铝合金常见缺陷

6063铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用。但在生产过程中经常会出现一些缺陷而致使产品质量低下，成品率降低，生产成本增加，效益下降，最终导致企业的市场竞争能力下降。因此，从根源上着手解决6063铝合金挤压型材的缺陷问题是企业提高自身竞争力的一个重要方面。笔者根据多年的铝型材生产实践，在此对6063铝合金挤压型材常见缺陷及其解决办法作一总结，和众多同行交流，以期相互促进。

1 划、擦、碰伤

划伤、擦伤、碰伤是当型材从模孔流出以及在随后工序中与工具、设备等相接触时导致的表面损伤。

1．1 主要原因

①铸锭表面附着有杂物或铸锭成分偏析。铸锭表面存在大量偏析浮出物而铸锭又未进行均匀化处理或均匀化处理效果不好时，铸锭内存在一定数量的坚硬的金属颗粒，在挤压过程中金属流经工作带时，这些偏析浮出物或坚硬的金属颗粒附着在工作带表面或对工作带造成损伤，最终对型材表面造成划伤；

②模具型腔或工作带上有杂物，模具工作带硬度较低，使工作带表面在挤压时受伤而划伤型材；

③出料轨道或摆床上有裸露的金属或石墨条内有较硬的夹杂物，当其与型材接触时对型材表面造成划伤；

④在叉料杆将型材从出料轨道上送到摆床上时，由于速度过快造成型材碰伤；

⑤在摆床上人为拖动型材造成擦伤；

⑥在运输过程中型材之间相互摩擦或挤压造成损伤。

1．2 解决办法

①加强对铸锭质量的控制；

②提高修模质量，模具定期氮化并严格执行氮化工艺；

③用软质毛毡将型材与辅具隔离，尽量减少型材与辅具的接触损伤；

④生产中要轻拿轻放，尽量避免随意拖动或翻动型材；

⑤在料框中合理摆放型材，尽量避免相互摩擦。

2机械性能不合格

2．1 主要原因

①挤压时温度过低，挤压速度太慢，型材在挤压机的出口温度达不到固溶温度，起不到固溶强化作用；

②型材出口处风机少，风量不够，导致冷却速度慢，不能使型材在最短的时间内降到200℃以下，使粗大的Mg2Si过早析出，从而使固溶相减少，影响了型材热处理后的机械性能；

③铸锭成分不合格，铸锭中的Mg、Si含量达不到标准要求；

④铸锭未均匀化处理，使铸锭组织中析出的Mg2Si相无法在挤压的较短时间内重新固溶，造成固溶不充分而影响了产品性能；

⑤时效工艺不当、热风循环不畅或热电偶安装位置不正确，导致时效不充分或过时效。

2．2 解决办法

①合理控制挤压温度和挤压速度，使型材在挤压机的出口温度保持在最低固溶温度以上；

②强化风冷条件，有条件的工厂可安装雾化冷却装置，以期达到6063合金冷却梯度的最低要求；

③加强铸锭的质量管理；

④对铸锭进行均匀化处理；

⑤合理确定时效工艺，正确安装热电偶，正确摆放型材以保证热风循环通畅。

3几何尺寸超差

3．1 主要原因

①由于模具设计不合理或制造有误、挤压工艺不当、模具与挤压筒不对中、不合理润滑等，导致金属流动中各点流速相差过大，从而产生内应力致使型材变形；

②由于牵引力过大或拉伸矫直量过大导致型材尺寸超差。

3．2 解决办法

①合理设计模具，保证模具精度；

②正确执行挤压工艺，合理设定挤压温度和挤压速度；

③保证设备的对中性；

④采用适中的牵引力，严格控制型材的拉伸矫直量。

4 挤压波纹

挤压波纹是指在挤压型材表面出现的类似于水波纹的情况，一般无手感，在光的作用下表现明显。

4．1 主要原因

①牵引机发生周期性上下跳动使型材表面发生局部弯折；

②模具设计不合理，工作带在挤压力作用下发生颤动导致型材出现波纹。

4．2解决办法

①保证牵引机运行平稳；

②合理设计模具结构。

5 麻面

麻面是指在型材表面出现的密度不等、带有拖尾、非常细小的瘤状物，手感明显，有尖刺的感觉。

5．1 主要原因

由于铸锭中的夹杂物或模具工作带上粘有金属或杂物，在挤压时被高温高压的铝夹带着脱落，在型材表面形成麻面。

5．2解决办法

①适当降低挤压速度，采用合理的挤压温度和模具温度；

②严格控制铸锭质量，降低铸锭中的夹杂物含量，将铸锭进行均匀化处理；

③加强修模质量管理。

6 黑斑

型材阳极氧化后局部出现近似圆形的黑灰色斑点，在型材纵向贴摆床的面上等距离分布，大小不一。

6．1 主要原因

由于挤压机出口处风冷量不够，导致铝材在较高温度下接触摆床，接触部位的冷却速度于其它位置不同，有粗大的Mg2Si相析出，在阳极氧化处理后该部位变为黑灰色。

6．2 解决办法

①加强风冷强度，避免摆床上型材的间隔过小，保证风冷的温度梯度；

②有条件的工厂应采用雾化水冷与风冷相结合的方法，可完全消除黑斑。

7 条纹

挤压型材的条纹缺陷种类比较多，形成因素也较复杂，这里仅就一些常见条纹的产生原因及解决方法加以论述。

7．1 摩擦纹

模具每次光模上机挤压后，纹路都不能一一对应，有轻有重。

7．1．1 主要原因

在挤压过程中，型材流出模孔的瞬间与工作带紧紧地靠在一起，构成一对热状态下的干摩擦副，且将工作带分成两个区——粘着区和滑动区。在粘着区内，金属质点受到至少来自两个方面的力的作用：摩擦力和剪切力。当粘着区内金属质点所受摩擦力大于剪切力时，金属质点就会粘附在粘着区工作带表面上，并将型材表面擦伤而形成摩擦纹。

7．1．2 解决办法

①调整模具工作带出口角α，使其在-1°～-3°范围内，这样可降低工作带粘着区高度，减小该区的摩擦力，增大滑动区；