铝型材表面颗粒和气泡形成原因

在铝合金工业型材的挤压生产中，型材表面不同程度的存在一些小颗粒吸附在型材表面上，手摸有触感，影响了氧化、电泳涂漆及喷涂型材的表面美观，降低了生产效率和成品率。因此，对其形成机制进行分析，以便采取措施，减少或杜绝此类型材表而缺陷的出现。

在铝型材的挤压生产中，常见的缺陷是比较直观的，如弯曲、扭拧、变形、夹渣等。而“吸附颗粒”的缺陷，不仔细观察或手摸较难发现。其危害是：在电泳、喷涂型材的生产流程中，很难去除掉，影响铝合金电机壳型材的表面美观，造成废品。因此，要在挤压生产实践中不断地观察分析，总结其成因，及时采取措施，以减少或杜绝这种缺陷的出现。

“吸附颗粒”的影响因素主要是模具、铸棒、挤压工艺三个方面。建筑铝型材操作人员的操作水平也反映在这三个要素中，在生产实践的基础上，要不断地分析问题，总结经验，就可以减少或避免“吸附颗粒”、粘铝、表面粗糙、划伤、型材撕裂等缺陷，大大提高型材的成品率及生产效率。下面详细讲解一下具体原因和针对性的解决方案。

1“吸附颗粒”的表现及对产品质量的影响

铝合金型材表面处理的方式越来越多，除一般的氧化型材外，电泳型材、喷涂型材、氟碳喷涂型材、木纹烤漆型材等相继出现，花样繁多。“吸附颗粒”的缺陷，对一般氧化材影响不大，但对其他的处理形式影响较大，主要是有碍这些型材表面美观。在挤压生产中，挤出型材“吸附颗粒”经过仔细观察或用手在型材表面上滑动，都会发现。在锯切装筐工序，用风吹或擦拭，大部分的小颗粒可以去掉。但还是有一部分由于静电原因仍吸附在型材表面上。经时效处理后，这些颗粒更加紧密粘附在型材表面。在型材表面预处理工序，由于槽液浓度的影响，有的可以去除掉，但在型材表面形成小麻坑，有的去除不掉，则形成凸起。此问题在电泳和喷涂型材的生产中经常出现。

2“吸附颗粒”的形成原因

2.1模具的影响

在工业铝型材挤压生产中，模具是在高温高压的状态下工作的，受压力和温度的影响，模具产生弹性变形。模具工作带由开始平行于挤压方向，受到压力后，工作带变形成为喇叭状，只有工作带的刃口部分接触型材形成的粘铝，类似于车刀的刀屑瘤。在粘铝的形成过程中，不断有颗粒被型材带出，粘附在型材表面上，造成了“吸附颗粒”。随着粘铝的不断增大，模具产生瞬间回弹，就会形成咬痕缺陷。若粘铝堆积较多，不能被型材拉出，模具瞬间回弹时粘铝不脱落，就会形成型材的表面粗糙、亮条、型材撕裂、堵模等问题，模具的粘铝现象见图1。我们现在使用的挤压模具基本是平面模，在铸棒不剥皮的情况下，铸棒表面及内在的杂质堆积在模具内金属流动的死区，随着挤压铸棒的推进及挤压根数的增多，死区的杂质也在不断的变化，有一部分被正常流动的金属带出，堆积在工作带变形后的空间内。有的被型材拉脱，形成了“吸附颗粒”。因此，模具是造成“吸附颗粒“的关键因素。

2.2挤压工艺的影响

挤压工艺参数的选择正确与否也是影响“吸附颗粒”的重要因素。经过现场观察，挤压温度、挤压速度过高，“吸附颗粒”就越多，原因是由于温度高、速度快，型材流动速度增加，模具变形的程度增加，金属的流动加快，金属的变形抗力相对减弱，更易形成粘铝现象；对大的挤压系数来说，金属的变形抗力相对增加了，死区相对增大，提高了形成粘铝的条件，形成“吸附颗粒”的概率增加；铸棒加热温度与模具温度之差过大，也易造成粘铝问题，甚至堵模；工模具表面的粗糙度、工作带表面的硬度等，也是造成粘铝，形成“吸附颗粒”的原因之一。

2.3铸棒质量的影响

铸棒质量是影响铝型材表面及挤压成型的重要因素。

“吸附颗粒”的成因与铸棒质量有很大关系。铸棒的组织缺陷常见的有夹渣、疏松、晶粒粗大、偏析、光亮晶粒等。夹渣是混入铸棒的熔渣、氧化皮或其他杂质，也叫夹杂。低倍试片上一般呈现形状不规则的黑洞，凹陷于基体，是一些不同颜色的、无定形的松软组织，破坏了铸棒的连续性。在挤压过程中，夹渣极易从基体中分离出来，通过模具的工作带时，粘附在入口端，形成粘铝，并不断被流动的金属拉出，形成“吸附颗粒”；疏松是在晶界及枝晶网络出现的宏观和微观的分散性缩孔，低倍试片上呈不规则的黑色针孔状小点，在枝晶间呈三角形孔洞，断口组织不致密，严重的疏松往往伴有气孔、夹渣等，在挤压生产中很难与金属焊合，从而以形成粘铝现象；晶粒粗大是当熔体金属过热或铸造温度过高时。在铸棒中易出现的粗大晶粒组织，并伴有晶间裂纹，使金属不连续，在挤压生产中，也易产生粘铝问题；偏析是在铸棒表面凝结的易熔析出物，也称偏析瘤，是易熔组成物渗出后凝结在铸棒表面而成的，在挤压生产中，聚集在模具金属流动的死区，随着挤压铸棒根数的增多，被挤出或被流动的型材拉出，形成“吸附颗粒”。所有这些铸棒缺陷有一个共同点，就是与铸棒基体焊合不好，造成了基体流动的不连续性，这是形成“吸附颗粒”的重要因素。

3减少“吸附颗粒”的措施

3.1模具设计、制造、使用应注意的问题

（1）铝合金建筑型材模具的设计必须满足刚度、强度的计算要求，以达到减少模具在受压时的弹性变形量。在确定工作带时，工作带的长短、空刀形式、模颈及焊合室形式等，都要考虑参数选择最佳值。模具的导流孔、分流孔等系数的选择，在允许范围内尽量选较大值，达到减小压力的目的。

（2）模具在制造过程中，要减少制造误差，避免尖角存在。对金属流动的摩擦表面，要光滑过渡，尽量减少凸凹不平的过渡区域。确保模孔尺寸偏差的一致性。

（3）模具在使用时，一定要加装和选用合适的模垫、支撑垫。

（4）模具都要经过氮化处理后，方可上机，以减少粘铝的问题。

（5）修模、光模时，要注意工作带的平行、表面粗糙度以及组合模装配的配合尺寸，把紧螺栓。

3.2选择合适的挤压参数

根据工业铝合金型材挤压系数、型材断面情况、模具情况、设备情况等，选择最佳的挤压温度、铸棒加热温度、模具温度以及挤压速度，并在生产过程中，不断调整这些参数。这些都是消除或减少“吸附颗粒”的主要措施。

3.3提高铸棒的质量

在铸棒的铸造过程中，采用细化晶粒工艺，采取有效的技术措施减少铸棒的夹渣、疏松、晶粒粗大等缺陷，对铸棒进行均匀化处理，都是减少和消除“吸附颗粒”的有效措施。另外，加强对铸棒的低倍组织分析，进行质量监控，减少有缺陷铸棒的投入使用，也是减少和消除“吸附颗粒”有效手段。

建筑铝合金型材产生气泡原因分析及解决方案

铝型材产生的气泡是型材表层金属与基体金属出现局部连续或断续的分离，表现为圆形或局部连续凸起。

主要原因分析

1、由于挤压筒经长期使用后尺寸超差，挤压时筒内气体未排除，变形金属表层沿前端弹性区流出而造成气泡；

2、铸锭表面有沟槽或铸锭组织中有气孔，铸锭在墩粗时包进了气体，挤压时气体进入金属表层；

3、挤压时，铸锭或模具中带有水分和油污，由于水和油污受热挥发成气体，在高温高压的金属流动中被卷入型材表面形成气体；

4、设备排气装置工作不正常；

5、金属填充过快，造成挤压排气不好。

具体解决办法

1、合理选择和配备门窗型材挤压工具，及时检查和更换；

2、加强铸锭的质量管理，严格控制铸锭的表面质量和含气量；

3、保证设备的排气系统正常工作；

4、剪刀、挤压筒和模具应尽量少涂油或不涂油；

5、合理控制挤压速度，按要求进行排气。

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