易贤志
（长沙振升铝材有限公司，湖南长沙$%"&’!）
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点焊机电极摘要：从熔铸工艺、挤压工艺、模具、挤压设备等方面分析了!"!#铝合金型材在挤压过程中产生表面条纹的原因，并提出了相应的对策。
洗手粉
关键词：!"!$铝合金型材；熔铸；挤压；模具；表面条纹
中图分类号：%&"’(!)*+；%&$,-文献标识码：.文章编号：+/",0,*$（1*//$）/20""310"$
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本文所说的挤压铝型材表面条纹是指型材表面上的焊合线、亮线、模线、氧化物条痕、组织条纹、咬痕、阴阳面等，从理论和实践上证明，挤压铝型材的有些表面条纹是不可能根本消除的。但表面条纹对装饰型材质量有重要影响，尤其是电泳涂装浅调型材。因此，探讨挤压铝型材表面条纹的成因及其实施对策，对于提高型材质量，满足用户的需求，有着实际意义。
笔者根据实际工作经验，结合理论分析，从熔铸、挤压、模具、设备几方面阐述铝型材表面条纹形成的原因及防止措施，供同行们参考。火、时效工艺参数的控制，这样既能提高型材表面质量，又能保证其力学性能。笔者通过多次正交设计试验，得出比较适用的化学成分：（!Q F）")1"T U/V11T，
!（R7）/V$/T U/V$1T，!（S<）/V+1T U/V+2T，!（Q F W
R7）/V2T U/V-T，（!Q F）!（!R7）为’V$U’V1。
&C’铸锭表层质量
铸锭表层质量对型材表面形成条纹有很大的影响。现在，优质铸锭的表层/V1/U’V/GG 范围内存在偏析和晶粒粗大现象，而一般铸锭的表层在1U’/G G 范围内存在此种现象［’］。铸锭表层质量不好主要是结晶器内壁粗糙或变形、润滑油分布不均匀、铸造时冷却不良和外来夹杂物造成的。在挤压过程中，表层金属难免不参与挤压，故导致型材表面条纹形成。所以，在实际生产中，应经常修理结晶器、清理浇注盘和流槽、润滑油要均匀而薄、冷却均匀，这样可获得良好的铸锭表层质量。
&C7铸锭中粗大金属化合物
铸锭中粗大金属化合物以块状、片状、针状分布在铝基体中，降低铸锭的塑性加工性能，且易粘结在模具工作带上，使型材表面出现密集的细线条纹。粗大金属化合物的形成，主要是由于铸造时间长、铸造温度低、
’熔铸
&C&!G!7铝合金化学成分控制
!"!$主要化学成分是.C、Q F、R7和S<。QF 与R7起
合金强化作用；而S< 则起细化晶粒作用，也能有效控
制氧化磨砂料亮泽度。有些厂家为了保证型材的强度，
增加Q F、R7和S< 含量，这样在铸造过程中易形成粗大
区域能源管理金属化合物和偏析，且Q F3R7提高型材强度的同时会降智能消防机器人
低合金的挤压加工性能，造成挤压力上升，影响金属平
稳流动，使型材表面易出现条纹，降低其表面质量。现
在，有些厂家采取降低Q F、R7和S< 含量，加强在线淬
收稿日期：3//$0/(0/2
作者简介：易贤志（’-,10），男，湖南岳阳人，工学学士。
轻 合 金 加 工 技 术 ’##%，2341 %!5 6 (
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冷却缓慢，使液穴中部游离的化合物初晶在铝液中自
由长大成粗晶［ !］
。提高铸造温度到 "##$"%#&，根据不 同铸锭直径合理控制其铸造速度，加大冷却强度，严格 控制化学成分可以阻止粗大金属化合物的形成。 !"# 铸锭中成分偏析和中心裂纹
在铸造过程中溶质分布不均匀，造成在晶界或中 心裂纹处富集了低熔点物，铸锭挤压成型材后其表面
出现带状条纹，且型材各面的光泽度不同［ ’］
。在熔炼和 铸造过程中，有效合理的搅拌熔体，增加精炼剂和细化 剂用量，充分静置，可减轻铸锭成分偏析的产生。
$"% 挤压压余长度设定
原铸锭表层质量一般是比较差的，当压余留得过 短时，铸锭表层的一些夹杂物就会参与挤压，从而导致 型材表面出现条痕或被划伤，据笔者现场经验，我公司 + )* 挤压机上用平模生产的型材的尾部，以及用分流 模生产的型材的头部曾经在碱蚀后出现黑线条纹，分 析认为，此种现象是由于铸锭表层金属质量差，氧化夹 杂物多，且在挤压时压余过短所致。所以，在设计压余 长度时，首先要检查原铸锭表层金属偏析的厚度，且确 定挤压用铸锭的长度，利用体积相等的原则，根据不同 的挤压筒直径，从理论上可计算出应留的压余的长度。 $"# 挤压筒与挤压垫的间隙，挤压筒、挤压模、挤压杆
的同心度 当挤压筒与挤压垫的间隙过大，或者挤压筒、挤压 模、挤压杆的同心度偏差大时，挤压筒内壁容易粘结一
些铸锭表层的夹杂物，在挤压时它们流入模孔，划伤型
材或在型材表面出现氧化物条痕。有一段时期，我公司 !. )* 挤压机生产外接圆大的型材时，其两侧碱蚀后
电阻线出现贯穿头尾的黑线条纹。经检查，是由于挤压垫磨损 大，挤压杆与挤压筒同心度偏差大，出现挤压杆摩擦挤 压筒内壁。经过更换挤压垫、调整挤压杆后，此种现象 消失了。从此之后我们确定了挤压筒与挤压垫的间隙 标准，见表 ’。 挤 压
’
$"! 挤压前铸锭加热工艺 由于有些铝加工厂的铸锭没有均匀化，所以铸锭 在挤压前的加热工艺显得相当重要。加热工艺要尽量
消除原铸锭内存在的各种缺陷，否则型材表面状况会 特别差［ %］
。在实际生产中，我公司的 ( )* 挤压机生产 的型材表面质量很差：一根型材各部位的光泽度不同， 条
纹多，模具消耗量也大。经过试验分析，主要是由于 铸锭温差大，铝基体中有第二相析出，一些富集在晶界 处的低熔点物不能充分溶解。该挤压机的铸锭加热炉 是燃油式的，只有一台油，铸锭加热不透，中心部位 温度偏低，影响了铸锭质量。后来，延长铸锭加热炉，增 加保温时间，添置一台油，提高了铸锭温度均匀性； 并且提高铸锭加热温度到 +’#$+,#&，挤压温度控制在
,(#&左右，保证铸锭在加热、挤压过程中始终在单相区 进行，并且低熔点物能溶解。实践证明，该挤压机生产 的型材，表面条纹减轻了，型材质量得到了保证。
$"$ 挤压比的制定
挤压比过大易导致型材表面出现条纹，因为挤压 比越大，其挤压力相应变大，使金属在流出模孔时与工
作带的摩擦力增大。某断面 ’-#./# 型材的断面积为
’!+ 00’，现场生产中不同挤压比的比较如表 ! 所示。此
种断面型材虽然在 ! !+. 00 挤压筒上的生产效率较
高，但型材表面质量不好、条纹多，且模具工作带磨损 大、寿命短。其原因主要是挤压比大因而挤压
力增大， 金属与模孔摩擦大。在生产厚壁型材与薄壁型材时，也 可以证明这一点，壁薄型材生产难，表面密集细线条纹 特别多；而壁厚的型材则相反。所以，在工艺设计中，根 据不同断面型材和挤压机制定适合的挤压比，有利于
减少型材表面条纹。
表 $ 挤压筒与挤压垫的间隙标准
筒径 !00 !+. !’+ -# !(%
间隙 !00 #1%$#1+ #1’$#1, #1’$#1% #1,$#1. $"& 挤压设备对型材表面条纹的影响
文献［ ,］指出，型材表面上的咬痕（ 型材横向竹节 似的花纹）是因模具不停的弹性变形所引起的。模具不 停的弹性变形有的是由于模具本身强度问题，如模芯
比较大，易出现咬痕；有的则不是，如用平模挤压的型
材表面出现咬痕。
我们在 ( )* 挤压机上用平模挤压的 型材易出现咬痕，
而用分流模挤压的型材却没有。经分 析，此现象是因生产用平模挤压的型材挤压速度过快；
而用分流模挤压的型材挤压速度慢，变量轴向柱塞泵 供给的高压液体量时而不足，导致金属流出模孔时不
连续所致。我们在工艺上减慢挤压速度，在设备上对液
压系统进行检修，就杜绝了此种现象的发生。 $"’ 挤压模具加热工艺控制
挤压前模具要进行加热，如果加热工艺控制不当， 对模具的强度和工作带的硬度损伤较大。当模具工作 带硬度降低时，在挤压过程中工作带易软化，粘结铝铸 锭中的硬质点，导致型材表面出现细划线条纹。模具加
热温度一般控制在 ,,#$,.#&，操作工要做到向炉内分 时段分批次、少量多次添加模具，模具一到温要立即生 表 ! 生产 $()’*) 断面型材不同挤压比的对比 挤压筒径 !00 筒截面积 !00’ 型材断面积 !00’ 挤压比 型材表面 条纹少 条纹多
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产，不能让模具停留在炉中过久，确保模具的氮化层不被烧损。重要作用。
!"$模具工作带加工
型材表面沟槽状细线条纹的出现与模孔工作带出口处的垂直端面粗糙度有关。因为工作带出口处粗糙，则易粘氧化铝黑粒，型材流出模孔时就会被刮出细线条纹。所以，在加工模孔工作带时，要保证最小空刀部位不偏；如遇到下模或平模工作带出口超过-&44，铣二级空刀；用小电流电火花加工工作带出口处端面，使其粗糙度达到!"+")5!"*，将工作带出口修理出一个对型材表面起抛光作用的抛光带［*］。
模具
+
焊合线白条纹、金属交汇处和型材边角部位的条纹，以及型材表面的沟槽状细线条纹，都与模具的设计、工作带加工有很大关系。
!"#模具设计
在模具设计过程中既要考虑模具寿命、加工工艺，也要把焊合线合理摆放作为一个因素考虑。例如，利用) 孔或+ 孔替代/ 个分流孔；偏移桥位转移焊合线；把
焊合线放在型材的非装饰面、型材角部；在设计分流孔时或修模时保证几股金属流焊合界面向量流速一致；这些都是避免焊合线白条纹行之有效的方法。
金属流与模孔的摩擦是产生型材表面密集细线条纹的重要因素，且金属流相互之间作用也会导致组织条纹出现。在满足模具正常出料的情况下，尽量减少工作带长度，降低金属与模孔的摩擦力。在型材筋条交汇处，金属流与此处工作带摩擦要大于其他部位，应缩短该处的工作带长度［-］。在型材厚壁与薄壁交合处，工作带应设计过渡区，这对于减少金属流之间相互影响有参考文献：
栅栏式接线端子结束语
合理的化学成分、组织性能均一、表层质量良好的优质铸锭是减轻挤压型材表面条纹的基础；合理确定挤压前铸锭加热工艺、模具加热作业规范、挤压比和压余长度，可很大程度上避免型材表面条纹的
出现；铸锭中外来夹杂物侵入是型材表面产生条纹的重要因素，合理制定挤压工具使用规范、及时检查设备状况是防止型材表面条纹产生的有效措施；在模具设计与加工过程中，应采取措施预防型材表面出现条纹，重点考虑分流孔的设定与排布、各部位工作带长度和加工方法。/
［!］［)］［+］［/］［-］［*］陈存中"有金属熔炼与铸造［#］"北京：冶金工业出版社，!$%$"!&’(!!&"
苏亚军"*&*+铝合金铸造“中心裂纹”的成因与对策［,］"铝加工，)&&)，)（- +）. !/(!*"
许其亮"建筑型材生产（上册）［#］"西安：西安冶金建筑学院"!$$*"’’(%)"
魏军"有金属挤压车间机械设备［#］"北京：冶金工业出版社，!$%/")%/()%*"
饶茂" 012!01# 系统在挤压模具设计与制造中的应用［,］"铝加工，)&&)，)（- +）. +!(+)"邵百成"*&*+合金型材表面着缺陷分析［,］"轻合金加工技术3!$$$")（’!）.+)(+/"
（上接第&’页）
高时，第二相质点溶入基体的数量增加，将起固溶强化作用，提高了材料的强度，对深冲带来不利的影响。!%!烘烤试验
根据用户的使用情况，在冲盖前需对材料进行表面喷涂，并在!%&5)&&6下烘烤-7!&489，烘烤制度对材料的深冲性能和力学性能的影响如表+ 所示。
表!烘烤制度对材料深冲性能和力学性能的影响
由表+ 可以看出，烘烤后材料的强度略有下降，但制耳率变化不大。
/结束语
（!）铸锭成分采用已试验的配料成分（；)）热轧温度开始/%&5/$&:，终轧)%&5+-&:，终轧厚度*"& 44（；+）第一阶段冷轧按照*"&!+"&!!"-!&"%44进行，然后切边和纵切（；/）中间退火+-&:* ;；（-）第二阶段冷轧按照&"%!&"/-!&")-44进行，控制终轧温度为!&&5!!&:。按照上述工艺可生产出合格的防盗盖板带材。
烘烤制度制耳率!"
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