作业帮铝合金材料表面有颗粒怎么解决?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/18 10:24:15
铝合金材料表面有颗粒怎么解决?
铝合金材料表面有颗粒怎么解决?
铝合金材料表面有颗粒怎么解决?
一、颗粒吸附成因分析
1、挤压型材表面出现的颗粒状毛刺分为四种：
1)、空气尘埃吸附,燃煤铝棒加热炉产生的灰尘、铝屑、油污及水份凝结成颗粒附着在热的型材表面.
2)、铝棒中的杂质,如：精炼不充分遗留的金属夹杂物和非金属夹杂物.
3)、时效炉内的灰尘附着.
4)、铝棒中的缺陷及成分中的β相AlFeSi在高温下析出,使金属塑性降低,抗拉强度降低,产生颗粒状毛刺.
2、原因1)、铝棒质量的影响
由于高温铸造,铸造速度快,冷却强度大,造成合金中的β相AlFeSi不能及时转变为球状α相AlFeSi,由于β相AlFeSi在合金中呈现针状组织,硬度高、塑性差,抗拉强度很低,在高温挤压时不仅会诱发挤压裂纹,而且会产生颗粒状毛刺,这种毛刺不易清理,手感强烈,颗粒附近常伴随有蝌蚪状拖尾,在金相显微镜下观察,呈现灰褐色,成分中富含铁元素.
铝棒中的杂质影响,铝棒在熔铸过程中,精炼不充分,泥土、精炼剂、覆盖剂以及粉末涂料和氧化膜夹杂等混入棒中,这些物质在挤压过程中,使金属的塑性和抗拉强度显著降低,极易产生颗粒状毛刺.
棒的组织缺陷常见的有疏松、晶粒粗大、偏析、光亮晶粒等,所有这些铸棒缺陷有一个共同点,就是与铸棒基体焊合不好,造成了基体流动的不连续性,在挤压过程中,夹渣极易从基体中分离出来,通过模具的工作带时,粘附在入口端,形成粘铝,并不断被流动的金属拉出,极易产生颗粒状毛刺.
2)、模具的影响
在挤压生产中,模具是在高温高压的状态下工作的,受压力和温度的影响,模具产生弹性变形.模具工作带由开始平行于挤压方向,受到压力后,工作带变形成为喇叭状,只有工作带的刃口部分接触型材形成的粘铝,类似于车刀的刀屑瘤.在粘铝的形成过程中,不断有颗粒被型材带出,粘附在型材表面上,造成了"吸附颗粒".随着粘铝的不断增大,模具产生瞬间回弹,就会形成咬痕缺陷.若粘铝堆积较多,不能被型材拉出,模具瞬间回弹时粘铝不脱落,就会形成型材的表面粗糙、亮条、型材撕裂、堵模等问题.模具的粘铝现象见图1.我们现在使用的挤压模具基本是平面模,在铸棒不剥皮的情况下,铸棒表面及内在的杂质堆积在模具内金属流动的死区,随着挤压铸棒的推进及挤压根数的增多,死区的杂质也在不断的变化,有一部分被正常流动的金属带出,堆积在工作带变形后的空间内.
有的被型材拉脱,形成了颗粒状毛刺.因此,模具是造成颗粒状毛刺的关键因素.另外工模具表面的粗糙度越高、工作带表面的硬度越低,也是造成粘铝,形成颗粒状毛刺原因之一.
3)、挤压工艺的影响
挤压中发现,挤压工艺参数的选择正确与否也是影响颗粒状毛刺的重要因素.经过现场观察,挤压温度、挤压速度过快颗粒毛刺就越多,原因温度高、速度快,型材流动速度增加模具变形的程度增加,金属的流动加快,金属的变形抗力相对减弱,更易形成粘铝现象；对大的挤压系数来说,金属的变形抗力相对增加了,死区相对增大,提高了形成粘铝的条件,形成"吸附颗粒"的概率增加；铸棒加热温度与模具温度之差过大,也易造成颗粒状毛刺问题.
4)、空气中的尘埃、水、油污等强烈附着于铝型材表面,原因是热的铝型材遇到灰尘后粘附,发生化学反应并产生胶状物质,在时效过程中又与炉中的灰尘结合,生成较大的颗粒状毛刺,在随后的氧化、电泳、喷涂过程中不易清除.
二、减少颗粒状毛刺的措施
1、提高铝棒质量,从源头抓起,对于表面质量要求高的型材,铸棒过程中要清洗炉膛,优选原料和辅料,如喷涂型材再制品禁止进入,选用优质铝锭等,加强铸造工艺过程控制,防止铸造缺陷等,提高金属高温塑性,减少发生颗粒状毛刺的几率.
2、狠抓模具质量,优化模具结构设计,较少死区金属流入,提高模具强度和刚度,减少模具挤压形变,采取合理的氮化工艺,提高工作带硬度和提高抛光质量,减少金属粘附.
3、优化工艺参数,不同的铝合金成分和型材断面,根据铝合金挤压原理,采用合理的挤压工艺温度,对挤压速度进行分段控制,减少棒温和模温的温度差,增大挤压筒与棒温差,可以进一步减少死区金属流入和铸棒表面金属氧化物和夹杂流入,从而减少夹渣和毛刺的出现.
4、对所有工作现场采取“5S”现场管理,提高环境质量,对铸棒表面清理,较少灰渣灰尘附着,杜绝"跑冒滴漏",及时清理型材表面的灰尘,尽可能减少灰尘附着.