攻克铝合金表面麻面难题，提升6061铝合金型材品质。
职场
科技
2024-09-13 19:32
广东
在铝合金挤压生产过程中，表面麻面缺陷一直是困扰众多企业的难题。尤其是对于 6061 合金型材产品来说，表面麻面更是表面质量的主要缺陷之一，不仅导致成品率低，还大大增加了生产成本。铝合金表面麻面是指挤压制品表面呈大片的氧化物粘附颗粒，具有明细手感。对于合金化程度高且注重装饰性能的工业材产品，如我公司生产的 6061 合金型材，表面麻面问题就显得尤为突出。这款型材为电泳磨砂银白料，氧化后装饰面存在大量清晰可见的凸点，使得型材报废率高、上机次数多，交货也变得十分困难。客户对于表面处理后依旧去除不了该缺陷的产品往往不会接受，这给企业带来了巨大的压力。6061 合金挤压型材表面麻面缺陷的形成有着特定的机理。挤压模具工作带以分散点状的形态粘金属，且多粘积在工作带出口处，被称为粘结豆。当金属从模孔流出时，会被粘结豆划伤产生划道，而当金属粘结积累到一定程度后，又会被流动的金属带出来，划道也会随之终止。了解了这一形成机理，我们就可以有针对性地从模具结构方面进行控制，以改善并避免表面麻面缺陷的产生。为了解决这一问题，我们进行了一系列的实验。试验材料为 6061 铝合金，其化学成分的质量分数如表 1 所示。模具结构如图 2、图 3 所示。我们采用扫描电镜观察表面麻面缺陷形貌，将调整模具结构前后的模具在同一台 800T 挤压机进行挤压，然后再进行阳极氧化处理。- 初始模具结构挤压型材结果
在图 2 所示的初始模具结构条件下进行挤压，铝棒加热温度为 485℃，挤压速度为 12m/min，挤压前对料胆进行清缸。结果发现，型材表面存在大量且密度集中的麻面缺陷。根据铝合金表面麻面形成机理分析，此模具结构导流阶梯多，在挤压过程中阻碍了铝的流动，摩擦较大，容易形成表面麻面缺陷。利用扫描电镜对挤压型材表面麻面的微观形貌及成分进行分析，如图 5、图 6 所示，可以看出型材表面麻面形状酷似瘤状物，相对基体比较粗糙。
![]()
- 第一次调整模具结构挤压型材结果
由于初始模具结构效果不佳，我们对模具进行了第一次调整。模具初始结构导流有三个阶梯，每个阶梯深 5mm，此次调整模具结构为中心 φ100 铣深 10mm，如图 7b 所示。在图 7b 模具结构条件下进行挤压，铝棒加热温度、挤压速度和挤压前的处理方式与初始模具结构相同。结果显示，此次调整模具结构表面麻面有一定的改善作用，但效果并不明显，型材表面麻面依旧明显。阳极氧化后型材表面有许多肉眼可见的黑色颗粒凸点，型材报废率极高，如图 9 和图 10 所示。因此，还需继续调整模具结构。![]()
![]()
![]()
![]()
- 第二次调整模具结构挤压型材结果
在第一次调整的基础上，我们进行了第二次调整模具结构。此次调整为铣掉剩下的导流阶梯，如图 11b 所示。实验合金在图 11b 模具结构条件下进行挤压，铝棒加热温度、挤压速度和挤压前的处理方式不变。这次挤压生产出来的型材状况有了明显改善，型材麻面改善明显，型材氧化出来后表面光滑整齐，报废率低，如图 12b、图 13b 和图 14b 所示。![]()
![]()
- 6061 挤压型材普遍存在表面麻面缺陷，阳极氧化不能去除该缺陷，严重影响产品外观质量。
- 模具结构是挤压型材表面麻面缺陷的主要影响因素，合理的模具结构可有效减轻或避免表面麻面缺陷。
- 生产表面要求高的高性能挤压型材，采用扩宽模具入料口，保证型材成型的情况下尽可能降低挤压过程中模具对铝流动的摩擦，减少模具粘铝，是避免型材麻面的有效途径，能够大幅度提高产品成品率。
解决铝合金表面麻面缺陷问题对于提高 6061 合金型材的品质和市场竞争力具有重要意义。在未来的生产中，我们将继续深入研究模具结构对型材表面质量的影响，不断优化模具设计和生产工艺，以确保生产出更加优质的 6061 合金型材产品。同时，我们也希望通过我们的努力，能够为整个铝合金挤压行业提供有益的借鉴和参考，共同推动行业的发展和进步。总之，虽然铝合金表面麻面缺陷给我们带来了很大的挑战，但通过不断地探索和实践，我们有信心攻克这一难题，为客户提供更加优质的产品和服务。
