عیوب سطح اصلی مواد اکسترود شده آلیاژ آلومینیوم و روش های حذف آنها

پروفیل های آلیاژ آلومینیوم در انواع و مشخصات مختلف، با بسیاری از فرآیندهای تولید، فن آوری های پیچیده و نیازهای بالا وجود دارد. عیوب مختلف به ناچار در کل فرآیند تولید ریخته گری، اکستروژن، تکمیل عملیات حرارتی، عملیات سطح، ذخیره سازی، حمل و نقل و بسته بندی رخ می دهد.

علل و روش های رفع عیوب سطحی:

1. لایه بندی

علت:

دلیل اصلی این است که سطح شمش با روغن و گرد و غبار آغشته شده است یا قسمت کار قسمت جلویی بشکه اکستروژن به شدت ساییده شده است که باعث تجمع فلز کثیف در اطراف ناحیه الاستیک انتهای جلو می شود. زمانی تشکیل می شود که سطح لغزنده ناحیه الاستیک در حین اکستروژن به سمت حاشیه محصول بغلتد. معمولاً در انتهای دم محصول ظاهر می شود. در موارد شدید، ممکن است در انتهای میانی یا حتی قسمت جلویی محصول نیز ظاهر شود. همچنین ترتیبات سوراخ قالب غیرمنطقی، بسیار نزدیک به دیواره داخلی بشکه اکستروژن، سایش یا تغییر شکل بیش از حد لوله اکستروژن و پد اکستروژن و غیره وجود دارد که ممکن است باعث لایه بندی شود.

روش حذف:

1) تمیزی سطح شمش را بهبود بخشید.

2) زبری سطح سیلندر اکستروژن و قالب را کاهش دهید و به سرعت سیلندر اکستروژن و پد اکستروژن را که به شدت فرسوده و خارج از تحمل هستند جایگزین کنید.

3) طراحی قالب را بهبود بخشید و موقعیت سوراخ قالب را تا حد امکان از لبه سیلندر اکستروژن دور کنید.

4) اختلاف بین قطر پد اکستروژن و قطر داخلی سیلندر اکستروژن را کاهش دهید و فلز کثیف باقیمانده در آستر سیلندر اکستروژن را کاهش دهید.

5) آستر سیلندر اکستروژن را دست نخورده نگه دارید یا از واشر برای تمیز کردن به موقع آستر استفاده کنید.

6) پس از برش مواد باقیمانده، باید آن را تمیز کرد و اجازه روغن‌کاری داده نشود.

2. حباب یا لایه برداری

علت:

علت آن این است که ساختار داخلی شمش دارای نقص هایی مانند شلی، منافذ و ترک های داخلی است یا سرعت اکستروژن در مرحله پر شدن بسیار زیاد است و اگزوز خوب نیست و باعث می شود هوا به داخل محصول فلزی کشیده شود. .

دلایل تولید حباب یا لایه برداری عبارتند از:

1) سیلندر اکستروژن و پد اکستروژن فرسوده و خارج از تحمل هستند.

2) سیلندر اکستروژن و پد اکستروژن بیش از حد کثیف و آغشته به روغن، رطوبت، گرافیت و غیره هستند.

3) شیارهای بیل عمیق زیادی روی سطح شمش وجود دارد. یا منافذ، تاول، بافت شل و لکه های روغن روی سطح شمش وجود دارد. محتوای هیدروژن شمش بیشتر است.

4) بشکه هنگام تعویض آلیاژ تمیز نشد.

5) دمای سیلندر اکستروژن و شمش اکستروژن بسیار بالا است.

6) اندازه شمش بیش از انحراف منفی مجاز است.

7) شمش خیلی طولانی است، خیلی سریع پر شده و دمای شمش ناهموار است.

8) طراحی سوراخ قالب غیر منطقی است. یا برش نادرست مواد باقی مانده؛

روش حذف:

1) بهبود سطح تصفیه، گاز زدایی و ریخته گری برای جلوگیری از نقص هایی مانند منافذ، شلی، ترک ها و سایر عیوب در شمش.

2) ابعاد مطابق سیلندر اکستروژن و پد اکستروژن را به طور منطقی طراحی کنید. اندازه ابزار را مرتباً بررسی کنید تا مطمئن شوید که الزامات را برآورده می کند.

3) پد اکستروژن نمی تواند خارج از تحمل باشد.

4) هنگام تعویض آلیاژ، سیلندر باید به طور کامل تمیز شود.

5) سرعت مرحله اکستروژن و پر کردن را کاهش دهید.

6) سطوح ابزارها و شمش ها را تمیز، صاف و خشک نگه دارید تا روغن کاری پد اکستروژن و قالب کاهش یابد.

7) عملیات دقیق، برش صحیح مواد باقی مانده و اگزوز کامل؛

8) از روش گرمایش گرادیان شمش برای بالا بردن دمای سر شمش و پایین آوردن دمای دم استفاده می شود. هنگام پر کردن، ابتدا سر تغییر شکل می دهد و گاز موجود در سیلندر به تدریج از طریق شکاف بین لنت و دیواره سیلندر اکستروژن تخلیه می شود.

9) تجهیزات و ابزار را مرتباً بررسی کنید تا از دمای بیش از حد و سرعت بیش از حد جلوگیری شود.

10) ابزار و قالب را به طور منطقی طراحی و تولید کنید و سوراخ های راهنما و سوراخ های دیورتر را با شیب داخلی 1 تا 3 درجه طراحی کنید.

3. ترک های اکستروژن

علت:

بروز ترک به تنش و جریان فلز در طول فرآیند اکستروژن مربوط می شود. با در نظر گرفتن ترک های دوره ای سطحی به عنوان مثال، محدودیت های شکل قالب و اثر اصطکاک تماسی مانع از جریان سطح خالی می شود. سرعت جریان در مرکز محصول بیشتر از سرعت جریان فلز بیرونی است، به طوری که فلز بیرونی در معرض تنش کششی اضافی و مرکز تحت تنش فشاری اضافی قرار می گیرد. ایجاد تنش اضافی حالت تنش پایه را در ناحیه تغییر شکل تغییر می‌دهد و باعث می‌شود که تنش کاری محوری لایه سطحی (برهم‌نهی تنش اساسی و تنش اضافی) به تنش کششی تبدیل شود. هنگامی که این تنش کششی به حد مقاومت شکست واقعی فلز می رسد، ترک هایی که به سمت داخل منبسط می شوند روی سطح ظاهر می شوند، شکل آن به سرعت فلز در منطقه تغییر شکل مربوط می شود.

روش حذف:

1) اطمینان حاصل کنید که ترکیب آلیاژ مطابق با الزامات مشخص شده است، کیفیت شمش را بهبود می بخشد، محتوای ناخالصی های موجود در شمش را به حداقل می رساند که باعث کاهش انعطاف پذیری می شود، و محتوای سدیم را در آلیاژهای با منیزیم بالا به حداقل می رساند.

2) مشخصات مختلف گرمایش و اکستروژن را دقیق اجرا کنید و دما و سرعت اکستروژن را با توجه به مواد و ویژگی های محصول به طور منطقی کنترل کنید.

3) طراحی قالب را بهبود بخشید، طول تسمه اندازه قالب را به طور مناسب افزایش دهید و شعاع فیله گوشه های مقطع را به طور مناسب افزایش دهید. به ویژه، طراحی پل قالب، محفظه ایستگاه لحیم کاری و شعاع گوشه باید معقول باشد.

4) بهبود اثر همگن شدن شمش و بهبود انعطاف پذیری و یکنواختی آلیاژ.

5) هنگامی که شرایط اجازه می دهد، از روش هایی مانند اکستروژن روانکاری، اکستروژن قالب مخروطی یا اکستروژن معکوس برای کاهش تغییر شکل ناهموار استفاده کنید.

6) ابزارها و تجهیزات را به طور منظم برای اطمینان از عملکرد عادی بازرسی کنید.

4. پوست پرتقال

علت:

دلیل اصلی این است که ساختار داخلی محصول دارای دانه های درشت است. به طور کلی، هر چه دانه ها درشت تر باشند، آشکارتر هستند. به خصوص زمانی که کشیدگی زیاد باشد، احتمال بروز این نوع نقص پوست پرتقال بیشتر است.

روش های پیشگیری:

برای جلوگیری از بروز عیوب پوست پرتقال، نکته اصلی انتخاب دمای اکستروژن مناسب و سرعت اکستروژن و کنترل ازدیاد طول است. بهبود ساختار داخلی شمش و جلوگیری از درشت شدن دانه ها.

5. لکه های 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 گرافیت) بسیار کمتر است و غلظت محلول جامد به طور قابل توجهی کمتر از جاهای دیگر است. بنابراین ساختار داخلی متفاوت است و ظاهر رنگ تیره ای را نشان می دهد.

روش حذف:

روش اصلی تقویت خنک کننده میز تخلیه و عدم توقف در یک مکان هنگام رسیدن به میز کشویی و بستر خنک کننده است، به طوری که محصولات می توانند در موقعیت های مختلف با نمد مقاوم در برابر حرارت در تماس باشند تا شرایط خنک کننده ناهموار بهبود یابد.

6. نوارهای بافتی

علت:

به دلیل ساختار و ترکیب ناهموار قطعات اکسترود شده، خطوط نواری در جهت اکستروژن روی محصولات ظاهر می شود. به طور کلی در مناطقی که ضخامت دیواره تغییر می کند ظاهر می شود. این را می توان با خوردگی یا آندایزینگ تعیین کرد. هنگام تغییر دمای خوردگی، نوارها ممکن است ناپدید شوند یا در عرض و شکل تغییر کنند. علت آن به دلیل ماکروسکوپی یا ریزساختار ناهموار شمش، همگن ناکافی شمش یا سیستم گرمایش نادرست برای پردازش محصول اکسترود شده است.

روش حذف:

1) شمش باید تصفیه شود تا از شمش درشت دانه استفاده نشود.

2) قالب را بهبود دهید، شکل مناسب حفره راهنما را انتخاب کنید و حفره راهنما یا کمربند اندازه قالب را اصلاح کنید.

7. خط جوش طولی

علت:

عمدتاً به دلیل تفاوت ساختاری بین قسمت جوش داده شده جریان فلز و سایر قسمت های فلز در قالب اکستروژن ایجاد می شود. یا ممکن است ناشی از تامین ناکافی آلومینیوم در حفره جوش قالب در حین اکستروژن باشد.

روش حذف:

1) طراحی ساختار پل و حفره جوش قالب ترکیبی تقسیم شده را بهبود بخشید. مانند تنظیم نسبت تقسیم - نسبت ناحیه سوراخ شکاف به منطقه محصول اکسترود شده و عمق حفره جوشکاری.

2) برای اطمینان از نسبت اکستروژن خاص، به تعادل بین دمای اکستروژن و سرعت اکستروژن توجه کنید.

3) از زنجیر ریخته گری با لکه های روغن روی سطح استفاده نکنید تا از مخلوط شدن روان کننده ها و مواد خارجی در محل اتصال جوش جلوگیری شود.

4) روی سیلندر اکستروژن و پد اکستروژن روغن نمالید و آنها را تمیز نگه دارید.

5) طول مواد باقیمانده را به طور مناسب افزایش دهید.

8. خطوط جوش افقی یا علائم توقف

علت:

دلیل اصلی این است که در طول اکستروژن مداوم، فلز در قالب به خوبی به فلز انتهای جلوی بیلت تازه اضافه شده جوش داده می شود.

روش حذف:

1) تیغه قیچی مورد استفاده برای برش مواد باقی مانده را تیز کرده و صاف کنید.

2) سطح انتهایی بیلت را تمیز کنید تا روغن روانکار و مواد خارجی مخلوط نشوند.

3) دمای اکستروژن را به طور مناسب افزایش دهید و به آرامی و یکنواخت اکسترود کنید.

4) قالب های ابزار، مواد قالب، هماهنگی اندازه، استحکام و سختی را به طور منطقی طراحی و انتخاب کنید.

9. خراش، خراش

علت:

دلیل اصلی این است که وقتی محصولات به صورت افقی از میز کشویی به میز اره محصول نهایی منتقل می شوند، اجسام سخت از بستر خنک کننده بیرون زده و محصولات را خراش می دهند. برخی از آنها در هنگام بارگیری و حمل و نقل رخ می دهد.

روش حذف:

1) تسمه اندازه گیری قالب باید صاف و تمیز باشد و ابزار خالی قالب نیز صاف باشد.

2) هنگام نصب قالب ها را به دقت بررسی کنید تا از قالب هایی با ترک های کوچک استفاده نکنید. در طراحی قالب به شعاع فیله توجه کنید.

3) کمربند کار قالب را به سرعت بررسی و جلا دهید. سختی قالب باید یکنواخت باشد.

4) تخت خنک کننده و جدول ذخیره سازی محصول نهایی را مرتباً بررسی کنید. آنها باید صاف باشند تا برجستگی های سخت باعث خراشیدگی محصولات نشوند. مسیر راهنما را می توان به درستی روغن کاری کرد.

5) هنگام بارگیری باید اسپیسرهایی که نرمتر از محصول تمام شده هستند قرار داده شود و حمل و نقل و بلند کردن آن به آرامی و با دقت انجام شود.

10. پرس فلز

علت:

دلیل اصلی این است که سرباره آلومینا تولید شده در موقعیت چاقوی خالی قالب به محصول اکسترود شده می‌چسبد و به میز تخلیه یا میز کشویی جریان می‌یابد و توسط غلتک‌ها به سطح مواد اکسترود شده فشرده می‌شود. در طول آنودایز کردن، هیچ فیلم اکسیدی یا فرورفتگی یا حفره ای در جایی که فلز تحت فشار قرار می گیرد تشکیل نمی شود.

روش حذف:

1) کمربند سایز را صاف کرده و طول کمربند سایز را کوتاه کنید.

2) چاقوی خالی کمربند اندازه را تنظیم کنید.

3) چیدمان سوراخ های قالب را تغییر دهید و سعی کنید از قرار دادن سطح صاف محصول در زیر و در تماس با غلتک ها برای جلوگیری از فشرده شدن سرباره آلومینا خودداری کنید.

4) سطح و انتهای شمش را تمیز کنید و از براده های فلزی در روغن روان کننده خودداری کنید.

11. سایر عیوب سطحی

علت:

1) در طی فرآیند ذوب و ریخته گری، ترکیب شیمیایی ناهموار است، با اجزاء فلزی، منافذ و اجزاء غیر فلزی، ساختار داخلی فیلم یا فلز اکسید ناهموار است.

2) در طول فرآیند اکستروژن، دما و تغییر شکل ناهموار است، سرعت اکستروژن بسیار سریع است، خنک کننده ناهموار است و ساختار در تماس با گرافیت و روغن ناهموار است.

3) طراحی قالب غیر منطقی است و انتقال بین گوشه های تیز قالب صاف نیست. چاقوی خالی خیلی کوچک است و فلز را خراش می دهد، قالب بد پردازش شده است، دارای سوراخ است و صاف نیست، و عملیات نیتریدینگ خوب نیست. سختی سطح ناهموار است و تسمه کار صاف نیست.

4) در طول فرآیند تصفیه سطح، غلظت مایع حمام، دما و چگالی جریان غیر منطقی است و فرآیند درمان خوردگی اسیدی یا قلیایی نامناسب است.

روش حذف:

1) کنترل ترکیب شیمیایی، بهینه سازی فرآیند ریخته گری، تقویت تصفیه، پالایش و همگن سازی.

2) فرآیند همگن سازی شمش نیاز به خنک سازی سریع دارد.

3) دما و سرعت اکستروژن را به طور منطقی کنترل کنید تا از تغییر شکل یکنواخت اطمینان حاصل کنید و از طول شمش مناسب استفاده کنید.

4) بهبود روش های طراحی و ساخت قالب، افزایش سختی تسمه کار قالب و کاهش زبری سطح.

5) فرآیند نیتریدینگ را بهینه کنید.

6) برای جلوگیری از آسیب یا آلودگی ثانویه به سطح در هنگام خوردگی اسیدی یا قلیایی، فرآیند تصفیه سطح را به شدت کنترل کنید.

ویرایش شده توسط می جیانگ از MAT آلومینیوم