I profili in lega di alluminio sono disponibili in numerose varietà e specifiche, con molteplici processi produttivi, tecnologie complesse e requisiti elevati. Diversi difetti si verificano inevitabilmente durante l'intero processo produttivo: fusione, estrusione, trattamento termico di finitura, trattamento superficiale, stoccaggio, trasporto e imballaggio.
Cause e metodi di eliminazione dei difetti superficiali:
1. Stratificazione
Causa:
Il motivo principale è che la superficie del lingotto è macchiata da olio e polvere, oppure che la parte di lavoro dell'estremità anteriore del cilindro di estrusione è notevolmente usurata, causando l'accumulo di metallo sporco attorno alla zona elastica dell'estremità anteriore. Questo si forma quando la superficie di scorrimento della zona elastica viene fatta rotolare verso la periferia del prodotto durante l'estrusione. Di solito si manifesta nella parte finale del prodotto. Nei casi più gravi, può presentarsi anche nella parte centrale o persino nella parte anteriore del prodotto. Esistono anche disposizioni non idonee dei fori della filiera, troppo vicine alla parete interna del cilindro di estrusione, usura eccessiva o deformazione del cilindro di estrusione e del tampone di estrusione, ecc., che possono causare stratificazione.
Metodo di eliminazione:
1) Migliorare la pulizia della superficie del lingotto.
2) Ridurre la rugosità superficiale del cilindro di estrusione e dello stampo e sostituire tempestivamente il cilindro di estrusione e il tampone di estrusione gravemente usurati e fuori tolleranza.
3) Migliorare la progettazione dello stampo e posizionare il foro della matrice il più lontano possibile dal bordo del cilindro di estrusione.
4) Ridurre la differenza tra il diametro del tampone di estrusione e il diametro interno del cilindro di estrusione e ridurre i residui di metallo sporco nel rivestimento del cilindro di estrusione.
5) Mantenere intatto il rivestimento del cilindro di estrusione oppure utilizzare una guarnizione per pulirlo tempestivamente.
6) Dopo aver tagliato il materiale rimanente, pulirlo e non utilizzare più olio lubrificante.
2. Bolle o desquamazione
Causa:
La causa è che la struttura interna del lingotto presenta difetti quali allentamenti, pori e crepe interne, oppure la velocità di estrusione è troppo elevata durante la fase di riempimento e lo scarico non è buono, provocando l'aspirazione di aria nel prodotto metallico.
Le cause di produzione di bolle o desquamazioni includono:
1) Il cilindro di estrusione e il tampone di estrusione sono usurati e fuori tolleranza.
2) Il cilindro e il tampone di estrusione sono troppo sporchi e macchiati di olio, umidità, grafite, ecc.;
3) Sono presenti troppi solchi profondi sulla superficie del lingotto; oppure sono presenti pori, bolle, tessuto lasso e macchie d'olio sulla superficie del lingotto. Il contenuto di idrogeno del lingotto è più elevato;
4) La canna non è stata pulita durante la sostituzione della lega;
5) La temperatura del cilindro di estrusione e del lingotto di estrusione è troppo alta;
6) La dimensione del lingotto supera la deviazione negativa consentita;
7) Il lingotto è troppo lungo, viene riempito troppo velocemente e la temperatura del lingotto non è uniforme;
8) La progettazione del foro della matrice non è ragionevole. O il taglio dei materiali rimanenti non è corretto;
Metodo di eliminazione:
1) Migliorare il livello di raffinazione, degasaggio e fusione per prevenire difetti quali pori, allentamenti, crepe e altri difetti nel lingotto;
2) Progettare in modo ragionevole le dimensioni corrispondenti del cilindro di estrusione e del tampone di estrusione; controllare frequentemente le dimensioni dell'utensile per assicurarsi che soddisfino i requisiti.
3) Il tampone di estrusione non può essere fuori tolleranza;
4) Quando si sostituisce la lega, il cilindro deve essere pulito accuratamente;
5) Rallentare la velocità della fase di estrusione e riempimento;
6) Mantenere le superfici degli utensili e dei lingotti pulite, lisce e asciutte per ridurre la lubrificazione del tampone di estrusione e dello stampo;
7) Funzionamento rigoroso, taglio corretto dei materiali residui e scarico completo;
8) Il metodo di riscaldamento a gradiente del lingotto viene utilizzato per aumentare la temperatura della testa del lingotto e abbassare quella della coda. Durante il riempimento, la testa si deforma per prima e il gas nel cilindro viene gradualmente scaricato attraverso l'intercapedine tra il pad e la parete del cilindro di estrusione;
9) Controllare frequentemente le attrezzature e gli strumenti per evitare temperature e velocità eccessive;
10) Progettare e realizzare in modo ragionevole gli utensili e lo stampo e progettare i fori guida e i fori deviatori con una pendenza interna da 1° a 3°.
3. Crepe da estrusione
Causa:
La comparsa di cricche è correlata allo stress e al flusso del metallo durante il processo di estrusione. Prendendo come esempio le cricche periodiche superficiali, i vincoli della forma dello stampo e l'effetto dell'attrito da contatto ostacolano il flusso della superficie del pezzo grezzo. La velocità di flusso al centro del prodotto è maggiore della velocità di flusso del metallo esterno, quindi il metallo esterno è soggetto a un ulteriore stress di trazione e il centro a un ulteriore stress di compressione. La generazione di stress aggiuntivo modifica lo stato di stress di base nella zona di deformazione, facendo sì che lo stress di lavoro assiale dello strato superficiale (la sovrapposizione di stress di base e stress aggiuntivo) possa trasformarsi in stress di trazione. Quando questo stress di trazione raggiunge il limite effettivo di resistenza alla frattura del metallo, sulla superficie compariranno cricche che si espandono verso l'interno, la cui forma è correlata alla velocità del metallo attraverso la zona di deformazione.
Metodo di eliminazione:
1) Assicurarsi che la composizione della lega soddisfi i requisiti specificati, migliorare la qualità del lingotto, ridurre al minimo il contenuto di impurità nel lingotto che causerebbero una diminuzione della plasticità e ridurre al minimo il contenuto di sodio nelle leghe ad alto contenuto di magnesio.
2) Attenersi scrupolosamente alle varie specifiche di riscaldamento ed estrusione e controllare ragionevolmente la temperatura e la velocità di estrusione in base al materiale e alle caratteristiche del prodotto.
3) Migliorare il design dello stampo, aumentando opportunamente la lunghezza del nastro di dimensionamento dello stampo e il raggio di raccordo degli angoli della sezione trasversale. In particolare, il design del ponte dello stampo, della camera della stazione di saldatura e del raggio di raccordo degli angoli deve essere ragionevole.
4) Migliorare l'effetto di omogeneizzazione del lingotto e migliorare la plasticità e l'uniformità della lega.
5) Se le condizioni lo consentono, utilizzare metodi quali l'estrusione con lubrificazione, l'estrusione conica o l'estrusione inversa per ridurre la deformazione irregolare.
6) Ispezionare regolarmente gli strumenti e le attrezzature per garantirne il normale funzionamento.
4. Buccia d'arancia
Causa:
Il motivo principale è che la struttura interna del prodotto presenta grani grossolani. Generalmente, più i grani sono grossolani, più sono evidenti. Soprattutto quando l'allungamento è notevole, è più probabile che si verifichi questo tipo di difetto a buccia d'arancia.
Metodi di prevenzione:
Per prevenire la formazione di difetti a buccia d'arancia, è fondamentale selezionare la temperatura e la velocità di estrusione appropriate e controllare l'allungamento. È importante migliorare la struttura interna del lingotto ed evitare la formazione di grani grossolani.
5. Macchie scure
Causa:
Il motivo principale è che la velocità di raffreddamento nel punto di contatto tra la parte a parete spessa del profilo e il feltro resistente al calore (o la striscia di grafite) è molto inferiore e la concentrazione della soluzione solida è significativamente inferiore rispetto ad altre zone. Pertanto, la struttura interna risulta diversa e l'aspetto presenta un colore scuro.
Metodo di eliminazione:
Il metodo principale consiste nel rafforzare il raffreddamento del tavolo di scarico e non fermarsi in un unico punto quando si raggiunge il tavolo scorrevole e il letto di raffreddamento, in modo che i prodotti possano entrare in contatto con il feltro resistente al calore in diverse posizioni per migliorare le condizioni di raffreddamento non uniformi.
6. Strisce di tessuto
Causa:
A causa della struttura e della composizione irregolari dei pezzi estrusi, sui prodotti compaiono delle linee a bande nella direzione di estrusione. Generalmente si formano nelle aree in cui lo spessore delle pareti cambia. Questo può essere determinato dalla corrosione o dall'anodizzazione. Al variare delle temperature di corrosione, le bande possono talvolta scomparire o variare in larghezza e forma. La causa è dovuta a una struttura macroscopica o microscopica irregolare del lingotto, a un'omogeneizzazione insufficiente del lingotto o a un sistema di riscaldamento non corretto per la lavorazione del prodotto estruso.
Metodo di eliminazione:
1) Il lingotto deve essere raffinato per evitare di utilizzare lingotti a grana grossa.
2) Migliorare lo stampo, selezionare la forma appropriata della cavità di guida e rifinire la cavità di guida o la cinghia di dimensionamento dello stampo.
7. Linea di saldatura longitudinale
Causa:
È causato principalmente dalla differenza strutturale tra la parte saldata del flusso metallico e le altre parti del metallo nella matrice di estrusione. Oppure può essere causato da un apporto insufficiente di alluminio nella cavità di saldatura dello stampo durante l'estrusione.
Metodo di eliminazione:
1) Migliorare la progettazione della struttura a ponte e della cavità di saldatura dello stampo combinato diviso. Ad esempio, regolando il rapporto di divisione, ovvero il rapporto tra l'area del foro diviso e l'area del prodotto estruso, e la profondità della cavità di saldatura.
2) Per garantire un certo rapporto di estrusione, prestare attenzione all'equilibrio tra temperatura e velocità di estrusione.
3) Non utilizzare catene di fusione con macchie d'olio sulla superficie per evitare di mescolare lubrificanti e corpi estranei nel giunto di saldatura.
4) Non applicare olio sul cilindro e sul tampone di estrusione e tenerli puliti.
5) Aumentare opportunamente la lunghezza del materiale rimanente.
8. Linee di saldatura orizzontali o segni di arresto
Causa:
Il motivo principale è che durante l'estrusione continua, il metallo nello stampo risulta mal saldato al metallo dell'estremità anteriore del pezzo appena aggiunto.
Metodo di eliminazione:
1) Affilare la lama delle forbici utilizzate per tagliare il materiale rimanente e raddrizzarla.
2) Pulire la superficie terminale del pezzo per evitare che olio lubrificante e corpi estranei si mescolino al suo interno.
3) Aumentare opportunamente la temperatura di estrusione ed estrudere lentamente e in modo uniforme.
4) Progettare e selezionare in modo ragionevole gli stampi per utensili, i materiali degli stampi, il coordinamento delle dimensioni, la resistenza e la durezza.
9. Graffi, graffi
Causa:
Il motivo principale è che, durante il trasporto orizzontale dei prodotti dal tavolo scorrevole al tavolo di taglio del prodotto finito, oggetti duri sporgono dal piano di raffreddamento e graffiano i prodotti. Alcuni di questi si verificano durante il carico e il trasporto.
Metodo di eliminazione:
1) La cinghia di dimensionamento dello stampo deve essere liscia e pulita e anche l'utensile di svuotamento dello stampo deve essere liscio.
2) Controllare attentamente durante l'installazione degli stampi per evitare di utilizzare stampi con piccole crepe. Prestare attenzione al raggio di raccordo durante la progettazione dello stampo.
3) Controllare e lucidare tempestivamente la cinghia di lavoro dello stampo. La durezza dello stampo deve essere uniforme.
4) Controllare frequentemente il piano di raffreddamento e il tavolo di stoccaggio del prodotto finito. Devono essere lisci per evitare che eventuali sporgenze dure possano graffiare i prodotti. Il percorso di guida può essere adeguatamente lubrificato.
5) Durante il caricamento, è necessario utilizzare distanziatori più morbidi del prodotto finito e il trasporto e il sollevamento devono essere eseguiti con delicatezza e attenzione.
10. Stampaggio dei metalli
Causa:
Il motivo principale è che le scorie di allumina generate nella posizione di vuoto dello stampo aderiscono al prodotto estruso e fluiscono nel tavolo di scarico o nel tavolo di scorrimento, dove vengono pressate sulla superficie del materiale estruso dai rulli. Durante l'anodizzazione, non si formano pellicole di ossido, né intaccature o cavità nel punto in cui il metallo viene pressato.
Metodo di eliminazione:
1) Lisciare la cintura di dimensionamento e accorciarne la lunghezza.
2) Regolare il coltello vuoto della cintura di dimensionamento.
3) Modificare la disposizione dei fori della matrice e cercare di evitare di posizionare la superficie piana del prodotto sotto e a contatto con i rulli per evitare che le scorie di allumina vengano premute all'interno.
4) Pulire la superficie e le estremità del lingotto ed evitare che trucioli metallici rimangano nell'olio lubrificante.
11. Altri difetti superficiali
Causa:
1) Durante il processo di fusione e colata, la composizione chimica è irregolare, con inclusioni metalliche, pori e inclusioni non metalliche, la struttura interna della pellicola di ossido o del metallo è irregolare.
2) Durante il processo di estrusione, la temperatura e la deformazione non sono uniformi, la velocità di estrusione è troppo elevata, il raffreddamento non è uniforme e la struttura non è uniforme nel contatto con grafite e olio.
3) Il design dello stampo non è ragionevole e la transizione tra gli angoli acuti dello stampo non è liscia. Il coltello vuoto è troppo piccolo e graffia il metallo, lo stampo è mal lavorato, presenta sbavature e non è liscio, e il trattamento di nitrurazione non è buono. La durezza superficiale è irregolare e il nastro di lavoro non è liscio.
4) Durante il processo di trattamento superficiale, la concentrazione del liquido del bagno, la temperatura e la densità di corrente non sono ragionevoli e il processo di trattamento contro la corrosione acida o alcalina non è appropriato.
Metodo di eliminazione:
1) Controllare la composizione chimica, ottimizzare il processo di fusione, rafforzare la purificazione, la raffinazione e l'omogeneizzazione.
2) Il processo di omogeneizzazione del lingotto richiede un raffreddamento rapido.
3) Controllare ragionevolmente la temperatura e la velocità di estrusione per garantire una deformazione uniforme e utilizzare una lunghezza del lingotto ragionevole.
4) Migliorare la progettazione e i metodi di fabbricazione dello stampo, aumentare la durezza della cinghia di lavoro dello stampo e ridurre la rugosità superficiale.
5) Ottimizzare il processo di nitrurazione.
6) Controllare rigorosamente il processo di trattamento superficiale per prevenire danni secondari o inquinamento della superficie durante la corrosione acida o alcalina.
A cura di May Jiang di MAT Aluminum
Data di pubblicazione: 28 agosto 2024
