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通用铝型材表面斑状缺陷的成因有哪些?

信息来源:本站 | 发布日期: 2020-09-30 | 浏览量:
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铝型材经过熔铸、均匀化处理、挤压、阳极氧化等几个过程,由于合金成分不当或处理工艺限制等,加工型材表面会产生各种腐蚀缺陷,如白条、斑点、斑块等,为了提高铝型材表面质量,必须加强对表面斑块腐蚀缺陷的深入分析。本文将分析铝型材生产过程中几个典型步骤出现斑状缺陷的原因。

一、熔铸过程中的斑状缺陷。

铝型材熔铸过程中,形成表面斑状缺陷的主要原因是合金化学成分。在合金中,除主要元素MgAlSi外,还有MnFeZn等少量元素。适当加入这些要素可以有效地改善原材料的力学性和化学性,但这些要素过多也会产生负面作用,需要严格控制。

大量实验证明,Zn>0.02%的情况下,氧化处理中遇到SOCI=可能产生雪花状斑点的另一方面,在时效处理过程中分析出的介稳定相÷(MgZn2)的情况下,在阳极氧化的预处理中,与铝基体的电化学位置不同,形成微电池

铝型材阳极氧化前,碱洗中的铝固溶体Zn会产生溶解反应Zn2+,经过电极电位校正的铝会被溶液替换,同时会产生溶解反应,加快铝基体的溶解速度,合金会产生雪花状的斑点,Zn的含量越高,这种情况就越严重。另外,合金中的游离SiAl-Fe-Si化合物偏析反应时,相对铝的固溶体呈阴极,碱洗中周围的铝先溶解,形成雪花斑。

此外,如果分析沿晶体边界呈连续链状分布状态,晶体边界容易腐蚀。合金中的FeZn等要素容易形成α-Fe2SiAl8、β-FeSiAlT-AlMgZn3等杂质相,大大降低了合金的电化学性、耐腐蚀性、氧化着色均匀性和抗挤压能力。特别是在Fe元素丰富的位置,氧化膜薄而不致密,该阳极区首先受到腐蚀作用。MnFe生成的金属间化合物Al6(MnFe)削弱了氧化膜的透明度。

因此,在实际生产过程中,合理控制这些要素对提高铝合金效率具有重要意义。为了尽量减少杂质的有害影响,在实际生活中控制要素的含量,(Fe)=0.15~0.20,ω(Zn)<0.02%,ω(Si)<0.1%为宜。

二、均匀化处理中的斑状缺陷。

二、均匀化处理中的斑状缺陷。

均匀化处理的主要目标是细化晶粒,以免在后续加工过程中发生选择性晶间腐蚀。产生表面的斑点。铸锭过程中,加强相Mg2SiFe要素产生的β-FeSiAl在锭中连接,呈枝状分布,严重影响挤压性能。

很多Mg2Si相在挤压过程中会破碎,但破碎相不会分散在基体中,在时效过程中,Mg2Si会发生异常的成长问题。碱洗优先腐蚀,产生雪花状腐蚀孔。由于β-FeSiAl和铝基体的电化学位置不同,碱洗时促进铝基体快速溶解,产生蚀刻孔。

通过科学的均匀化处理,可以促进β-FeSiAl相球化,Mg2Si相呈针状,提高组织的均匀性,有效削弱暗斑的形成。实践证明,均匀热处理的标准是,温度为560±5℃时,保温时间>6小时,温度约为580℃时,保温时间约为2小时。

三、挤压过程中的斑状缺陷。

由于铝型材的挤压性能普遍较好,一般实心型材的挤压速度约为20-50m/min。然而,为了提高铝型材加工组织的均匀性,挤出型材的出口速度一般应大于30m/nin。为了加强Mg2Si相能够在铝基体中充分固溶,铝型材在挤压过程中的出口温度必须在500℃以上,但在之后的过程中必须加强表面处理,但出口温度必须在530℃以上。否则,铝型材的表面质量会下降,尺寸的精度无法保障。

由于冲压处理前铸锭的预加热温度约为480℃,为了提高型材出口温度为510℃,可以适当改变冲压速度,调节出口温度。在选择挤压工艺时,应优先考虑铝型材的力学性能,对材料和表面处理质量的要求不同,产品采用的工艺参数也不同。

经过一些实际的试验要求,我们可以发现,当挤压型材出口速度控制在37m/min时,铝型材的表面处理具有极强的性能,此时型材出口温度正好为510℃,符合要求。想要控制铝型材的斑点腐蚀,主要措施是将铸锭的加热温度控制在480℃左右,以适当的挤压速度工作,保证其出口温度约为510℃。

四、时效中的斑状缺陷。

在时效过程中,主要是固溶强化相的分析过程。根据强化相的性能、分布、大小等,对时效的影响主要包括时效时间和时效温度。Al-Mg-Si系强化相主要为Mg2Si相,其分析顺序主要为①过饱和固溶体高②浓度空位GP区③针状共格沉淀相β④棒状半共格沉淀相β(⑤板状稳定沉淀相β)

在温度超过200℃的长时间时效过程中,或者在时效复热的情况下,有可能引起β相异常的成长。晶粒分布不均匀,电化学性质差异扩大。碱洗涤过程中,Mg2Si提前溶解,形成蚀刻坑,氧化形成雪花斑。为了确保时效后,铝型材中的Mg2Si相能够细致分布,一般在200℃保温时间为1~2小时,或者在170℃保温时间为7~10小时,或者可以选择分段失效的方式,即低温185℃的保温时间为2.5小时,达到205℃的保温时间为1小时

五、加工工艺的控制。

通用铝型材表面经常出现斑状缺陷,这些缺陷多发生在挤压过程中,特别是技术方法、参数的确定等,对铝型材的质量非常重要。其一,铝型材挤塑模具的操作非常关键,不能出现任何缺陷,如果模具的边缘粗糙,尺寸有误差等,都会影响铝型材的质量。其次,由于铝型材焊接产生的热影响,色调不均匀。焊接过程中,固溶状态的表面可能形成着色差的透明氧化膜,但在分析状态的表面形成光泽度差、透明性差的着色氧化膜。其三,在进行汽车、弯曲、铣削等机械加工时,切割的粉末附着在铝型材表面,容易发生伤痕。为了尽量避免这种划痕,可以利用砂纸局部加工。

此外,喷砂、研磨、研磨等处理时局部过热,色调不均匀和斑点。在包装和运输过程中,为了避免铝型材的损伤、损伤等,必须注意包装和运输环节,减少不必要的损伤。

综上所述,铝型材产生表面斑状缺陷的原因很多,本文对型材生产过程中的一些典型步骤进行了分析和说明。在生产过程中,只有明确表面斑状缺陷的原因,及时发现问题,积极解决,才能提高铝型材进入市场的产品质量,降低损失。另外,质量检查部门也要严格检查产品质量,努力提高铝型材产品的整体质量。

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