铝型材表面“毛刺”与“震痕”产生的原因分析及预防措施

　　因铸棒的各种缺陷体与铸棒基体焊合不好、模具弹性形变及死区、挤压工艺，造成了金属流动的不连续性，形成“积铝”条件，从而形成"“毛刺”或“震痕”。

　　“毛刺”和“震痕”是在挤压铝型材生产中常见的缺陷。“毛刺”不直观，不仔细观察或手摸较难发现；“震痕”是颗粒相对集中型材表面的表现。其危害是：在氧化电泳、喷涂型材的生产过程中，很难去除掉，影响型材的表面美观，造成废品。一般厂家对表面处理为喷粉（漆）型材全部经喷砂处理后，再进行喷粉（漆），效果较好;但氧化光面电泳料处理起来就很棘手，给挤压工序造成极大的困扰，因此，要在实践生产中不断地观察分析、总结，采取相应措施，以减少或杜绝这种缺陷的出现很重要。“毛刺”和“震痕”的区别。其实，“毛刺”和“震痕”专业的术语叫"吸附颗粒"。“毛刺”呈不规则分布在型材表面，在多种原因下，形成工作带前后粘铝，正在挤压生产中不断有“毛刺”被型材带出；“毛刺”用风吹或擦拭，大部分的可以去掉。而“震痕”，由于模具空刀位的粘铝，在型材震动或模具瞬间回弹时瞬间被拉出，这些颗粒几乎在同一截面上或深或浅的镶在型材上，所以用擦拭的方法是难以消除！

　　“毛刺”其对一般传统色号影响不大，但现在新色号不断的推出，尤其高光表面处理型材越来越多，表面要求越来越高，无论是电泳型材、喷涂型材、氟碳喷涂型材，表面处理是高光的型材就影响较大。“毛刺”用手摸可以感觉到在型材表面上滑动。但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“毛刺”更加紧密粘附在型材表面。在型材表面预处理工序，由于受槽液浓度规定范围的限制，有的可以去除掉，有的去除不掉形成凸点。此问题在表面处理车间生产中经常出现。

　　“震痕”在型材表面预处理工序，因“毛刺”镶在型材上，形成表面粗糙，甚至有刺手的感觉。只有极少可以去除掉的，则形成凹点。无法除掉的则形成凸点，由于“毛刺”密集，且几乎在同一截面上。如表面处理为氧化的话，通常判为废品。如表面处理为喷涂（粉），可以通过砂纸磨平的方法修补。

　　“毛刺”和“震痕”产生原因、及解决方法。模具设计是否合理、挤压参数选择是否恰当、铸棒的缺陷，都有可能在模腔内形成粘铝条件，最终形成“毛刺”和“震痕”的表象。

　　一.模具

　　1.模具的弹性变形引起。模具制造中其工作带平行于挤压方向，但实际挤压生产中，模具是在高温高压的状态下受到压力后，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，形成类似车刀瘤，粘铝的形成过程中，不断有“车刀瘤”被铝型材带出，粘附在型材表面上，形成“毛刺”或“震痕”。

　　2.如模具空刀位太浅，会造成粘铝逐渐增多。型材逐渐带出的粘铝形成“毛刺”，无法被型材拉出的，且模具瞬间回弹时粘铝不脱落，就会形成亮带、纹粗、甚至劏模等问题。

　　3.模具内金属流动的死区。多数铝材厂铸棒一般不剥皮的，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。有的被型材拉出，形成“毛刺”或“震痕”。另外杂质与正常流动的金属相互磨擦，造成型材表面亮带、纹粗等缺陷。

　　解决措施：

　　1.选择合适的孔数及机型。根据型材的外接圆直径、壁厚、单重、挤压比大小、现有的机型等选择最佳模具规格，降低形成粘铝的条件，减少形成“毛刺”或“震痕”的概率；

　　2.提高模具的强度。在实际生产中，模具弹性变形量越大，形成“毛刺”或“震痕”可能性越大。如多孔模，分流孔多且密，相应降低模具的强度；又如长悬臂的模具等。在设计模具时，尽可能提高模具刚度、强度，以达到减少模具在生产时的弹性变形量。选择最佳参数值在确定工作带的长短、模颈、焊合室形式、空刀的放量、分流孔大小等，都要考虑。

　　3.减少模具的死区。模具在制造过程中，要求模具内腔的面与面的过度、R位与面的过度等避免尖角存在；金属流动的摩擦面要求平滑等。

　　4.模具表面的粗糙度、工作带的平行度、工作带表面的硬度等，也会形成粘铝的条件。模具氮化前必须对模具内腔、工作带的平滑度，工作带的平行度等进行检查，并进行修整、然后进行喷砂、抛光等，以达到提高模具的平滑度。经过氮化后，提高表面硬度后，将进一步提高模具的平滑度。

　　5.装模前，模具抛光后，并在模具散件的配合面、焊合室喷防锈剂。

　　6.装模时，必须将螺栓锁紧。

　　二.铝型材挤压工艺的影响

　　1.如果温度高、金属的流动过快，模具变形的程度增加，易形成粘铝现象；同时金属的变形抗力相对增加了，在模具内腔的金属死区相对增大，提高了形成粘铝的条件；另外如果铸棒温度、模具温度、盛锭筒温度相差过大，也易造成粘铝问题。

　　2.模具投入生产前，一定要选用指定的模垫、专用垫。另外特别注意模垫、专用垫、模具之间的配合是否有间隙，是否有撞击位披风、裂纹、甚至退火产生凹痕等。即可能其中某一工件的端面不平，在挤压生产时给模具弹性变形留下空间。

　　解决措施：

　　1.铝材挤压机出口按装白色灯光，以便观察“毛刺”的实时情况。

　　2.根据“毛刺”问题的实时情况，根据挤压系数、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。

　　3.限制一次上机生产的铸棒数量。随着生产棒数的增加，工作带温度在上升，铝水与工作带的摩擦加剧，导致工作带硬度下降、表面粗糙，积铝越来越多，“毛刺”也就越来越多。

　　4.机手应在生产前检查模垫、专用垫、模具之间的配合是否紧密。如其中有间隙，可采取磨平的方法解决。如果磨掉的量稍大，可以对模垫、专用垫进行加温后，再投入生产。

　　5.挤压中心位要正。模具中心位不正，棒皮易进入模具；挤压杆不正，压饼刮（盛锭筒）筒壁，将本应倒流的杂质送入模具，形成“积铝”条件。

　　6.铝型材挤压生产进行中，应尽可能避免型材晃动。如果出料口处型材晃动，会将空刀的“积铝”瞬间带出，形成“震痕”。所以往往在牵引机刚锯完型材时，在出料口的型材当即产生一个“震痕”。

　　三铝铸棒质量的影响

　　因铝铸棒的各种缺陷体与铸棒基体焊合不好，造成了金属流动的不连续性，形成“积铝”条件。从而形成"“毛刺”或“震痕”。

　　1.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，被挤出或被流动的型材拉出，形成“毛刺”或“震痕”。

　　2.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，在枝晶间呈三角形孔洞，断口组织不致密，可能往往伴有气孔、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。

　　3.夹渣是混入铸棒的熔渣、氧化皮或其他杂质，也叫夹杂。凹陷于基体，将破坏铸棒的连续性。在铝型材挤压过程中，夹渣通过模具的工作带时，粘附在入口端，形成粘铝。

　　4.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；

　　解决措施：

　　1.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。

　　2.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。

　　3.高端产品使用专用铸棒，能提高成品率，减少上机模具数量。