2024-T351铝棒成都

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铝合金型材典型缺陷及产生原因

 

1．型材湾曲扭拧、波浪 由于模孔设计不合理，挤压速度过快，模孔润滑不适当，导路不合适或未安装导路等原因引起。

2．气泡与起皮 由于挤压筒内径磨损超差，挤压垫与筒间隙过大；挤压筒和挤压垫粘有油污水分等；锭坯表面有气孔、砂眼、油污且锭坯表面过于粗糙；挤压筒温度和锭坯温度过高，填充过快；挤压时模具抹油等原因引起。

3．挤压裂纹 由于挤压锭坯温度过高，挤压速度太快；锭坯均匀化处理不好；模具设计不合理，以致中心与边缘流速差过大等原因造成。

4．麻点或麻面 由于筒和锭坯温度太高，挤压速度过快或不均匀；模子工作带粘有金属、不光洁；模具工作台带硬度不够或工作带内宽；锭坯过长等原因引起。

5．划痕与凸棱 由于模具工作带有缺陷或有棱；模具空刀有尖棱、不光滑；工作台面有异物、不清洁；锭坯中硬性夹杂物堵于模孔等原因引起。

6．尺寸不合格 由于模具设计错误或制造缺陷；修模不当；挤压时锭坯温升过高，挤压速度变化太大；锭坯长度计算不准确而不够定尺长度等原因引起。

7．成层 由于锭坯表面有油污、灰尘；锭坯表面质量不好，有较大的偏析瘤；在模子表面上留有残料；锭 坯本身有分层、气泡等原因引起。

8．缩尾 由于挤压残料留得太短，挤压垫片涂油或不干净，锭坯表面不清洁，制品切层长度不够，挤压终了时突然提高挤压速度等原因引起。

9．性能不合格 由于挤压温度过低，型材达不到淬火温度；人工时效制度不合适；仪表失控、炉温过高或过低；锭坯组织不均匀，冷却风量不足等原因引起。

10. 挤压横纹 由于模具设计不合理，相同部位的工作带不等长；挤压速度控制不当；挤压机运行不平稳等原因引起

 

 

 

 

 

 

 

铝的生产

 

所有铝的生产均基於Hall-Heroult法。将从铝土矿制得的氧化铝溶於冰晶石电解液，其中加有几种氟化物的盐类以控制电解液的温度、密度、电阻率以及铝的溶解度。然後，通入电流电解已熔的氧化铝。这样，氧在碳阳极上生成并与後者起反应，而铝则在阴极上作为金属液层而聚集。已分离出的金属可以定时用虹吸法或真空法移出度坩埚中，然後将铝液转移到铸造设备中浇铸成锭。

 

冶炼出来的铝含有的主要杂质是铁与 ，锌、镓、钛、钒也通常作为微量杂质存在。国际上铝的最低纯度是以确定的成分及其数值作为基本标准。在美国，以形成常规做法是将铁与 的相对浓度作为更重要的标准来考虑。未合金化的金属级别，可由其纯度来决定，如含铝量为99.70%的铝，或者由美国铝协会制订的方法来决定，该法规定以Pxxx级别为标准。在後一种情况下，字母P後的数字表明 与铁各自的最大的百份之零点几数值。

 

全世界原生铝产量总数为17.304 x 106Mg 。美国的铝产量占1988年世界产量的22.8%，而欧洲占21.7%。其馀55.5%的铝由亚洲(6.6%)、加拿大(8.9%)、拉丁美洲(含南美洲)(8.8%)、大洋洲(7.8%)、非洲(3.1%)和其他地区(21.3%)生产。

 

 

 

6063铝合金主要用于挤压建筑型材，其铸锭冶金缺陷有裂纹、气孔、夹渣、疏松、光亮晶粒、羽毛状晶、粗大晶粒等。这些冶金缺陷，不同程度地影响了圆铸锭生产的成品率和挤压时的成材率，给公司带来很大经济损失，因此必须防止上述冶金缺陷的产生。

 

光亮晶粒是在对6063铝合金铸锭检查低倍组织时发现的，在试样断面上表现为一些不规则的浅色亮斑，主要集中在铸锭的根部，晶粒组织粗大，晶内固溶物较少，颜色呈浅白色，与正常结晶组织有较大差异，是在铸造阶段产生的。

 

1 光亮晶粒产生的原因

 

1.1 化学成分

 

6063属低合金化的A1-Mg-Si系高塑性合金，在炉料酬过程中因误操作加入了（Cu）：0.24％-0.32％的6061合金废料，为6063铝合金铸锭产生光亮晶粒缺陷创造了条件。

 

1.2 铸造温度低

 

为了提高铸锭的成形性和外观质量，往往使铸造温度偏低，这样在铸造时液穴的温度较低，液穴内过冷带扩展到转接板底部区域，就会在转接板底部先期结晶出树枝晶，它们在液穴内长时间长大而生成了光亮晶粒。由于光亮晶粒的生长速度十分缓慢，且因其周围的金属液流不断更新，使该处的液相成分在结晶过程中没有大的变化，在光亮晶粒和液相间始终保持着开始结晶时的浓度差，因而使得光亮晶粒成为贫溶质的铝固溶体（1）。

 

1.3 浇铸盘温度低

 

由于6063铝合金圆铸锭生产特点是炉次、铸次之间生产间隔时间长，浇铸盘总是处于冷状态，造成开始铸造时，液穴熔体温度较低，先结晶的光亮晶粒就会依附在转接板上，逐渐长大，当长大到一定程度时，便掉人铸锭中，在铸锭根部形成光亮晶粒组织缺陷。

 

1.4 结晶器

 

6063铝合金铸造时所采用的结晶器为水眼式矮结晶器，循环水水质脏，水温高，Ca2+、Ms2离子浓度偏高，铸造时使部分水眼堵塞，造成铸锭周边部分熔体温度高低不一，使结晶器内金属液流波动和液流分配不均匀，在局部偏低的铸造温度下熔体结晶速度不一，产生了光亮晶粒。

 

2 防止措施

 

通过以上分析，我们采取了以下措施：

 

（1）在换生产品种时彻底洗炉。

 

（2）对不同品种的合金废料分开存放，配制时只允许加入同品种或成分相近的废料。

 

（4）加强工艺操作管理，在铸造前用石油液化汽喷灯将流槽、分配盘、流管和转接板等烘烤至红热状态。

 

（5）改造循环水过滤系统和冷却系统，充分利用软化水站，使循环水水质、水温和Cab、M广离子浓度达到铸造作业的要求，消除由于循环水给铸锭带来的冶金缺陷。炉料中Cu含量偏高，熔体流入液穴时温度偏低，分配盘预热不好，循环水对铸锭冷却不好造成的。

 

（6）通过调整炉料中Cu含量，适当提高铸造温度和铸造速度，在铸造前对浇铸工具预热烘烤，同时加强循环水水质的控制，完全可以消除6063铝合金铸锭的光亮晶粒缺陷。