擠壓鋁型材表面“吸附顆粒”的形成原因及對策?

　　在鋁型材的擠壓生產中，常見的缺陷是比較直觀的，如彎曲、扭擰、變形、夾渣等。而“吸附顆粒”的缺陷，不仔細觀察或手摸較難發現。其危害是：在電泳、噴涂型材的生產流程中，很難去除掉，影響型材的表面美觀，造成廢品。因此，要在擠壓生產實踐中不斷地觀察分析，總結其成因，及時采取措施，以減少或杜絕這種缺陷的出現。

　　1“吸附顆粒”的表現及對產品質量的影響
　　鋁型材表面處理的方式越來越多，除一般的氧化型材外，電泳型材、噴涂型材、氟碳噴涂型材、木紋烤漆型材等相繼出現，花樣繁多。“吸附顆粒”的缺陷，對一般氧化材影響不大，但對其他的處理形式影響較大，主要是有礙這些型材表面美觀。在擠壓生產中，擠出型材“吸附顆粒”經過仔細觀察或用手在型材表面上滑動，都會發現。在鋸切裝筐工序，用風吹或擦拭，大部分的小顆粒可以去掉。但還是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，這些顆粒更加緊密粘附在型材表面。在型材表面預處理工序，由于槽液濃度的影響，有的可以去除掉，但在型材表面形成小麻坑，有的去除不掉，則形成凸起。此問題在電泳和噴涂型材的生產中經常出現。

　　2 “吸附顆粒”的形成原因

　　2.1 模具的影響
　　在擠壓生產中，模具是在高溫高壓的狀態下工作的，受壓力和溫度的影響，模具產生彈性變形。模具工作帶由開始平行于擠壓方向，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，類似于車刀的刀屑瘤。在粘鋁的形成過程中，不斷有顆粒被型材帶出，粘附在型材表面上，造成了“吸附顆粒”。隨著粘鋁的不斷增大，模具產生瞬間回彈，就會形成咬痕缺陷。若粘鋁堆積較多，不能被型材拉出，模具瞬間回彈時粘鋁不脫落，就會形成型材的表面粗糙、亮條、型材撕裂、堵模等問題，模具的粘鋁現象見圖1。我們現在使用的擠壓模具基本是平面模，在鑄棒不剝皮的情況下，鑄棒表面及內在的雜質堆積在模具內金屬流動的死區，隨著擠壓鑄棒的推進及擠壓根數的增多，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。有的被型材拉脫，形成了“吸附顆粒”。因此，模具是造成“吸附顆粒“的關鍵因素。

　　2.2 擠壓工藝的影響
　　擠壓工藝參數的選擇正確與否也是影響“吸附顆粒”的重要因素。經過現場觀察，擠壓溫度、擠壓速度過高，“吸附顆粒”就越多，原因是由于溫度高、速度快，型材流動速度增加，模具變形的程度增加，金屬的流動加快，金屬的變形抗力相對減弱，更易形成粘鋁現象；對大的擠壓系數來說，金屬的變形抗力相對增加了，死區相對增大，提高了形成粘鋁的條件，形成“吸附顆粒”的概率增加；鑄棒加熱溫度與模具溫度之差過大，也易造成粘鋁問題，甚至堵模；工模具表面的粗糙度、工作帶表面的硬度等，也是造成粘鋁，形成“吸附顆粒”的原因之一。

　　2.3 鑄棒質量的影響
　　鑄棒質量是影響鋁型材表面及擠壓成型的重要因素。“吸附顆粒”的成因與鑄棒質量有很大關系。鑄棒的組織缺陷常見的有夾渣、疏松、晶粒粗大、偏析、光亮晶粒等。夾渣是混入鑄棒的熔渣、氧化皮或其他雜質，也叫夾雜。低倍試片上一般呈現形狀不規則的黑洞，凹陷于基體，是一些不同顏色的、無定形的松軟組織，破壞了鑄棒的連續性。在擠壓過程中，夾渣極易從基體中分離出來，通過模具的工作帶時，粘附在入口端，形成粘鋁，并不斷被流動的金屬拉出，形成“吸附顆粒”；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，低倍試片上呈不規則的黑色針孔狀小點，在枝晶間呈三角形孔洞，斷口組織不致密，嚴重的疏松往往伴有氣孔、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；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；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，隨著擠壓鑄棒根數的增多，被擠出或被流動的型材拉出，形成“吸附顆粒”。所有這些鑄棒缺陷有一個共同點，就是與鑄棒基體焊合不好，造成了基體流動的不連續性，這是形成“吸附顆粒”的重要因素。

　　3 　減少“吸附顆粒”的措施

　　3．1 模具設計、制造、使用應注意的問題
　　(1)模具的設計必須滿足剛度、強度的計算要求，以達到減少模具在受壓時的彈性變形量。在確定工作帶時，工作帶的長短、空刀形式、模頸及焊合室形式等，都要考慮參數選擇最佳值。模具的導流孔、分流孔等系數的選擇，在允許范圍內盡量選較大值，達到減小壓力的目的。
　　(2)模具在制造過程中，要減少制造誤差，避免尖角存在。對金屬流動的摩擦表面，要光滑過渡，盡量減少凸凹不平的過渡區域。確保模孔尺寸偏差的一致性。
　　(3)模具在使用時，一定要加裝和選用合適的模墊、支撐墊。
　　(4)模具都要經過氮化處理后，方可上機，以減少粘鋁的問題。
　　(5)修模、光模時，要注意工作帶的平行、表面粗糙度以及組合模裝配的配合尺寸，把緊螺栓。

　　3．2 選擇合適的擠壓參數
　　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。這些都是消除或減少“吸附顆粒”的主要措施。

　　3．3　提高鑄棒的質量
　　在鑄棒的鑄造過程中，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，都是減少和消除“吸附顆粒”的有效措施。另外，加強對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，也是減少和消除“吸附顆粒”有效手段。

　　4 結束語
　　“吸附顆粒”的影響因素主要是模具、鑄棒、擠壓工藝三個方面。操作人員的操作水平也反映在這三個要素中，在生產實踐的基礎上，要不斷地分析問題，總結經驗，就可以減少或避免“吸附顆粒”、粘鋁、表面粗糙、劃傷、型材撕裂等缺陷，大大提高型材的成品率及生產效率。