پروفیل‌های آلیاژ آلومینیوم در انواع و مشخصات مختلفی، با فرآیندهای تولید متنوع، فناوری‌های پیچیده و الزامات بالا عرضه می‌شوند. عیوب مختلفی به ناچار در کل فرآیند تولید ریخته‌گری، اکستروژن، عملیات حرارتی، عملیات سطحی، انبارداری، حمل و نقل و بسته‌بندی رخ می‌دهند.
علل و روش‌های رفع عیوب سطحی:
۱. لایه بندی
علت:
دلیل اصلی این است که سطح شمش با روغن و گرد و غبار آغشته شده است، یا قسمت کاری انتهای جلویی سیلندر اکستروژن به شدت ساییده شده است که باعث تجمع فلز کثیف در اطراف ناحیه الاستیک انتهای جلویی می‌شود. این مشکل زمانی ایجاد می‌شود که سطح کشویی ناحیه الاستیک در حین اکستروژن به سمت محیط محصول غلتانده شود. معمولاً در انتهای محصول ظاهر می‌شود. در موارد شدید، ممکن است در انتهای میانی یا حتی انتهای جلویی محصول نیز ظاهر شود. همچنین چیدمان‌های غیرمنطقی سوراخ‌های قالب، خیلی نزدیک به دیواره داخلی سیلندر اکستروژن، سایش یا تغییر شکل بیش از حد سیلندر اکستروژن و پد اکستروژن و غیره وجود دارد که ممکن است باعث لایه لایه شدن نیز شود.
روش حذف:
۱) بهبود تمیزی سطح شمش.
۲) زبری سطح سیلندر اکستروژن و قالب را کاهش دهید و سیلندر اکستروژن و پد اکستروژنی که به شدت فرسوده شده و از حد تحمل خارج شده‌اند را فوراً تعویض کنید.
۳) طراحی قالب را بهبود بخشید و موقعیت سوراخ قالب را تا حد امکان از لبه سیلندر اکستروژن دور کنید.
۴) اختلاف بین قطر پد اکستروژن و قطر داخلی سیلندر اکستروژن را کاهش دهید و فلز کثیف باقیمانده در پوشش سیلندر اکستروژن را کاهش دهید.
۵) پوشش سیلندر اکستروژن را دست نخورده نگه دارید، یا از واشر برای تمیز کردن به موقع پوشش استفاده کنید.
۶) پس از برش مواد باقیمانده، باید آن را تمیز کرد و اجازه نداد روغن روان کننده روی آن بماند.
۲. حباب یا پوسته پوسته شدن
علت:
علت این است که ساختار داخلی شمش دارای عیوبی مانند سستی، منافذ و ترک‌های داخلی است، یا سرعت اکستروژن در مرحله پر شدن خیلی زیاد است و خروج هوا به خوبی انجام نمی‌شود و باعث می‌شود هوا به داخل محصول فلزی کشیده شود.
دلایل تولید حباب یا لایه برداری عبارتند از:
۱) سیلندر اکستروژن و پد اکستروژن فرسوده شده و از حد مجاز خارج شده‌اند.
۲) سیلندر اکستروژن و پد اکستروژن بیش از حد کثیف و آغشته به روغن، رطوبت، گرافیت و غیره هستند.
۳) شیارهای عمیق بیل روی سطح شمش خیلی زیاد است؛ یا منافذ، تاول، بافت شل و لکه‌های روغنی روی سطح شمش وجود دارد. میزان هیدروژن شمش بیشتر است؛
۴) هنگام تعویض آلیاژ، لوله تمیز نشده بود؛
۵) دمای سیلندر اکستروژن و شمش اکستروژن خیلی بالا است؛
۶) اندازه شمش از انحراف منفی مجاز فراتر می‌رود؛
۷) شمش خیلی بلند است، خیلی سریع پر شده است و دمای شمش ناهموار است.
۸) طراحی سوراخ قالب غیرمنطقی است. یا مواد باقیمانده به طور نامناسب برش داده می‌شوند.
روش حذف:
۱) بهبود سطح پالایش، گاززدایی و ریخته‌گری برای جلوگیری از عیوبی مانند منافذ، سستی، ترک و سایر عیوب در شمش؛
۲) ابعاد سیلندر اکستروژن و صفحه اکستروژن را به طور معقول و منطبق طراحی کنید؛ اندازه ابزار را مرتباً بررسی کنید تا از مطابقت آن با الزامات اطمینان حاصل شود.
۳) پد اکستروژن نمی‌تواند خارج از تلرانس باشد؛
۴) هنگام تعویض آلیاژ، سیلندر باید کاملاً تمیز شود.
۵) سرعت مرحله اکستروژن و پر کردن را کاهش دهید؛
۶) سطوح ابزارها و شمش‌ها را تمیز، صاف و خشک نگه دارید تا روانکاری صفحه اکستروژن و قالب کاهش یابد.
۷) عملیات دقیق، برش صحیح مواد باقیمانده و تخلیه کامل؛
۸) روش گرمایش گرادیانی شمش برای بالا بردن دمای سر شمش و پایین آوردن دمای دم آن استفاده می‌شود. هنگام پر کردن، ابتدا سر شمش تغییر شکل می‌دهد و گاز موجود در سیلندر به تدریج از طریق شکاف بین پد و دیواره سیلندر اکستروژن تخلیه می‌شود.
۹) تجهیزات و ابزارها را مرتباً بررسی کنید تا از دمای بیش از حد و سرعت بیش از حد جلوگیری شود.
۱۰) ابزار و قالب را به طور معقول طراحی و تولید کنید و سوراخ‌های راهنما و سوراخ‌های منحرف‌کننده را با شیب داخلی ۱ تا ۳ درجه طراحی کنید.
۳. ترک‌های اکستروژن
علت:
وقوع ترک‌ها به تنش و جریان فلز در طول فرآیند اکستروژن مربوط می‌شود. به عنوان مثال، ترک‌های دوره‌ای سطحی، محدودیت‌های شکل قالب و اثر اصطکاک تماسی، مانع جریان سطح قطعه کار می‌شوند. سرعت جریان در مرکز محصول بیشتر از سرعت جریان فلز بیرونی است، به طوری که فلز بیرونی در معرض تنش کششی اضافی و مرکز در معرض تنش فشاری اضافی قرار می‌گیرد. ایجاد تنش اضافی، حالت تنش پایه در ناحیه تغییر شکل را تغییر می‌دهد و باعث می‌شود تنش کاری محوری لایه سطحی (روی هم قرار گرفتن تنش پایه و تنش اضافی) به تنش کششی تبدیل شود. هنگامی که این تنش کششی به حد استحکام شکست واقعی فلز می‌رسد، ترک‌های رو به داخل در سطح ظاهر می‌شوند که شکل آن به سرعت فلز در ناحیه تغییر شکل مربوط می‌شود.
روش حذف:
۱) اطمینان حاصل کنید که ترکیب آلیاژ الزامات مشخص شده را برآورده می‌کند، کیفیت شمش را بهبود می‌بخشد، محتوای ناخالصی‌های موجود در شمش را که باعث کاهش پلاستیسیته می‌شوند، به حداقل می‌رساند و محتوای سدیم را در آلیاژهای منیزیم بالا به حداقل می‌رساند.
۲) مشخصات مختلف گرمایش و اکستروژن را به طور دقیق اجرا کنید و دما و سرعت اکستروژن را با توجه به جنس و ویژگی‌های محصول به طور معقول کنترل کنید.
۳) طراحی قالب را بهبود بخشید، طول تسمه اندازه قالب را به طور مناسب افزایش دهید و شعاع فیله گوشه‌های مقطع را به طور مناسب افزایش دهید. به طور خاص، طراحی پل قالب، محفظه ایستگاه لحیم کاری و شعاع گوشه باید منطقی باشد.
۴) بهبود اثر همگن‌سازی شمش و بهبود انعطاف‌پذیری و یکنواختی آلیاژ.
۵) در صورت امکان، از روش‌هایی مانند اکستروژن روانکاری، اکستروژن با قالب مخروطی یا اکستروژن معکوس برای کاهش تغییر شکل ناهموار استفاده کنید.
۶) به طور منظم ابزار و تجهیزات را بررسی کنید تا از عملکرد طبیعی آنها اطمینان حاصل شود.
۴. پوست پرتقال
علت:
دلیل اصلی این است که ساختار داخلی محصول دارای دانه‌های درشت است. به طور کلی، هرچه دانه‌ها درشت‌تر باشند، بیشتر به چشم می‌آیند. به خصوص وقتی که کشیدگی زیاد باشد، احتمال بروز این نوع نقص پوست پرتقالی بیشتر است.
روش‌های پیشگیری:
برای جلوگیری از بروز عیب پوست پرتقالی، نکته اصلی انتخاب دمای اکستروژن و سرعت اکستروژن مناسب و کنترل کشیدگی است. بهبود ساختار داخلی شمش و جلوگیری از دانه درشت شدن.
۵. لکه‌های تیره
علت:
دلیل اصلی این است که سرعت خنک شدن در نقطه تماس بین قسمت دیواره ضخیم پروفیل و نمد مقاوم در برابر حرارت (یا نوار گرافیتی) بسیار کمتر است و غلظت محلول جامد به طور قابل توجهی کمتر از جاهای دیگر است. بنابراین، ساختار داخلی متفاوت است و ظاهر آن رنگ تیره‌ای را نشان می‌دهد.
روش حذف:
روش اصلی، تقویت خنک‌سازی میز تخلیه و عدم توقف در یک نقطه هنگام رسیدن به میز کشویی و بستر خنک‌کننده است، به طوری که محصولات بتوانند در موقعیت‌های مختلف با نمد مقاوم در برابر حرارت در تماس باشند تا شرایط خنک‌سازی ناهموار بهبود یابد.
۶. نوارهای بافتی
علت:
به دلیل ساختار و ترکیب ناهموار قطعات اکسترود شده، خطوط نواری شکل در جهت اکستروژن روی محصولات ظاهر می‌شوند. عموماً در مناطقی که ضخامت دیواره تغییر می‌کند، ظاهر می‌شوند. این امر را می‌توان با خوردگی یا آنودایزینگ تعیین کرد. هنگام تغییر دمای خوردگی، نوارها ممکن است گاهی اوقات ناپدید شوند یا عرض و شکل آنها تغییر کند. علت آن به دلیل ساختار ماکروسکوپی یا ریزساختار ناهموار شمش، همگن‌سازی ناکافی شمش یا سیستم گرمایش نادرست برای پردازش محصول اکسترود شده است.
روش حذف:
۱) شمش باید تصفیه شود تا از استفاده از شمش‌های درشت دانه جلوگیری شود.
۲) قالب را بهبود دهید، شکل مناسب حفره راهنما را انتخاب کنید و حفره راهنما یا تسمه اندازه گیری قالب را اصلاح کنید.
۷. خط جوش طولی
علت:
این امر عمدتاً ناشی از تفاوت ساختاری بین بخش جوش داده شده جریان فلز و سایر قسمت‌های فلز در قالب اکستروژن است. یا ممکن است ناشی از تأمین ناکافی آلومینیوم در حفره جوش قالب در حین اکستروژن باشد.
روش حذف:
۱) بهبود طراحی ساختار پل و حفره جوشکاری قالب ترکیبی شکاف‌دار. مانند تنظیم نسبت شکاف - نسبت مساحت سوراخ شکاف‌دار به مساحت محصول اکسترود شده و عمق حفره جوشکاری.
۲) برای اطمینان از نسبت اکستروژن مشخص، به تعادل بین دمای اکستروژن و سرعت اکستروژن توجه کنید.
۳) از زنجیرهای ریخته‌گری با لکه‌های روغنی روی سطح آنها استفاده نکنید تا از مخلوط شدن روان‌کننده‌ها و مواد خارجی در محل اتصال جوش جلوگیری شود.
۴) روی سیلندر اکستروژن و پد اکستروژن روغن نمالید و آنها را تمیز نگه دارید.
۵) طول ماده باقی مانده را به طور مناسب افزایش دهید.
۸. خطوط جوش افقی یا علائم توقف
علت:
دلیل اصلی این است که در طول اکستروژن پیوسته، فلز موجود در قالب به طور ضعیفی به فلز جلویی شمش تازه اضافه شده جوش داده می‌شود.
روش حذف:
۱) تیغه قیچی مورد استفاده برای برش مواد باقیمانده را تیز کرده و آن را صاف کنید.
۲) سطح انتهایی شمش را تمیز کنید تا از مخلوط شدن روغن روان‌کننده و مواد خارجی جلوگیری شود.
۳) دمای اکستروژن را به طور مناسب افزایش دهید و به آرامی و به طور یکنواخت اکسترود کنید.
۴) قالب‌های ابزار، مواد قالب، هماهنگی اندازه، استحکام و سختی را به طور معقول طراحی و انتخاب کنید.
۹. خراش‌ها، خراش‌ها
علت:
دلیل اصلی این است که وقتی محصولات به صورت افقی از میز کشویی به میز اره محصول نهایی منتقل می‌شوند، اجسام سخت از بستر خنک‌کننده بیرون زده و محصولات را خراش می‌دهند. برخی از آنها هنگام بارگیری و حمل و نقل رخ می‌دهند.
روش حذف:
۱) تسمه اندازه گیری قالب باید صاف و تمیز باشد و ابزار خالی قالب نیز باید صاف باشد.
۲) هنگام نصب قالب‌ها به دقت بررسی کنید تا از استفاده از قالب‌هایی با ترک‌های ریز خودداری کنید. هنگام طراحی قالب به شعاع فیلت توجه کنید.
۳) تسمه قالب را فوراً بررسی و صیقل دهید. سختی قالب باید یکنواخت باشد.
۴) مرتباً بستر خنک‌کننده و میز نگهداری محصول نهایی را بررسی کنید. آنها باید صاف باشند تا از خراشیده شدن محصولات توسط برآمدگی‌های سخت جلوگیری شود. مسیر هدایت را می‌توان به درستی روغن‌کاری کرد.
۵) هنگام بارگیری، باید فاصله دهنده‌هایی قرار داده شوند که از محصول نهایی نرم‌تر باشند و حمل و نقل و بلند کردن باید به نرمی و با دقت انجام شود.
۱۰. پرسکاری فلزات
علت:
دلیل اصلی این است که سرباره آلومینا تولید شده در موقعیت چاقوی خالی قالب به محصول اکسترود شده می‌چسبد و به داخل میز تخلیه یا میز کشویی جریان می‌یابد و توسط غلتک‌ها به سطح ماده اکسترود شده فشرده می‌شود. در طول آندیزاسیون، هیچ لایه اکسیدی یا فرورفتگی یا حفره‌ای در جایی که فلز فشرده می‌شود، تشکیل نمی‌شود.
روش حذف:
۱) کمربند سایزبندی را صاف کنید و طول کمربند سایزبندی را کوتاه کنید.
۲) چاقوی خالی کمربند اندازه گیری را تنظیم کنید.
۳) چیدمان سوراخ‌های قالب را تغییر دهید و سعی کنید از قرار دادن سطح صاف محصول در زیر و در تماس با غلتک‌ها خودداری کنید تا از فشرده شدن سرباره آلومینا جلوگیری شود.
۴) سطح و انتهای شمش را تمیز کنید و از براده‌های فلزی در روغن روان‌کننده خودداری کنید.
۱۱. سایر عیوب سطحی
علت:
۱) در طول فرآیند ذوب و ریخته‌گری، ترکیب شیمیایی ناهموار است، با وجود ناخالصی‌های فلزی، منافذ و ناخالصی‌های غیرفلزی، ساختار داخلی فیلم اکسید یا فلز ناهموار است.
۲) در طول فرآیند اکستروژن، دما و تغییر شکل ناهموار هستند، سرعت اکستروژن خیلی سریع است، خنک شدن ناهموار است و ساختار در تماس با گرافیت و روغن ناهموار است.
۳) طراحی قالب غیرمنطقی است و انتقال بین گوشه‌های تیز قالب صاف نیست. چاقوی خالی خیلی کوچک است و فلز را خراش می‌دهد، قالب به خوبی پردازش نشده، دارای براده و صاف نیست و عملیات نیتریدینگ خوب نیست. سختی سطح ناهموار است و تسمه کار صاف نیست.
۴) در طول فرآیند تصفیه سطح، غلظت مایع حمام، دما و چگالی جریان غیرمنطقی هستند و فرآیند تصفیه خوردگی اسیدی یا قلیایی نامناسب است.
روش حذف:
۱) کنترل ترکیب شیمیایی، بهینه‌سازی فرآیند ریخته‌گری، تقویت تصفیه، پالایش و همگن‌سازی.
۲) فرآیند همگن‌سازی شمش نیاز به خنک‌سازی سریع دارد.
۳) دما و سرعت اکستروژن را به طور معقول کنترل کنید تا از تغییر شکل یکنواخت اطمینان حاصل شود و از طول شمش معقولی استفاده شود.
۴) بهبود روش‌های طراحی و ساخت قالب، افزایش سختی تسمه کاری قالب و کاهش زبری سطح.
۵) فرآیند نیتریداسیون را بهینه کنید.
6) فرآیند تصفیه سطح را به شدت کنترل کنید تا از آسیب ثانویه یا آلودگی سطح در هنگام خوردگی اسیدی یا خوردگی قلیایی جلوگیری شود.
ویرایش شده توسط می جیانگ از MAT Aluminum
زمان ارسال: ۲۸ آگوست ۲۰۲۴
