщини від екструзії
Причина:
Виникнення тріщин пов'язане з напруженням та плинністю металу під час процесу екструзії. Візьмемо як приклад періодичні поверхневі тріщини, обмеження форми прес-форми та вплив контактного тертя перешкоджають плинності поверхні заготовки. Швидкість потоку в центрі виробу більша, ніж швидкість потоку зовнішнього металу, тому зовнішній метал піддається додатковому напруженню розтягу, а центр - додатковому напруженню стиску. Утворення додаткового напруження змінює основний напружений стан у зоні деформації, в результаті чого осьове робоче напруження поверхневого шару (суперпозиція основного напруження та додаткового напруження) може перетворитися на напруження розтягу. Коли це напруження розтягу досягає фактичної межі міцності металу на руйнування, на поверхні з'являються тріщини, що розширюються всередину, їхня форма залежить від швидкості проходження металу через зону деформації.
Метод елімінації:
1) Забезпечити відповідність складу сплаву заданим вимогам, покращити якість злитка, мінімізувати вміст домішок у злитці, які спричиняють зниження пластичності, та мінімізувати вміст натрію у високомагнієвих сплавах.
2) Суворо дотримуватися різних специфікацій нагрівання та екструзії, а також розумно контролювати температуру та швидкість екструзії відповідно до матеріалу та характеристик продукту.
3) Удосконалити конструкцію прес-форми, відповідно збільшити довжину стрічки для калібрування прес-форми та відповідно збільшити радіус закруглення кутів поперечного перерізу. Зокрема, конструкція містка прес-форми, камери паяльної станції та радіус кута повинні бути розумними.
4) Покращення ефекту гомогенізації злитка та покращення пластичності та однорідності сплаву.
5) Коли дозволяють умови, використовуйте такі методи, як мастильна екструзія, конічна екструзія або зворотна екструзія, щоб зменшити нерівномірну деформацію.
6) Регулярно перевіряти інструменти та обладнання для забезпечення їхньої нормальної роботи.
4. Апельсинова цедра
Причина:
Основна причина полягає в тому, що внутрішня структура продукту має грубі зерна. Як правило, чим грубіші зерна, тим більш помітні вони. Особливо при великому видовженні, цей дефект «апельсинової шкірки» частіше виникає.
Методи профілактики:
Щоб запобігти виникненню дефектів «апельсинової кірки», головне — вибрати відповідну температуру та швидкість екструзії, а також контролювати видовження. Це покращує внутрішню структуру злитка та запобігає утворенню грубих зерен.
5. Темні плями
Причина:
Основна причина полягає в тому, що швидкість охолодження в точці контакту між товстостінною частиною профілю та термостійким повстю (або графітовою стрічкою) значно менша, а концентрація твердого розчину значно менша, ніж в інших місцях. Тому внутрішня структура відрізняється, а зовнішній вигляд має темний колір.
Метод елімінації:
Основний метод полягає в посиленні охолодження розвантажувального столу та відсутності зупинки на одному місці при досягненні розсувного столу та охолоджувального ліжка, щоб вироби могли контактувати з термостійким фетром у різних положеннях для покращення умов нерівномірного охолодження.
6. Смужки з тканини
Причина:
Через нерівномірну структуру та склад екструдованих деталей на виробах з'являються стрічкоподібні лінії в напрямку екструзії. Зазвичай вони з'являються в ділянках, де змінюється товщина стінки. Це може бути обумовлено корозією або анодуванням. При зміні температури корозії смугоподібність іноді може зникати або змінюватися за шириною та формою. Причиною є нерівномірна макроскопічна або мікроструктура злитка, недостатня гомогенізація злитка або неправильна система нагріву для обробки екструдованого виробу.
Метод елімінації:
1) Злиток слід рафінувати, щоб уникнути використання грубозернистих злитків.
2) Удосконалити форму, вибрати відповідну форму напрямної порожнини та обрізати напрямну порожнину або пояс для калібрування форми.
7. Лінія поздовжнього зварювання
Причина:
Це головним чином спричинено структурною різницею між звареною частиною потоку металу та іншими частинами металу в екструзійній матриці. Або це може бути спричинено недостатнім подачею алюмінію в порожнину зварювальної форми під час екструзії.
Метод елімінації:
1) Удосконалити конструкцію мостової конструкції та зварювальної порожнини роз'ємної комбінованої форми. Наприклад, відрегулювати коефіцієнт розділення – співвідношення площі розділеного отвору до площі екструдованого виробу, а також глибину зварювальної порожнини.
2) Щоб забезпечити певний коефіцієнт екструзії, зверніть увагу на баланс між температурою екструзії та швидкістю екструзії.
3) Не використовуйте ливарні ланцюги з масляними плямами на поверхні, щоб уникнути потрапляння мастильних матеріалів та сторонніх предметів у зварне з'єднання.
4) Не наносьте олію на екструзійний циліндр та екструзійну подушку та тримайте їх у чистоті.
5) Відповідним чином збільште довжину решти матеріалу.
8. Горизонтальні лінії зварювання або стоп-маркери
Причина:
Основна причина полягає в тому, що під час безперервної екструзії метал у формі погано зварюється з металом переднього кінця щойно доданої заготовки.
Метод елімінації:
1) Заточіть лезо ножиць, якими ви розрізали решту матеріалу, та вирівняйте його.
2) Очистіть торцеву поверхню заготовки, щоб запобігти потраплянню мастила та сторонніх предметів.
3) Збільште температуру екструзії відповідно та екструдуйте повільно та рівномірно.
4) Розумно проектувати та вибирати форми для інструментів, матеріали форм, узгодження розмірів, міцність та твердість.
9. Подряпини, подряпини
Причина:
Основна причина полягає в тому, що під час горизонтального транспортування виробів з висувного столу на стіл для розпилювання готової продукції, тверді предмети виступають з охолоджувального ліжка та дряпають вироби. Деякі з них виникають під час завантаження та транспортування.
Метод елімінації:
1) Стрічка для калібрування форми повинна бути гладкою та чистою, а інструмент для спорожнення форми також повинен бути гладким.
2) Ретельно перевіряйте під час встановлення форм, щоб уникнути використання форм з невеликими тріщинами. Зверніть увагу на радіус закруглення під час проектування форми.
3) Негайно перевіряйте та поліруйте робочий ремінь форми. Твердість форми повинна бути рівномірною.
4) Часто перевіряйте охолоджувальне ліжко та стіл для зберігання готової продукції. Вони повинні бути гладкими, щоб запобігти подряпинам на виробах через тверді виступи. Направляючу доріжку можна належним чином змастити.
5) Під час завантаження слід розміщувати прокладки, м’якші за готовий виріб, а транспортування та підйом слід виконувати плавно та обережно.
10. Пресування металу
Причина:
Основна причина полягає в тому, що оксидний шлак, що утворюється в положенні порожнього ножа форми, прилипає до екструдованого продукту та стікає на розвантажувальний стіл або висувний стіл, де ролики вдавлюють його в поверхню екструдованого матеріалу. Під час анодування в місцях пресування металу не утворюється оксидна плівка, заглибини чи ямки.
Метод елімінації:
1) Розгладьте пояс для вирівнювання калібру та вкоротіть його довжину.
2) Відрегулюйте порожній ніж калібрувального ременя.
3) Змініть розташування отворів матриці та намагайтеся уникати розміщення плоскої поверхні виробу під роликами та контакту з ними, щоб запобігти вдавлюванню глиноземного шлаку.
4) Очистіть поверхню та торці злитка та уникайте потрапляння металевої стружки в мастильну оливу.
11. Інші дефекти поверхні
Причина:
1) Під час процесу плавлення та лиття хімічний склад неоднорідний, з металевими включеннями, порами та неметалевими включеннями, внутрішня структура оксидної плівки або металу неоднорідна.
2) Під час процесу екструзії температура та деформація нерівномірні, швидкість екструзії занадто висока, охолодження нерівномірне, а структура нерівномірна при контакті з графітом та маслом.
3) Конструкція форми незручна, а перехід між гострими кутами форми не плавний. Порожній ніж занадто малий і дряпає метал, форма погано оброблена, має задирки та негладка, а азотування погане. Твердість поверхні нерівномірна, а робоча стрічка негладка.
4) Під час процесу обробки поверхні концентрація рідини для ванни, температура та щільність струму є неприйнятними, а процес обробки кислотною або луговою корозією є неправильним.
Метод елімінації:
1) Контролювати хімічний склад, оптимізувати процес лиття, посилити очищення, рафінування та гомогенізацію.
2) Процес гомогенізації злитків вимагає швидкого охолодження.
3) Розумно контролювати температуру та швидкість екструзії, щоб забезпечити рівномірну деформацію, та використовувати злиток прийнятної довжини.
4) Удосконалити метод проектування та виготовлення форми, збільшити твердість робочого пояса форми та зменшити шорсткість поверхні.
5) Оптимізувати процес азотування.
6) Суворо контролюйте процес обробки поверхні, щоб запобігти вторинному пошкодженню або забрудненню поверхні під час кислотної або лугової корозії.
Під редакцією Мей Цзян з MAT Aluminum
Час публікації: 28 серпня 2024 р.
