Cấu hình hợp kim nhôm có nhiều loại và thông số kỹ thuật, với nhiều quy trình sản xuất, công nghệ phức tạp và yêu cầu cao. Nhiều khiếm khuyết khác nhau chắc chắn sẽ xảy ra trong toàn bộ quá trình sản xuất đúc, ép đùn, hoàn thiện xử lý nhiệt, xử lý bề mặt, bảo quản, vận chuyển và đóng gói.
Nguyên nhân và phương pháp loại bỏ khuyết tật bề mặt:
1. Xếp lớp
Gây ra:
Nguyên nhân chính là do bề mặt phôi bị dính dầu và bụi, hoặc bộ phận làm việc của đầu trước thùng đùn bị mòn nhiều, gây tích tụ kim loại bẩn xung quanh vùng đàn hồi của đầu trước. Nó được hình thành khi bề mặt trượt của vùng đàn hồi được cuộn vào ngoại vi của sản phẩm trong quá trình ép đùn. Nó thường xuất hiện ở phần đuôi của sản phẩm. Trong trường hợp nghiêm trọng, nó cũng có thể xuất hiện ở phần giữa hoặc thậm chí ở phần trước của sản phẩm. Ngoài ra còn có cách bố trí lỗ chết không hợp lý, quá gần thành trong của thùng đùn, thùng đùn và tấm ép đùn bị mòn hoặc biến dạng quá mức, v.v., cũng có thể gây ra hiện tượng phân lớp.
Phương pháp loại bỏ:
1) Cải thiện độ sạch của bề mặt phôi.
2) Giảm độ nhám bề mặt của xi lanh ép đùn và khuôn, đồng thời thay thế kịp thời xi lanh ép đùn và tấm ép đùn đã bị mòn nghiêm trọng và vượt quá khả năng chịu đựng.
3) Cải thiện thiết kế khuôn và làm cho vị trí lỗ chết càng xa mép của xi lanh đùn càng tốt.
4) Giảm sự chênh lệch giữa đường kính của tấm ép đùn và đường kính trong của xi lanh ép đùn, đồng thời giảm kim loại bẩn còn sót lại trong lớp lót của xi lanh ép đùn.
5) Giữ nguyên lớp lót của xi lanh ép đùn hoặc sử dụng miếng đệm để làm sạch lớp lót kịp thời.
6) Sau khi cắt vật liệu còn lại, cần làm sạch và không cho phép dầu bôi trơn.
2. Bong bóng hoặc bong tróc
Gây ra:
Nguyên nhân là do cấu trúc bên trong của phôi có các khuyết tật như lỏng lẻo, rỗ, nứt bên trong hoặc tốc độ đùn quá nhanh trong giai đoạn điền đầy và khí thải không tốt khiến không khí bị hút vào sản phẩm kim loại. .
Lý do sản xuất bong bóng hoặc bong tróc bao gồm:
1) Xi lanh ép đùn và tấm ép đùn bị mòn và vượt quá khả năng chịu đựng.
2) Xi lanh ép đùn và miếng ép đùn quá bẩn và dính dầu, hơi ẩm, than chì, v.v.;
3) Có quá nhiều rãnh xẻng sâu trên bề mặt phôi; hoặc có lỗ chân lông, vết phồng rộp, mô lỏng lẻo và vết dầu trên bề mặt phôi. Hàm lượng hydro trong phôi cao hơn;
4) Thùng không được làm sạch khi thay thế hợp kim;
5) Nhiệt độ của xi lanh ép đùn và phôi đùn quá cao;
6) Kích thước phôi vượt quá độ lệch âm cho phép;
7) Phôi quá dài, đổ đầy quá nhanh và nhiệt độ của phôi không đồng đều;
8) Thiết kế lỗ khuôn không hợp lý. Hoặc cắt các vật liệu còn lại không đúng cách;
Phương pháp loại bỏ:
1) Cải thiện mức độ tinh chế, khử khí và đúc để ngăn ngừa các khuyết tật như lỗ chân lông, độ lỏng, vết nứt và các khuyết tật khác trong phôi;
2) Thiết kế hợp lý các kích thước phù hợp của xi lanh ép đùn và tấm ép đùn; kiểm tra kích thước của công cụ thường xuyên để đảm bảo rằng nó đáp ứng yêu cầu.
3) Tấm ép đùn không thể vượt quá khả năng chịu đựng;
4) Khi thay thế hợp kim, xi lanh phải được làm sạch kỹ lưỡng;
5) Làm chậm tốc độ của giai đoạn ép đùn và làm đầy;
6) Giữ cho bề mặt của dụng cụ và phôi sạch sẽ, mịn màng và khô ráo để giảm sự bôi trơn của tấm ép đùn và khuôn;
7) Vận hành nghiêm ngặt, cắt đúng vật liệu còn sót lại và xả hoàn toàn;
8) Phương pháp gia nhiệt gradient phôi được sử dụng để làm cho nhiệt độ đầu phôi cao và nhiệt độ đuôi thấp. Khi đổ đầy, đầu biến dạng trước tiên và khí trong xi lanh được thải dần qua khe hở giữa tấm đệm và thành xi lanh đùn;
9) Kiểm tra thiết bị và dụng cụ thường xuyên để tránh nhiệt độ quá cao và tốc độ quá cao;
10) Thiết kế và chế tạo hợp lý các dụng cụ và khuôn mẫu, đồng thời thiết kế các lỗ dẫn hướng và lỗ chuyển hướng có độ dốc trong từ 1° đến 3°.
3. Vết nứt đùn
Gây ra:
Sự xuất hiện của các vết nứt có liên quan đến ứng suất và dòng chảy của kim loại trong quá trình ép đùn. Lấy các vết nứt định kỳ trên bề mặt làm ví dụ, các ràng buộc của hình dạng khuôn và tác động của ma sát tiếp xúc cản trở dòng chảy của bề mặt trống. Tốc độ dòng chảy ở trung tâm sản phẩm lớn hơn tốc độ dòng chảy của kim loại bên ngoài, do đó kim loại bên ngoài chịu thêm ứng suất kéo và trung tâm chịu thêm ứng suất nén. Việc sinh ra ứng suất bổ sung làm thay đổi trạng thái ứng suất cơ bản trong vùng biến dạng, khiến ứng suất làm việc dọc trục của lớp bề mặt (sự chồng chất của ứng suất cơ bản và ứng suất bổ sung) có thể trở thành ứng suất kéo. Khi ứng suất kéo này đạt đến giới hạn độ bền đứt thực tế của kim loại, các vết nứt mở rộng vào trong sẽ xuất hiện trên bề mặt, hình dạng của nó liên quan đến tốc độ của kim loại qua vùng biến dạng.
Phương pháp loại bỏ:
1) Đảm bảo thành phần hợp kim đáp ứng các yêu cầu quy định, nâng cao chất lượng phôi, giảm thiểu hàm lượng tạp chất trong phôi sẽ làm giảm độ dẻo và giảm thiểu hàm lượng natri trong hợp kim magiê cao.
2) Thực hiện nghiêm ngặt các thông số kỹ thuật gia nhiệt và ép đùn khác nhau, đồng thời kiểm soát hợp lý nhiệt độ và tốc độ ép đùn theo vật liệu và đặc tính của sản phẩm.
3) Cải tiến thiết kế khuôn, tăng chiều dài của đai định cỡ khuôn một cách thích hợp và tăng bán kính phi lê của các góc mặt cắt ngang một cách thích hợp. Đặc biệt, việc thiết kế cầu khuôn, buồng trạm hàn, bán kính góc phải hợp lý.
4) Cải thiện hiệu quả đồng nhất của phôi và cải thiện độ dẻo và tính đồng nhất của hợp kim.
5) Khi điều kiện cho phép, sử dụng các phương pháp như ép đùn bôi trơn, ép đùn khuôn côn hoặc ép đùn ngược để giảm biến dạng không đều.
6) Thường xuyên kiểm tra dụng cụ, thiết bị đảm bảo hoạt động bình thường.
4. Vỏ cam
Gây ra:
Nguyên nhân chính là cấu trúc bên trong của sản phẩm có các hạt thô. Nói chung, các hạt càng thô thì chúng càng rõ ràng. Đặc biệt khi độ giãn dài càng dễ xảy ra loại khuyết tật vỏ cam này.
Phương pháp phòng ngừa:
Để ngăn chặn sự xuất hiện của các khuyết tật trên vỏ cam, điều chính là chọn nhiệt độ đùn và tốc độ đùn thích hợp và kiểm soát độ giãn dài. Cải thiện cấu trúc bên trong của phôi và ngăn chặn các hạt thô.
5. Đốm đen
Gây ra:
Lý do chính là tốc độ làm mát tại điểm tiếp xúc giữa phần thành dày của profile và nỉ chịu nhiệt (hoặc dải than chì) nhỏ hơn nhiều và nồng độ dung dịch rắn nhỏ hơn đáng kể so với những nơi khác. Do đó, cấu trúc bên trong khác nhau và bề ngoài có màu tối.
Phương pháp loại bỏ:
Phương pháp chính là tăng cường làm mát bàn xả và không dừng lại ở một chỗ khi đến bàn trượt và bệ làm mát, để sản phẩm có thể tiếp xúc với nỉ chịu nhiệt ở các vị trí khác nhau để cải thiện điều kiện làm mát không đồng đều.
6. Sọc mô
Gây ra:
Do cấu trúc và thành phần không đồng đều của các bộ phận ép đùn, các đường dạng dải theo hướng ép đùn xuất hiện trên sản phẩm. Thường xuất hiện ở những khu vực có độ dày thành thay đổi. Điều này có thể được xác định bằng cách ăn mòn hoặc anodizing. Khi thay đổi nhiệt độ ăn mòn, dải đôi khi có thể biến mất hoặc thay đổi về chiều rộng và hình dạng. Nguyên nhân là do cấu trúc vĩ mô hoặc vi mô của phôi không đồng đều, độ đồng nhất của phôi không đủ hoặc hệ thống gia nhiệt không chính xác để xử lý sản phẩm ép đùn.
Phương pháp loại bỏ:
1) Thỏi phải được tinh chế để tránh sử dụng phôi có hạt thô.
2) Cải thiện khuôn, chọn hình dạng thích hợp của khoang dẫn hướng và cắt khoang dẫn hướng hoặc đai định cỡ khuôn.
7. Đường hàn dọc
Gây ra:
Nguyên nhân chủ yếu là do sự khác biệt về cấu trúc giữa phần hàn của dòng kim loại và các phần khác của kim loại trong khuôn đùn. Hoặc có thể do nguồn cung cấp nhôm không đủ vào khoang hàn khuôn trong quá trình ép đùn.
Phương pháp loại bỏ:
1) Cải tiến thiết kế kết cấu cầu và khoang hàn của khuôn kết hợp chia đôi. Chẳng hạn như điều chỉnh tỷ lệ phân chia - tỷ lệ giữa diện tích lỗ chia với diện tích sản phẩm ép đùn và độ sâu khoang hàn.
2) Để đảm bảo tỷ lệ đùn nhất định, hãy chú ý đến sự cân bằng giữa nhiệt độ đùn và tốc độ đùn.
3) Không sử dụng xích đúc có vết dầu trên bề mặt để tránh trộn lẫn chất bôi trơn và vật lạ vào mối hàn.
4) Không bôi dầu lên xi lanh ép đùn và tấm ép đùn và giữ chúng sạch sẽ.
5) Tăng chiều dài của vật liệu còn lại một cách thích hợp.
8. Đường hàn ngang hoặc dấu dừng
Gây ra:
Nguyên nhân chính là trong quá trình ép đùn liên tục, kim loại trong khuôn được hàn kém với kim loại mặt trước của phôi thép mới được thêm vào.
Phương pháp loại bỏ:
1) Làm sắc nét lưỡi kéo dùng để cắt vật liệu còn lại và làm thẳng nó.
2) Làm sạch bề mặt cuối của phôi để tránh dầu bôi trơn và chất lạ trộn vào.
3) Tăng nhiệt độ đùn một cách thích hợp và đùn chậm và đều.
4) Thiết kế và lựa chọn hợp lý khuôn dụng cụ, vật liệu khuôn, phối hợp kích thước, độ bền và độ cứng.
9. Vết xước, vết xước
Gây ra:
Nguyên nhân chính là khi vận chuyển sản phẩm theo chiều ngang từ bàn trượt đến bàn cưa thành phẩm, các vật cứng nhô ra khỏi bệ làm mát và làm trầy xước sản phẩm. Một số trong số chúng xảy ra trong quá trình tải và vận chuyển.
Phương pháp loại bỏ:
1) Đai định cỡ khuôn phải nhẵn và sạch, dụng cụ lấy khuôn cũng phải nhẵn.
2) Kiểm tra cẩn thận khi lắp khuôn để tránh sử dụng khuôn có vết nứt nhỏ. Chú ý đến bán kính phi lê khi thiết kế khuôn.
3) Kiểm tra và đánh bóng đai làm việc của khuôn kịp thời. Độ cứng của khuôn phải đồng đều.
4) Thường xuyên kiểm tra giường làm mát và bàn bảo quản thành phẩm. Chúng phải nhẵn để tránh các phần cứng nhô ra làm trầy xước sản phẩm. Đường dẫn hướng có thể được bôi trơn đúng cách.
5) Khi xếp hàng, phải đặt các miếng đệm mềm hơn thành phẩm và việc vận chuyển, nâng hạ phải được thực hiện một cách suôn sẻ và cẩn thận.
10. Ép kim loại
Gây ra:
Nguyên nhân chính là xỉ alumina sinh ra ở vị trí dao trống của khuôn bám vào sản phẩm ép đùn và chảy vào bàn xả hoặc bàn trượt ra ngoài và được các con lăn ép vào bề mặt vật liệu ép đùn. Trong quá trình anod hóa, không có màng oxit hoặc vết lõm hoặc vết rỗ nào được hình thành khi kim loại được ép.
Phương pháp loại bỏ:
1) Làm phẳng đai định cỡ và rút ngắn chiều dài của đai định cỡ.
2) Điều chỉnh dao trống của đai định cỡ.
3) Thay đổi cách bố trí các lỗ khuôn và cố gắng tránh đặt bề mặt phẳng của sản phẩm bên dưới và tiếp xúc với các con lăn để tránh xỉ alumina bị ép vào.
4) Làm sạch bề mặt và các đầu của phôi và tránh mạt kim loại trong dầu bôi trơn.
11. Các khuyết tật bề mặt khác
Gây ra:
1) Trong quá trình nấu chảy và đúc, thành phần hóa học không đồng đều, có tạp chất kim loại, lỗ chân lông và tạp chất phi kim loại, cấu trúc bên trong của màng oxit hoặc kim loại không đồng đều.
2) Trong quá trình ép đùn, nhiệt độ và biến dạng không đồng đều, tốc độ ép đùn quá nhanh, làm mát không đồng đều và cấu trúc không đồng đều khi tiếp xúc với than chì và dầu.
3) Thiết kế khuôn không hợp lý và sự chuyển tiếp giữa các góc nhọn của khuôn không được trơn tru. Dao rỗng quá nhỏ làm trầy xước kim loại, khuôn được gia công kém, có gờ và không mịn, xử lý thấm nitơ không tốt. Độ cứng bề mặt không đồng đều và đai làm việc không mịn.
4) Trong quá trình xử lý bề mặt, nồng độ, nhiệt độ và mật độ dòng điện của chất lỏng tắm là không hợp lý và quy trình xử lý ăn mòn axit hoặc ăn mòn kiềm là không phù hợp.
Phương pháp loại bỏ:
1) Kiểm soát thành phần hóa học, tối ưu hóa quá trình đúc, tăng cường tinh chế, sàng lọc và đồng nhất.
2) Quá trình đồng nhất phôi đòi hỏi phải làm lạnh nhanh.
3) Kiểm soát hợp lý nhiệt độ và tốc độ đùn để đảm bảo biến dạng đồng đều và sử dụng chiều dài phôi hợp lý.
4) Cải tiến phương pháp thiết kế và chế tạo khuôn, tăng độ cứng của đai làm việc khuôn và giảm độ nhám bề mặt.
5) Tối ưu hóa quá trình thấm nitơ.
6) Kiểm soát chặt chẽ quá trình xử lý bề mặt để ngăn ngừa hư hỏng thứ cấp hoặc ô nhiễm bề mặt trong quá trình ăn mòn axit hoặc ăn mòn kiềm.
Được chỉnh sửa bởi May Jiang từ MAT Aluminium
Thời gian đăng: 28-08-2024
