鋁型材擠壓過程中模痕產(chǎn)生的原因及解決方法
在鋁型材擠壓過程中，沿著擠出方向，在擠出鋁型材產(chǎn)品的表面上產(chǎn)生縱向連續(xù)的線條，稱之為模痕。模痕的外觀如圖1所示。
模痕產(chǎn)生的原因來自于擠壓模具本身、鋁型材擠壓工藝及材料三個方面。在模具方面，擠壓模具工作帶的光潔度、加溫工藝及工作帶長短均會對模痕產(chǎn)生影響。工作帶未拋光或拋光效果不好的模具，在擠出產(chǎn)品的表面會產(chǎn)生模痕，如圖2所示；模具在長時間生產(chǎn)后，通過反復(fù)加溫及拋光，模具工作帶基體受損或氮化層剝落，會導(dǎo)致模痕的產(chǎn)生，需要重新氮化及拋光后再投入使用；模具加溫時間過長、溫度越高，會使模具工作帶氧化或發(fā)生部分退火使強(qiáng)度降低（俗稱“紅包”），也會導(dǎo)致模痕的產(chǎn)生；此外，模具工作帶越長，在擠出過程中摩擦?xí)r間也越久，會使工作帶粘鋁，導(dǎo)致擠出鋁材的表面變粗，甚至產(chǎn)生模痕。
在擠壓工藝方面，擠壓溫度越高，鋁合金的粘度增加，會使擠出產(chǎn)品表面產(chǎn)生模痕的幾率增加，同時，擠壓速度過快也會導(dǎo)致模痕產(chǎn)生。在擠壓5×××合金與7×××合金管材的時候，因材料的合金含量高，在擠壓模具工作帶的出口部位極易析出少量顆粒狀的硬質(zhì)化合物相（圖3），使產(chǎn)品表面產(chǎn)生模痕，這種模痕多數(shù)情況下是不規(guī)則的，非連續(xù)的。模痕產(chǎn)生的因果圖見圖4。
3.1用顯微鏡測量產(chǎn)品截面模痕深度
圖5：鑲樣測量模痕深度流程圖
測量結(jié)果：模痕深度34um；
圖6：光學(xué)顯微鏡測量模痕深度結(jié)果
3.2用粗糙度儀測量模痕深度
測量結(jié)果：模痕深度32um
圖7：粗糙度儀測量模痕深度結(jié)果
3.3兩種測量方法及優(yōu)劣點(diǎn)對比
圖5：鑲樣測量模痕深度流程圖
測量結(jié)果：模痕深度34um；
圖6：光學(xué)顯微鏡測量模痕深度結(jié)果
3.2用粗糙度儀測量模痕深度
測量結(jié)果：模痕深度32um
圖7：粗糙度儀測量模痕深度結(jié)果
3.3兩種測量方法及優(yōu)劣點(diǎn)對比
| 測量方法 | 測量結(jié)果 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
| 鑲樣投影 | 34um | 能清楚觀察到模痕的截面形貌 | 直接切斷后模痕不可見，必須要鑲樣、拋光后才可以測量，速度慢，效率低 |
| 粗糙度儀 | 32um | 測量速度快，效率高 | 對粗糙度儀針頭的精密度要求高，針尖測量角越小結(jié)果越準(zhǔn)確 |
| 在實(shí)際生產(chǎn)中，可以用粗糙度儀直接測量模痕深度，提高測量效率。 | |||
表2：兩種模痕深度測量方法優(yōu)缺點(diǎn)對比
<!--[if !supportLists]-->4、 <!--[endif]-->陽極處理與機(jī)械拋光對模痕的消除程度
模痕在擠壓過程中不可避免，但并不是所有表面有模痕的產(chǎn)品都不能接受，通過后段的機(jī)械拋光或陽極處理工序，模痕對產(chǎn)品外觀的影響可以減輕，同時一些輕微的模痕可以去除掉。選取同一批次擠壓的產(chǎn)品3pcs，通過拋光、陽極處理后測量模痕深度，與擠壓材進(jìn)行對比，結(jié)果如表3所示：
<!--[if !supportLists]-->4、 <!--[endif]-->陽極處理與機(jī)械拋光對模痕的消除程度
模痕在擠壓過程中不可避免，但并不是所有表面有模痕的產(chǎn)品都不能接受，通過后段的機(jī)械拋光或陽極處理工序，模痕對產(chǎn)品外觀的影響可以減輕，同時一些輕微的模痕可以去除掉。選取同一批次擠壓的產(chǎn)品3pcs，通過拋光、陽極處理后測量模痕深度，與擠壓材進(jìn)行對比，結(jié)果如表3所示：
| 模痕深度 | 深度5-7um | 深度2-3um | 深度4-5um |
| 說 明 | 有輕微手感，外觀看上去較為明顯，是本公司陽極氧化料的******可接受程度（即符合內(nèi)控外觀三級標(biāo)準(zhǔn)） | 采用麻輪拋光，拋光后模痕變細(xì)，外觀看上去清晰可見，再通過陽極處理后，基本上可以完全除去掉 | 擠壓材直接陽極氧化（未拋光），雖然模痕深度并未明顯減小，但模痕外觀變得模糊，符合絕大部分客戶對氧化料外觀要求 |
表3：擠壓材、陽極處理、機(jī)械拋光模痕深度與形貌對比
當(dāng)模痕深度在8um以上時，用手觸摸有明顯手感，普通陽極處理就無法消除模痕對產(chǎn)品外觀的影響。由此可見，陽極處理對模痕的消除程度是有限的，只有當(dāng)模痕深度在7um以下時，普通陽極處理可以基本消除表面模痕對產(chǎn)品外觀的影響。如果工序中設(shè)計(jì)有機(jī)械拋光工序，則擠壓材的模痕深度可以允許放寬至10um左右。
小結(jié)：模痕是擠壓缺陷之一，對產(chǎn)品外觀有不良的影響。但模痕是可控的，通過對模具設(shè)計(jì)、模具使用的管理，對擠壓工藝的改善，是可以將模痕發(fā)生的嚴(yán)重程度降低到最小。同時，通過對不同深度的模痕進(jìn)行測量，再進(jìn)行后段的陽極氧化與拋光試驗(yàn)，可以建立不同品質(zhì)要求的擠壓材模痕深度的外觀限度標(biāo)準(zhǔn)，對擠壓材外觀判定起到有效的指導(dǎo)作用。
當(dāng)模痕深度在8um以上時，用手觸摸有明顯手感，普通陽極處理就無法消除模痕對產(chǎn)品外觀的影響。由此可見，陽極處理對模痕的消除程度是有限的，只有當(dāng)模痕深度在7um以下時，普通陽極處理可以基本消除表面模痕對產(chǎn)品外觀的影響。如果工序中設(shè)計(jì)有機(jī)械拋光工序，則擠壓材的模痕深度可以允許放寬至10um左右。
小結(jié)：模痕是擠壓缺陷之一，對產(chǎn)品外觀有不良的影響。但模痕是可控的，通過對模具設(shè)計(jì)、模具使用的管理，對擠壓工藝的改善，是可以將模痕發(fā)生的嚴(yán)重程度降低到最小。同時，通過對不同深度的模痕進(jìn)行測量，再進(jìn)行后段的陽極氧化與拋光試驗(yàn)，可以建立不同品質(zhì)要求的擠壓材模痕深度的外觀限度標(biāo)準(zhǔn)，對擠壓材外觀判定起到有效的指導(dǎo)作用。
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