擠壓生產中,會出現型、棒材在切頭、尾后半成品部分經堿蝕檢查會出現俗稱“縮尾”的缺陷,含有該組織的型棒材的力學性能達不到要求,存在安全隱患。同時,生產的型棒材要進行表面處理或車削加工時,由于該缺陷的存在破壞了材料內部的連續(xù)性,會影響后續(xù)表面和精加工,嚴重的會造成暗紋報廢或損壞車刀等,這在生產中是常見的問題,在此,本文對縮尾形成的原因和消除的方法簡要做一下分析。
縮尾的分類
“縮尾”分為中空縮尾和環(huán)狀縮尾兩種,1)中空縮尾:在擠壓型、棒材尾端中心部位形成中空,橫斷面呈現為邊緣不光滑的孔或邊緣充滿有其它雜質的孔,縱向呈一漏斗狀(錐形),漏斗尖端朝向金屬流出的方向,主要出現在單孔平面模擠壓,尤其是擠壓系數小、制品直徑大、厚壁或者采用了有油污的擠壓墊片地擠壓的型材的尾部更加明顯。二.環(huán)狀縮尾:在擠壓分流模制品的兩端(尤其是頭部)呈不連續(xù)的環(huán)形或弧形,在焊合線兩邊則呈月牙形最為明顯,各孔制品的環(huán)狀縮尾對稱。
縮尾的形成
縮尾形成的原因:縮尾形成的力學條件是;當平流階段結束,擠壓墊片逐漸接近模時,擠壓時增加并產生一個對擠壓筒側表面壓力dN筒。該力與摩擦力dT筒一起,當破壞了力的平衡條件(dN筒+dT筒)≥dT墊時,位于擠壓墊片區(qū)周圍的金屬,向后沿邊緣流入毛坯中心,便形成了縮尾。縮尾形成的擠壓條件是:1.擠壓殘料留得太短2.擠壓墊片有油或不干凈3.鑄錠或毛料表面不清潔4.制品切尾長度不合規(guī)定5.擠壓筒內襯超差6.擠壓終了突然增加擠壓速度。
縮尾的消除方法
減少和防止縮尾形成的措施:1.嚴格按工藝規(guī)定剪切壓余和鋸切頭、尾,保持擠壓筒內襯完好,禁止擠壓墊片抺油,降低鋁棒擠壓前溫度,采用特殊的凸形墊片,采用合理的殘料的長度。2.擠壓工具、鋁棒表面應清潔3.經常檢查擠壓筒尺寸并更換不合格的工具4.平穩(wěn)擠壓.在擠壓后期應該減慢擠壓速度,適當留壓余的厚度,或采用增大殘料法擠壓。
壓余留量應符合以下規(guī)定:
擠壓機(T) 壓余厚度(㎜)
<800T ≥15㎜
800—1000T ≥18㎜
1200T ≥20㎜
1600T ≥25㎜
2500T ≥30㎜
4000T ≥45mm
淺論雜質元素對鋁型材表面質量的影響
鋁中最常見的有害雜質是鐵,在建筑鋁型材的生產過程中,當鐵含量大于0.25%時已得不到很正常的色調,隨著鐵含量的升高,光澤度下降,色調偏青,淡灰淡灰的很難看。當含金中硅含量較低時,鐵的影響就更明顯,硅偏高時可在一定的程度上減輕鐵的有害影響,這時鐵與硅形成AlFeSi金屬間化合物,同時也消耗了部份過剩的硅。鐵影響著色的主要原因是鐵與鋁形成尖狀或棒狀組織,從數微米到數十微米不等,其電極電位與鋁不同,故影響著氧化著色均勻性和連續(xù)性,也使氧化膜光澤和透明度降低,影響著色效果。
少量的銅對型材的力學性能和表面光亮度有利,而不會降低耐蝕性。但銅含量多時氧化膜偏黑,肉眼就能看出來。
少量的錳會在一定程度上消除AlFeSi組織的有害影響,并減少擠壓紋的產生。但錳的含量高時氧化膜偏黃,隨著錳含量的增加逐漸向棕黃色發(fā)展,著色效果更差。
鋅含量高時,增加了擠壓難度,型材晶粒粗大,模具損耗也大,氧化膜呈乳濁色,并導致堿蝕液中鋅離子積累,鋅在型材上發(fā)生倒置,產生閃亮的梨皮狀斑點。
鈦含量大于0.1%時對型材著色的色調和色差均有較大的影響,這是鈦的不均勻性造成。
因此,從保障型材的表面質量出發(fā),鐵含量宜控制在0.25%以下,其它雜質含量宜低于0.1%。
淺談鋁材檢測量具保養(yǎng)規(guī)范
在生產中,測量工具對檢驗人員來說就如手中的武器。如果武器處于半癱瘓或者損壞狀態(tài),那檢驗結果就沒有任何意義,對產品質量也起不到監(jiān)督控制作用。所以量具的保養(yǎng)及愛護十分重要。下面是幾點測量工具的保養(yǎng)規(guī)范(適用于常用的檢測工具):
1.不要用油石、砂布擦磨量具表面及測量面和刻線部分,非計量檢修人員,嚴禁拆卸、改裝和擅自修理量具。
2.量具的存放地點應保持清潔、干燥,無震動、無腐蝕性氣體,且要遠離溫度變化范圍大的地方或有磁場的地方。量具盒內存放的量具要清潔干燥,不準存放其他雜物。
3.不要用手摸量具的測量面,因為手上有汗液等潮濕臟物會污染測量面,使它生銹。量具不要同其他工具、及金屬物質混放在一起以免碰傷量具。
4.用完量具后,要擦干凈表面污漬、鋁屑,松開緊固裝置,當長期(1個月以上)不用時,在測量面要涂防銹油。量具在不用時,要將其放入保護盒內,最好專人專職使用,并做好量具經權威單位檢測的年審記錄。
5.不準把卡尺的量爪尖端當作劃針、圓規(guī)或其他工具使用,不準人為扭動兩卡爪或把量具當卡板使用。
6.當工件表面有毛刺時,一定要去凈毛刺,再進行測量,否則會使量具磨損,并且還會影響測量結果的準確性。
鋁及鋁合金在熱變形過程中的回復與再結晶
熱變形過程中,在應力狀態(tài)作用下,鋁及鋁合金材料一般發(fā)生動態(tài)回復與再結晶。
一、鋁及鋁合金在熱變形過程中的回復
鋁及鋁合金在熱變形過程中的堆垛層錯能較大,自擴散能較小。在高溫下,位錯的滑移和攀移比較容易進行。因此,動態(tài)回復是它們在熱變形過程中的惟一軟化機構。高溫變形后,對鋁合金材料立即觀察,在組織中可看到大量的回復亞晶。將動態(tài)回復的組織保持下來,已成功地用來提高6063合金建筑擠壓型材的強度。
研究證明:發(fā)生動態(tài)回復有一個臨界變形程度,只有達到此值時才能形成亞晶;形成亞晶的變形程度與變形溫度和變形速度有關。當變形達到穩(wěn)態(tài)后,亞晶也保持一個平衡形狀(針狀、條狀或等軸狀等);亞晶的取向一般分散在1度至7度的寬廣范圍內;熱變形達到穩(wěn)態(tài)后,亞晶的平均尺寸有一個平衡值。鋁材在熱變形后的力學性能僅取決于最終的亞晶尺寸,而與其它變形條件無關,因而有可能采用控制變形條件的方法,來獲取所需要的亞晶尺寸,然后通過足夠快的冷卻速度來抑制產生靜態(tài)再結晶,而將該組織保持下來。
二、鋁材熱變形過程中的再結晶
熱變形進入穩(wěn)態(tài)后,鋁材內部發(fā)生全面的動態(tài)再結晶,隨著變形的繼續(xù),回復與再結晶又反復進行,其組織狀態(tài)已不隨變形量的增加而變化。但是,由動態(tài)再結晶而導致軟化的鋁材,其組織一般難以保持,因此就在熱變形完結后,靜態(tài)再結晶即迅速發(fā)生而替代了那種“加工結構”。所以熱變形過程中的再結晶,包括與變形同時發(fā)生的動態(tài)再結晶和各道次之間,變形完結后冷卻時所發(fā)生的靜態(tài)再結晶。但熱變形時起軟化作用的主要還是動態(tài)再結晶。研究結果表明:1)動態(tài)再結晶的臨界變形程度很大;2)動態(tài)再結晶易于在晶界及亞晶界處形核;3)由于動態(tài)再結晶的臨界變形程度比靜態(tài)再結晶大得多,因此,一旦變形停止,馬上會發(fā)生靜態(tài)再結晶;4)變形溫度愈高,發(fā)生動態(tài)再結晶與靜態(tài)再結晶所需要的時間就愈短。應控制變形條件,以獲得最佳的組織結構。