6063铝合金常见缺陷

     6063铝合金型材具有塑性好、热处理强度适中、焊接性能好、阳极氧化处理后表面颜色华丽等优点。然而，在生产过程中，往往会出现一些缺陷，导致产品质量低、品率低、生产成本增加、效率下降，更终导致企业市场竞争力下降。因此，从根本上解决6063铝合金挤压型材的缺陷是企业提高竞争力的一个重要方面。根据多年的铝型材生产实践，总结了6063铝合金挤压型材的常见缺陷及其解决方案，并与许多同行沟通，促进相互促进。

1 划、擦、碰

划伤、划伤和碰伤是当型材从模孔中流出并接触工具和设备时造成的表面损伤。

1.1 主要原因

①铸锭表面附着杂物或铸锭成分偏析。当铸锭表面有大量偏析浮出物，铸锭处理不均匀或不均匀时，铸锭中有一定数量的硬金属颗粒。当金属在挤压过程中流经工作带时，这些偏析浮出物或硬金属颗粒附着在工作带表面或工作

带损坏，更终划伤型材表面；

②模具型腔或工作带上有杂物，模具工作带硬度低，挤压时工作带表面受损，划伤型材；

③出料轨道或床上裸露的金属或石墨条中有硬夹杂物，与型材接触时会划伤型材表面；

④叉料杆将型材从出料轨道送到摆床时，由于速度过快造成型材碰伤；

⑤摆床上人为拖动型材造成划痕；

⑥型材在运输过程中相互摩擦或挤压，造成损坏。

1.2 解决方案

①加强对铸锭质量的控制；

②定期氮化模具，严格执行氮化工艺，提高修模质量；

③型材与辅具用软毛毡隔离，尽量减少型材与辅具的接触损伤；

④轻拿轻放，尽量避免随意拖动或翻动型材；

⑤合理放置型材，尽量避免相互摩擦。

22机械性能不合格

2.1 主要原因

①挤压温度过低，挤压速度过慢，挤压机出口温度达不到固溶温度，不能发挥固溶强化作用；

②型材出口风机少，风量不足，导致冷却速度慢，型材不能在更短时间内降至200℃下面，使粗大Mg2Si过早沉淀会降低固溶相，影响型材热处理后的机械性能；

③铸锭成分不合格，铸锭中Mg、Si含量不符合标准要求；

④铸锭处理不均匀，使铸锭组织沉淀Mg2Si挤压时间短，导致固溶不足，影响产品性能；

⑤时效不当、热风循环不良或热电偶安装位置不正确，导致时效不足或过时。

2.2 解决方案

①合理控制挤压温度和挤压速度，使挤压机出口温度保持在更低固溶温度以上；

②有条件的工厂可安装雾化冷却装置，以满足6063合金冷却梯度的更低要求；

③加强铸锭质量管理；

④铸锭处理均匀；

⑤合理确定时效工艺，正确安装热电偶，正确放置型材，保证热风循环畅通。

三几何尺寸超差

3.1 主要原因

①由于模具设计不合理或制造错误、挤压工艺不当、模具与挤压缸不正确、润滑不合理，金属流中各点流量差异过大，导致内应力变形；

②由于牵引力过大或拉伸矫直过大，型材尺寸过差。

3.2 解决方案

①合理设计模具，确保模具精度；

②挤压工艺，合理设置挤压温度和速度；

③确保设备对中性；

④牵引力适中，型材拉伸矫直严格控制。

4 挤压波纹

挤压波纹是指挤压型材表面与水波纹相似，一般无手感，在光的作用下表现明显。

4.1 主要原因

①牵引机定期上下跳动，导致型材表面局部弯曲；

②模具设计不合理，工作带在挤压力下振动，导致型材波纹。

4.2解决方案

①确保牵引机运行平稳；

②合理设计模具结构。

5 麻面

麻面是指型材表面密度不同、拖尾、非常小的肿瘤，手感明显，有尖刺感。

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，挤压时被高温高压铝夹带脱落，在型材表面形成麻面。

5.2解决方案

①采用合理的挤压温度和模具温度，适当降低挤压速度；

②严格控制铸锭质量，降低铸锭中夹杂物含量，使铸锭均匀化；

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，分布在型材纵向贴床表面，尺寸不同。

6.1 主要原因

由于挤压机出口空气冷却不足，铝在高温下接触摆床，接触部位冷却速度不同于其他部位，较厚Mg2Si阳极氧化后，这部分变黑变灰。

6.2 解决方案

①加强风冷强度，避免床型材间隔过小，保证风冷温度梯度；

②有条件的工厂应

7 条纹

挤压型材的条纹缺陷种类繁多，形成因素复杂。这里只讨论一些常见条纹的原因和解决方案。

7.1 摩擦纹

在机器上挤压模具后，纹理不能一一对应，有轻有重。

7.1.1 主要原因

挤压过程中，型材流出模孔的瞬间与工作带紧密连接，形成一对热状态下的干摩擦副。工作带分为粘附区和滑动区。在粘附区，金属质点至少受到两种力的影响：摩擦力和剪切力。当粘附区金属质点的摩擦大于剪切力时，金属质点会粘附在粘附区工作带表面，型材表面形成摩擦线。

7.1.2 解决方案

①调整模具工作带出口角α，使其在-1°～-3°这样可以降低工作带附着区的高度，减少该区的摩擦力，增加滑动区；

②高效氮化模具，保持模具表面硬度HV900以上；工作带表面渗硫可降低粘结区摩擦力，减少摩擦纹。

7.2 组织条纹

7.2.1 主要原因

铸锭组织不均匀，成分分析，铸锭表皮缺陷严重，铸锭处理不均匀，导致型材表面成分不均匀，氧化后着色能力不同，形成组织条纹。

7.2.2 解决方案

①合理执行铸造工艺，消除或减少组织偏析；

②铸锭表面车皮；

③铸锭认真均匀。

7.3 金属亮纹

大多数情况下，氧化白料呈直条状，宽度不确定。在氧化着色材料中，条纹呈浅色条状。

7.3.1 主要原因

当金属流摩擦或变形极其剧烈时，局部金属温度会升高。此外，金属流动不均匀也会导致晶粒剧烈破碎，然后结晶，导致组织变化。在随后的氧化处理中，型材表面会出现纵向明亮的条纹。在着色处理中，型材不会着色或呈现浅色条纹。

7.3.2 解决方案

①合理设计模具结构；

②模具加工应注意工作带过渡，防止工作带落差；

7.4 焊合条纹

焊接条纹又称焊缝，直通长，氧化白料多为浅灰色，着色料多为浅色。

7.4.1 主要原因

①模具分流孔设计过小；

②焊接室深度不够，压力不够；

③挤压时模具焊接室内铝供应不足；

④挤压工艺不合理，润滑不当。

7.4.2 解决方案

①合理设计模具结构；

②注意挤压温度与挤压速度的协调；

③尽量减少润滑或不润滑。

8 裂纹

挤压时，型材受拉应力影响，在表面形成不同程度的金属水平撕裂。

8.1 主要原因

①由于摩擦，金属表面受附加拉应力的影响，当附加拉应力大于表面金属抗拉强度时会产生裂纹；

②挤压温度过高，金属表面抗拉强度降低，摩擦产生裂纹；

③挤压速度过快时，金属表面附加拉应力增加，导致型材开裂。

8.2 解决方案

挤压工艺参数严格控制，出口速度和温度合理。

9 波，扭，弯

波浪、扭曲和弯曲是由金属流动不均匀引起的外形缺陷。

9.1 主要原因

①模具工作带设计不合理，导致金属流动不均匀；

②挤压速度过快或挤压温度过高导致金属流动不均匀；

③模具孔布局不合理导致金属流动不均匀；

④导线不合适或未安装；

⑤润滑不合适。

9.2 解决方案

①修复模具工作带，使金属流动均匀；

②在保证出口温度的前提下，尽量采用合理的挤压工艺；

③合理设计模具结构；

④配置合适的导线；

⑤合理润滑；

⑥用牵引机牵引挤压。

10 气泡

型材表面金属与基体金属局部连续或断续分离，表现为圆形或局部连续凸起。

主要原因是10.1

①由于挤压缸长期使用后尺寸过差，未排除挤压缸内气体，变形金属表面沿前弹性区流出，导致气体流出

泡；

②铸锭表面有沟槽或铸锭组织中的气孔，铸锭在墩粗时包裹气体，挤压时气体进入金属表面；

③挤压时，铸锭或模具中含有水和油。由于水和油被热蒸发成气体，在高温高压金属流动中形成气体；

④设备排气装置工作异常；

⑤金属填充过快，导致挤压排气不良。

10.2解决方案

①合理选择并配备挤压工具，及时检查更换；

②加强铸锭质量管理，严格控制铸锭表面质量和含气量；

③确保设备排气系统正常运行；

④剪刀、挤压筒和模具应尽量少涂油或不涂油；

⑤挤压速度和排气按要求合理控制。

11 石墨压入

沿型材纵向浅表面呈条状半露孔，短几毫米，长几厘米或更长。石墨是孔隙的主要成分。

11.1 主要原因

① 有颗粒或块状石墨，因为石墨润滑剂中石墨比例过高或石墨搅拌不均匀；

② 石墨润滑剂的应用过于接近分流或型孔。挤压时，这些石墨没有进入过度压力，而是被高温高压金属流入产品浅表面，形成石墨压力。

11.2 解决方案

① 使用优质润滑剂；

② 润滑剂应远离分流孔或型孔，尽量少用或不用润滑剂。

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