铝合金挤压棒材缩尾的成因与控制合金挤压棒材缩尾的成因与控制伟,,刘丽英,,张晓霞,,,山东伟盛铝业有限公司,山东临朐,,,,,,,,东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨,,,,,,,要,挤压缩尾是铝合金挤压棒材常见的组织缺陷,它严重影响了制品的组织和性能。本文简述了挤压缩的成因与分类、缩尾缺陷的控制方法,并结合生产介绍了超声波无损检测缩尾的方法,使棒材在挤压生产时对尾缺陷能进行有效的控制和质量把关。键词,挤压棒材,缩尾缺陷,挤压工艺,超声波检测,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,—,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,】,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,】,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,着国民经济的快速发展,铝加工工业在国民济中所占的地位愈来愈重要。铝及铝合金加工制的应用愈来愈广泛,铝挤压型材不仅大量应用于筑行业,目前更是向工业领域渗透,近年来在交运输业、石油天然气工业、机械、电子工业等民领域以及航空航天、船舶、兵器等国防工业领域得到了广泛应用。同时,对铝合金挤压制品质量产量的要求也愈来愈高。特别是我国航天、航空重要工业科技研究部门,对铝及铝合金挤压制品织性能要求更加严格。挤压缩尾,简称缩尾,是合金挤压棒材的一种常见组织缺陷,它破坏了金的致密性和连续性,对制品的性能产生严重影,在生产中必须严格控制。本文对挤压棒材缩尾影响因素、工艺控制及检查方法等结合生产进行,,试验研究,使挤压棒材在生产时对缩尾缺陷能进有效的控制及把关。以满足国内外各个工业部门铝及铝合金挤压制品的质量要求。挤压缩尾的成因及分类压缩尾,是挤压制品特有的一种废品类型。于铝合金制品在挤压时金属流动的不均匀,致使品存在组织性能的不均匀现象。挤压时金属流动况一般分为三个阶段。第一阶段为开始挤压阶,又称填充挤压阶段。第二阶段为平流压出阶,铸锭内外层金属在此阶段不发生交错或反向紊流动,原来处于铸锭中心或边部的金属,在变形仍处于压出制品的中心或边部。第三阶段为终了压阶段,或称紊流挤压阶段。紊流挤压阶段的一,,,,,一第五届铝型材技术,国际,论坛文集显著特点是金属径向流动速度增加,即进入到变区内的金属向着挤压轴线方向,由周边向中心发激烈横向流动,外层金属沿着挤压垫片从周边向心做回转交错的紊乱流动。在垫片未进入到变形前,变形区体积保持不变,金属进入变形区的量金属从模孑,流出的量相等。而当垫片进入变形区后,变形区体积减少,塑性变形区与刚性区交界积减少,在挤压速度、流出速度及挤压比不变的况下,要满足变形区体积不变的条件,必然增加向流速以弥补轴向金属供给量不足的情况导致周及外层金属进入紊乱流动状态,形成了挤压缩尾纭,一缺陷。挤压缩尾是在挤压末期紊流挤压阶段的特缺陷,是锭坯表层的氧化物、油污脏物及其他表缺陷,如砂眼、气孔等,进入制品内部或出现在品表皮层上而形成的漏斗状、环状、半环状的气或疏松状态的缺陷而形成的,根据这种缺陷在制断面上的位置,在我国生产实践中,按其形成原因和分布特点不同分为三种类型。第一类是心缩尾,又称第一类缩尾。第二类是环形缩尾,称第二类缩尾。第三类缩尾是边部缩尾,生产常称作成层。各种类型缩尾形成过程见图,示。图,各种类型缩尾形成过程示意图一中心缩尾,,一环形缩尾,,一边部缩尾,中心缩尾压时挤压垫片涂油或所留残料太簿,在挤压期造成金属严重供应不足在制品中心部分出现了斗状的空缺,即中心缩尾,如图,所示。毋煞,麟,‘节蔫啭警,中心缩尾铝合金生产中,这类缩尾形成长度较短,大多保留在挤压残料之中,只有在挤压直径较大,挤压数较小的棒材中,有时能发现,一般很少见到。,环形缩尾形缩尾是缩尾之中最主要、最常见的一种,的形状和分布随挤压条件、合金种类、制品形状模孔排列情况不同而不同。双孔或多孔模挤压圆棒时,环形缩尾多分布靠近挤压中心线一侧,呈月牙或点状,从后向前渐缩小消失,如图,—,所示。,—,多孔挤压环形缩尾孔模挤压圆棒时,环形缩尾一般分布在制品端的中部,顺着挤压方向逐渐消失。在制品尾端,,

　　铝合金挤压棒材缩尾的成因与控制断面上多呈连续或不连续的环形形状,示。,—,单孔挤压环形缩尾图,—,缩尾缺陷的控制形缩尾分布长度随挤压条件而异,大致分布点是,正挤压比反挤压长,不润滑挤压比润滑挤长,单孔模挤压比多孔模挤压长,软合金比硬合长,垫片表面光滑或抹油比表面粗糙长等等。形缩尾的产生,主要是由于在挤压过程的末,变形区内压出的金属供应不足,迫使金属沿挤垫片周边发生横向紊乱流动,把边部及侧表面处冷或沾有油污的金属回流而卷入到制品中造的。,边部缩尾部缩尾在实际生产中常被称作成层。边部缩形成的主要原因是挤压进入到挤压过程的末期,由于铸锭表面上的脏物被阻滞堆积在前死角,沿着死角边缘滑动流人挤压制品中而形成的。部缩尾是一种形状和分布都无固定规律的挤缺陷,大多数分布在挤压制品尾端的边缘部分,呈不连续的圆环形或圆弧形的线状薄层。在有这缺陷的低倍试片边缘上可见明显的壳状分层。如,所示。,,,边部缩尾及铝合金挤压法生产是金属压力加工方法较进的一种,由于此法具有许多优点,所以在轻金材料中获得了迅速的发展。然而任何加工方法都是完美无缺的,挤压方法也是如此,挤压缩尾是合金棒材挤压尾端常见的组织缺陷,在生产中通挤压残料和规定切尾长度进行控制。挤压模具结和工艺参数直接影响挤压棒材尾端缩尾延伸的长,如果采用合理的挤压工艺可减少缩尾长度,成验收时选择科学的检查方法可以有效的检测出挤缩尾的延伸长度、可减少切尾长度,提高成品,避免棒材缩尾废品的遗漏。,,挤压工艺控制,,,,挤压方法采用反向挤压时,铸锭与挤压筒之间无相运动,变形只发生在模附近,金属流动比较均平稳,与正向挤压的制品相比,其尾端缩尾长短,所以采用反向挤压生产的棒材可以减少缩长度。,,,,铸锭表面质量锭表面质量影响挤压制品的表面质量和挤压尾的分布长度。铸锭表面不好,赃物可以流人制内部,加大了缩尾长度。所以挤压产品的铸锭需行车皮,表面要保持清洁, 以确保挤压成品的量。, ,, ,挤压温度的影响锭和挤压筒的加热温度对金属流动性影响也大,这主要是由于加热温度改变了金属的变形抗或磨擦条件所致。随挤压温度的升高,金属变形力降低,金属流动不均匀性加剧。在挤压过程,如果挤压筒或模子温度过低,使铸锭外层金属凉,也加剧了金属不均匀性的流动,使挤压棒材端缩尾分布变长。, ,, ,挤压速度的影响产实践证明,在相同条件下, 当挤压速度或属流动速度越高时,使金属的不均匀流动加剧。了防止这种现象的发生,除了改进模孑,设计外,操作中一定要严格控制挤压速度。表,为正向挤两种规格棒材不同挤压速度现场检测的尾端缩尾度。

　　,,,,,一第五届铝型材技术,国际,论坛文集,不同挤压速度检测的挤压尾端缩尾长度材直径,,压筒,,锭规格,, ,,料长度,,金锭温度℃压速度,,,,,尾长度,, , , ,,,,略,,,,,,,×,,,,,,,,,, ,,,, , ,,,,,,,,,,,×,,,,,,,,, ,,,,, ,成品棒材的缩尾检测方法, ,, ,低倍检查尾常规检查方法是按标准规定的比例抽样进低倍检查, 即挤压棒材按工艺规定长度切尾后,取,,,,,,,,,,,的低倍试片,试样经铣面在实室中用,,,,,,,氢氧化钠水溶液浸蚀一定时间,再在,,,,,,,硝酸水溶液中进行清洗,然后视进行低倍组织检查判断。此试片为不合格品,棒材的尾端再切掉,,,,,一,,,,,,长后重取低试样,直到试片检查无缩尾,其它棒材按取样合时的最大切尾长度切尾交货。因为每根的棒材缩长度是不一样的,这种常规的工艺切除方法会造棒材成品率降低和缩尾缺陷未切净。并且低倍检是抽样,其最大的缺点是漏检率大,几何废料损大,保证不了棒材的成品质量。, ,, ,超声波检测们采用超声波方法对铝合金挤压棒材缩尾缺进行了无损检测试验研究,结合生产,经大量的伤试验,并与低倍检查进行对比分析,寻找出了声波检测缩尾的方法,经生产实践考核,证明此法是准确可靠的,能够用于生产中检验。, ,, ,, ,探伤方法选择据缩尾缺陷的分布特点,采用超声波纵波探方法进行探伤试验,超声波入射方向与缺陷主平垂直,此时超声波检测灵敏度最高, 因此检测面棒材的圆周面。, ,, ,, ,探头的选择们分别选用检测频率为,, ,,,,、 ,,,探头棒材进行探伤试验。将试验结果与低倍检查对,我们发现对二次缩尾缺陷难以检出。所以选用测频率为,,,,,探头对棒材缩尾缺陷进行探伤验。 图,为棒材缩尾缺陷检测示意图。九游体育官方网站检测示意图中可见,在超声场中,超声波从源集中成束向前传播,沿晶片中心轴线方向声压大,在晶片边缘声束在传播中开始扩散,扩散角越射尾射,棒材缩尾缺陷检测示意图,声束指向性越好,声能集中,发现小缺陷的能强,分辨力好,缺陷定位准确。超声波探测小缺的能力,一般在二分之一波长,主声束扩散角,通过实测或公式计算获得,,,,,,,,, ,,鲁,手中, ,一波长,一探头晶片直径,一声速,频率,公式中我们可以看出, 当晶片直径与声速为定值时, ,越高, ,角越小,波长越短。,,,一,型、,,,,,,,,,,,,,、九游体育官方网站,,,,,,,,,,,,,及产,,,一,,型或,,,一,,型宽频带窄脉冲超声波伤仪,仪器参数满足相关标准要求。, ,。 ,, ,耦合剂合剂为钙基润滑脂或锂基润滑脂。, ,, ,, ,对比试样一个直径与被检棒材直径相同或相近的无缺的成品棒材,切取厚度为,,,,的两块试块,制,,

　　铝合金挤压棒材缩尾的成因与控制人工伤,分别在两块试块截面中心及半径,, ,处制伽, ,,,的横孔,为棒材检测缩尾缺陷对比样。, ,, ,, ,探伤方法调试试仪器参数,使人工伤横孔反射波高度为探仪荧光屏满幅的,,,,,荧光屏无干扰杂波,将合剂涂在被检测棒材尾部的表面上,从尾端沿着线方向向前,沿周向扫查,一直到缩尾缺陷波消为止。, ,, ,, ,检测效果用超声波检测棒材的缩尾,可以确定每根棒材,,尾缺陷的位置。这种检验方法科学,准确、可靠。结束语合金棒材的挤压缩尾是挤压生产制品特有的种废品类型。 由于挤压时金属的流动不均匀,致挤压制品存在组织性能不均匀现象。合理的挤压艺可以减少挤压棒材缩尾的延伸长度。材挤压缩尾常规的工艺切除方法检查不科,容易遗漏废品。采用超声波纵波脉冲反射技术棒材进行无损检测,检测棒材缩尾缺陷准确可,对于制品应用重要领域时可选择采用。