挤压铝型材表面毛刺形成原因及预防方法

在铝型材的挤压生产中，常见的缺陷是比较直观的：如弯曲、扭拧、磕碰、夹渣等。而表面吸附毛刺缺陷，不仔细观察或手摸较难发现，但它严重影响后续氧化、电泳等型材的表面质量，很难去除掉，严重影响装饰型材的表面。因此，要在挤压生产实践中不断地观察分析，总结其成因，及时采取措施，以减少或杜绝这种缺陷的出现。

一、表面毛刺的表现

在挤压生产中，型材吸附毛刺经过仔细观察或用手在型材表面上滑动，都会发现。在锯切装筐工序，用风吹或擦拭，大部分的毛刺可以去掉。但还是有一部分由于静电原因仍吸附在型材表面上。经时效处理后，这些毛刺颗粒更加紧密粘附在型材表面。在型材表面预处理工序，由于槽液浓度的影响，有的可以去除掉，但在型材表面形成小麻坑，有的去除不掉，则形成凸起。

挤压型材表面出现的颗粒状毛刺分为四种：（1）铝棒中的杂质，如：精炼不充分遗留的金属夹杂物和非金属夹杂物。（2）时效炉内的灰尘附着。（3）铝棒中的缺陷及成分中的β相AlFeSi在高温下析出，使金属塑性降低，抗拉强度降低，产生颗粒状毛刺。

二、毛刺的形成原因

（1）挤压工艺的影响

挤压工艺参数的选择正确与否也是影响颗粒状冒充的重要因素。挤压温度越高、挤压速度过快，毛刺就越多，原因是由于温度高、速度快，型材流动速度增加，模具变形的程度增加，金属的流动加快，金属的变形抗力相对减弱，更易形成粘铝现象；对大的挤压系数来说，金属的变形抗力相对增加了，死区相对增大，提高了形成粘铝的条件，形成“吸附颗粒”的概率增加；铸棒加热温度与模具温度之差过大，也易造成颗粒状毛刺问题。

（2）铸棒质量的影响

由于高温铸造，铸造速度快，冷却强度大，造成合金中的β相AlFeSi不能及时转变为球状α相AlFeSi，由于β相AlFeSi在合金中呈现针状组织，硬度高、塑性差，抗拉强度很低，在高温挤压时不仅会诱发挤压裂纹，而且会产生颗粒状毛刺，这种毛刺不易清理，手感强烈，颗粒附近常伴随有蝌蚪状拖尾，在金相显微

镜下观察，呈现灰褐色，成分中富含铁元素。

铝棒中的杂质影响，铝棒在熔铸过程中，精炼不充分，泥土、精炼剂、覆盖剂以及粉末涂料和氧化膜夹杂等混入棒中，这些物质在挤压过程中，使金属的塑性和抗拉强度显着降低，极易产生颗粒状毛刺。棒的组织缺陷常见的有疏松、晶粒粗大、偏析、光亮晶粒等，所有这些铸棒缺陷有一个共同点，就是与铸棒基体焊合不好，造成了基体流动的不连续性，在挤压过程中，夹渣极易从基体中分离出来，通过模具的工作带时，粘附在入口端，形成粘铝，并不断被流动的金属拉出，极易产生颗粒状毛刺。

（3）模具的影响

在挤压生产中，模具是在高温高压的状态下工作的，受压力和温度的影响，模具产生弹性变形。模具工作带由开始平行于挤压方向，受到压力后，只有工作带的刃口部分接触型材形成的粘铝。在粘铝的形成过程中，不断有颗粒被型材带出，粘附在型材表面上，形成了毛刺。

我们现在使用的挤压模具以平面模居多，在铸棒不剥皮的情况下，铸棒表面及内在的杂质堆积在模具内金属流动的死区，随着挤压铸棒的推进及挤压根数的增多，死区的杂质也在不断的变化，有一部分被正常流动的金属带出，堆积在工作带变形后的空间内。有的被型材拉脱，形成了毛刺。因此，模具是造成毛刺的关键因素。另外工模具表面的粗糙度越高、工作带表面的硬度越低，也是造成粘铝，形成颗粒状毛刺原因之一。

还有空气中的尘埃、水、油污等强烈附着于铝型材表面，原因是热的铝型材遇到灰尘后粘附，发生化学反应并产生胶状物质，在时效过程中又与炉中的灰尘

结合，生成较大的颗粒状毛刺，在随后的氧化、电泳、喷涂过程中不易清除。

三、减少毛刺的措施

（1）模具设计、制造、使用应注意的问题

①模具的设计必须满足刚度、强度的计算要求，以达到减少模具在受压时的弹性变形量。工作带的长短、空刀形式、焊合室形式等，都要考虑参数选择最佳值。

②模具在制造过程中，要减少制造误差，避免尖角存在。

③模具在使用时，一定要加装和选用合适的模垫、剪切垫。

④模具都要经过氮化处理后，方可上机。

⑤修模、光模时，要注意工作带的平行、表面粗糙度以及组合模装配的配合尺寸，把紧螺栓。

（2）选择合适的挤压参数根据挤压系数、型材断面情况、模具情况、设备情况等，选择最佳的挤压温度、铸棒加热温度、模具温度以及挤压速度，并在生产

过程中，不断调整这些参数。这些都是消除或减少“吸附颗粒”的主要措施。

（3）提高铸棒的质量在铸棒的铸造过程中，采用细化晶粒工艺，采取有效的技术措施减少铸棒的夹渣、疏松、晶粒粗大等缺陷，对铸棒进行均匀化处理。同时加强质量监控。

（4）对所有工作现场采取“6S”现场管理，提高环境质量，对铸棒表面清理，减少灰渣灰尘附着，杜绝“跑冒滴漏"，及时清理型材表面的灰尘，尽可能减少灰尘附着。