沈陽鋁型材廠家:鋁型材表面斑狀缺陷的成因

2020-06-04  來自: 沈陽匯鑫國旺金屬材料有限公司 瀏覽次數:3

    鋁型材經過熔鑄、均勻化處理、擠壓、陽極氧化等幾大過程,由于合金成分不當或者處理工藝限制等,加工型材表面會產生各種腐蝕缺陷,如白條、斑點、斑塊等,為了提高鋁型材的表面質量,防控表面斑狀腐蝕缺陷,必須加強對斑狀缺陷產生的原因進行深入分析。接下來沈陽鋁型材廠家的小編將對鋁型材生產過程中幾個典型步驟產生斑狀缺陷的原因進行分析。 

一、熔鑄過程中的斑狀缺陷 

    在鋁型材的熔鑄過程中,形成表面斑狀缺陷的主要原因是合金的化學成分。在合金中,除了主要元素Mg、Al、Si之外,還有Mn、Fe、Zn等少量元素。適當加入這些元素,可有效改善原材料的力學性與化學性,但是如果這些元素過量也會產生負面作用,因此需嚴格控制。 

    經大量實驗證明,如果Zn>0.02%,一方面氧化處理中如果遇到SO、CI=就可能產生雪花狀斑點;另一方面,在時效處理過程中析出的介穩相η(MgZn2)相時,在陽極氧化的預處理中,η相和鋁基體的電化學位置不同,形成微電池,加快η相周圍鋁基體的溶解速度,此時相脫落,產生雪花狀斑點。

    在鋁型材陽極氧化之前,堿洗中的鋁固溶體Zn發生溶解反應Zn2+,經過電極電位校正的鋁由溶液中置換,同時產生溶解反應,加快鋁基體的溶解速度,造成合金中產生雪花狀斑點,且Zn的含量越高,這種情況就會越嚴重。還應認識到,當合金中的游離Si以及Al―Fe―Si化合物偏析相反應時,相對鋁固溶體呈陰極,堿洗中周圍的鋁首先溶解,并形成雪花斑。 

    另外,如果偏析相沿晶界中呈現連續的鏈狀分布狀態時,容易產生晶界腐蝕。而合金中的Fe、Zn等元素容易形成α―Fe2SiAl8、β-FeSiAl、T-AlMgZn3等雜質相,較大降低了合金的電化學性、耐蝕性、氧化著色均勻性以及抗擠壓能力。尤其在Fe元素富集的位置,氧化膜較薄且不夠致密,此陽極區首先受到腐蝕作用。Mn和Fe生成的金屬間化合物Al6(MnFe),弱化了氧化膜的透明度。

    因此在實際生產過程中,應合理控制這些元素,對提高鋁合金效率具有重要意義。為了盡量降低雜質的有害影響,在實際生活中應控制元素含量,以(Fe)=0.15~0.20、 ω(Zn)<0.02%、ω(Si)(Mn)<0.1%為宜。 

二、均勻化處理中的斑狀缺陷 

    均勻化處理的主要目標為細化晶粒,以避免在后續加工過程中出現選擇性晶間腐蝕。而產生表面斑點。在鑄錠過程中,強化相Mg2Si以及由于Fe元素加入而產生的β-FeSiAl在錠中連接,呈枝狀分布,對擠壓性能產生嚴重影響。 

    較多的Mg2Si相在擠壓過程中雖然會發生破碎,但是破碎相不會彌散性散發在基體中,在時效過程中,一些Mg2Si相會發生異常長大問題。經過堿洗優先被腐蝕,產生雪花狀腐蝕坑。由于β-FeSiAl和鋁基體的電化學位置不同,在堿洗時會促進鋁基體快速溶解,產生蝕坑。

    通過科學的均勻化處理,可促進β-FeSiAl相球化,而Mg2Si相則呈針狀,提高組織均勻性,可有效弱化暗斑的形成。經實踐證明,可行均勻化熱處理的標準為:在溫度為560±5℃時,保溫時間>6小時,當溫度約為580℃時,保溫時間約為2小時。 

三、擠壓過程中的斑狀缺陷 

    由于鋁型材的擠壓性能普遍較好,一般實心型材的擠壓速度約在20-50m/min。但是為了提高鋁型材加工組織均勻度,一般控制擠壓型材出口的速度應大于30m/nin。為了強化Mg2Si相可充分在鋁基體中固溶,鋁型材在擠壓過程中的出口溫度應大于500℃,但是需要在后續過程中加強表面處理;但是出口溫度不能超過530℃,否則會降低鋁型材的表面質量,且無法保障尺寸精確度。 

    由于擠壓處理之前,鑄錠預加熱溫度約為480℃,為了能提高型材出口溫度在510℃,可適當改變擠壓的速度,并調節出口溫度。在選擇擠壓工藝時,應優先考慮鋁型材的力學性能,對于材料與表面處理質量的要求不同,產品采用的工藝參數也應有所區別。

    經過一些實際試驗要求,可發現當擠壓型材出口速度控制在37m/min時,鋁型材的表面處理具有極強性能,且此時型材出口的溫度正好為510℃,符合要求??梢?,若想控制鋁型材的斑點腐蝕,主要措施為:將鑄錠的加熱溫度控制約為480℃,以恰當的擠壓速度工作,保證其出口溫度約510℃。 

四、時效中的斑狀缺陷 

  在時效過程中,主要為固溶強化相的析出過程。根據強化相的性能、分布、大小等,對時效的影響主要包括時效時間與時效溫度。Al-Mg-Si系的強化相主要是Mg2Si相,其析出的順序主要為:①過飽和固溶體高;②濃度空位GP區;③針狀共格沉淀相β";④棒狀半共格沉淀相β';⑤板狀穩定沉淀相β。 

    當溫度高于200℃的長時間時效過程中,或者在時效產生復熱的情況下,可能造成β相的異常長大。由于晶粒分布不均勻,造成其電化學性質差異擴大。堿洗過程中,Mg2Si相會提前溶解并形成蝕坑,經過氧化形成雪花斑。為了確保在時效后,鋁型材中的Mg2Si相可細小彌散分布,一般應在200℃保溫時間1-2小時,或者在170℃保溫時間7-10小時,或者可選擇分段失效的方式,也就是低溫185℃的保溫時間2.5小時,到達205℃的保溫時間1小時,將獲得較好時效。 

五、加工工藝的控制

    鋁型材的表面常會產生斑狀缺陷,而這些缺陷多產生于擠壓過程中,尤其是工藝方法、參數的確定等,都對鋁型材質量十分重要。其一,鋁型材擠壓模具的操作非常關鍵,不得出現任何缺陷,如果模具的邊緣粗糙、尺寸存在誤差等,都會影響鋁型材質量。其二,由于鋁型材焊接中產生的熱影響,會造成色調不均問題。在焊件過程中,在固溶狀態的表面可能形成著色較差的透明氧化膜,但是處在析出狀態的表面則會形成光澤度不佳、透明性差的著色氧化膜。其三,在進行車、彎曲、銑等機器加工時,切削的粉末附著在鋁型材表面,極易發生傷痕。為了盡量避免這種傷痕,可以利用砂紙局部加工。 

    另外,如果在噴砂、拋光、研磨等處理時會產生局部過熱,造成色調不均與斑點。而包裝與運輸過程中,為了避免鋁型材的劃傷、碰傷等,應注意包裝和運輸環節,減少不必要的損壞。 

    以上就是沈陽鋁型材廠家的小編給大家分享的內容,鋁型材產生表面斑狀缺陷的原因諸多,本文針對型材生產過程中的幾個典型步驟進行分析與闡述。在生產過程中,只有探明出現表面斑狀缺陷的原因,及時發現問題、并積極解決,才能提高鋁型材進入市場產品的質量,將損失降到較低。另外,質檢部門也需對產品質量嚴格把關,爭取提高鋁型材產品的整體質量。



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