铝合金型材“闪烁花纹”的成因及对策 - 铸造技术(二)

            2016/6/17 15:00:09
                粗晶环的分布规律是:靠近挤压筒壁的部分出现较厚粗晶环;模具工作带磨擦阻力较大的部分具有较厚粗晶环;较厚粗晶环处的晶粒比较粗大。沿挤压方向上的粗晶环厚度的分布规律是:头部薄、尾部厚;严重时会在全断面上出现粗晶组织。粗晶环的最大深度为:2.0-2.5mm。 


                粗晶环的形成机理是[6]:粗晶环产生的部位常常是金属材料承受剧烈附加剪切变形的部位。在软铝合金(如6063合金)空心、半空心型材的挤压过程中,其外层晶粒承受较内部更加剧烈的附加剪切变形,且沿挤压方向上尾部较头部的要剧烈的得多,承受外摩擦强烈且摩擦时间长的部位的金属附加剪切变形较大。其晶粒的破碎和晶格畸变的程度也比较剧烈。因此,该部位金属处于热力学不稳定状态,界面能高,从而降低了该部位的再结晶温度(这个温差约为35℃),使晶粒形核长大的驱动力提高。同时由于剧烈摩擦部位金属的温度急剧升高,在风冷却不及时或冷却强度不足时,挤压时析出的部分弥散质点(如MnAl6 CrAl7等)重新溶于固溶体α-Al内,阻碍再结晶的条件消失,也使再结晶温度下降,再结晶形核、长大的驱动力提高。
                
              由此可见:当6063铝合金挤压温度偏高,挤压速度过快,模具局部工作带过长,使合金型材流出??孜露绕叨治醇笆狈缋渲?50℃以下时,就易发生局部的静态再结晶及再结晶晶粒的聚集长大,这就产生了粗晶环。
              粗晶环的存在,为“闪烁花纹”的形成创造了组织上的客观条件。


            3 预防措施


              由于“闪烁花纹”缺陷的存在,造成大量工艺废品,给企业生产经营带来重大损失。因此,必须针对具体成因而采取具体的预防措施,防止这种表面缺陷的产生。
             ?、俑菁费共谋砻嬗形薮志Щ芳按志У拇笮?,在生产工艺规程规定的范围内,调整生产工艺控制参数,尽量减小粗晶环对氧化材表面质量的影响。
             ?、谘≡裥阅苡帕嫉募钍刺砑蛹?。当碱蚀液中[Zn2+]偏高时,应及时向槽液中补加过量NaS或多硫化钠。
             ?、鄹菹铝写τ诠ぷ魑露认碌牡缋肫胶夥匠淌剑篫n2++2OH-Zn(OH)22H++Zn,为了抑制Zn2+的不良影响,可以增大游离NaOH的浓度,从而降低Zn2+的浓度,从而使wZn2+<3×10-6?;蛘卟捎孟扰欧乓徊糠志刹垡?,再补充相当量的新槽液,亦可使得wZn2+<3×10-6。
             ?、芤谰莨蔊B3190-82之规定,从企业生产的实际出发,制定一个适合本企业情况的6063铝合金成分的企业标准。严格控制Si、Fe、Mg、Zn的含量,要求Si的含量相对于wMg∶wSi=1.73∶1所要求的含Si量过剩,但过剩量不大于0.20%;wZn2+≤0.050%;要进行铸锭的均化退火处理,消除偏析现象。
            ⑤调整模具结构,减小局部的剧烈摩擦缩短相应部位工作带的长度,加大空刀斜度或保证工作带平面与空刀斜面结合处的高度差不小于0.5mm,调整分流孔的布置或第一分流比K1的大小及模桥断面下端的形状尺寸,减小两股金属在焊和室上部相遇时的相对摩擦力。
             ?、薜髡?,锭挤压筒等的加热温度,挤压温度和挤压速度的控制参数,严格控制淬火冷却工艺,避免静态再结晶的发生。

            4 结束语

              综上所述,“闪烁花纹”的形成是有规律的,其影响因素也不是单一的。在生产中,不同企业应从实际出发,具体问题具体分析,采取恰当措施解决具体问题,提高经济效益。


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