喷涂铝型材点状缺陷成因分析
42 轻 合 金 加 工 技 术 2005,Vo1.33,Nol
喷涂铝型材点状缺陷成因分析
魏庆安
· (渤海铝业有限公司。河北 泰皇岛 066000)
摘要:简介了6063铝合金喷涂型材的生产过程。对喷涂铝材表面产生点状缺陷的原因及影响进行了分析,提出了改
善措施。
关键词:喷涂铝型材;点状缺陷;流平
中图分类号:3"13375.41 文献标识码:B 文章编号:1007—7235(2005)O1—0042—02
Analysis on Reasons of Forming Dot-Shape De...
42 轻 合 金 加 工 技 术 2005,Vo1.33,Nol
喷涂铝型材点状缺陷成因分析
魏庆安
· (渤海铝业有限公司。河北 泰皇岛 066000)
摘要:简介了6063铝合金喷涂型材的生产过程。对喷涂铝材
面产生点状缺陷的原因及影响进行了分析,提出了改
善措施。
关键词:喷涂铝型材;点状缺陷;流平
中图分类号:3"13375.41 文献标识码:B 文章编号:1007—7235(2005)O1—0042—02
Analysis on Reasons of Forming Dot-Shape Defect in
Spray-Painted Aluminum Profile
WEI Qing—an
Abstract:The process of manufacturing spray-painted aluminum profile of6063 alloy is summarized.Analysis is done thematically
and practically on reasons and affecting tendency of forming dot·shape defect in the surface of the spray·painted aluminum profile.
Th e measures for improvement are also provided .
Key words:Spray—-painted aluminum profile;dot·-shape defect;flow smoothly
随着人们生活水平的提高,多彩的粉末喷涂铝
材越来越受到人们的欢迎,我们在生产高光喷涂铝
型材时会遇到表面点状缺陷,俗称“小疙瘩”,严重影
响喷涂铝型材的装饰效果。因此,避免铝型材喷涂
过程中形成的“小疙瘩”具有十分重要的现实意义。
1 点状缺陷影响因素分析
喷涂铝型材工艺流程:铸棒一均匀化处理一挤
压一淬火一时效一喷涂。建筑型材多为6063合金,
下面我们以6063合金型材为例进行阐述。
1.1 合金成分对点状缺陷的影响
6063铝合金成分(质量分数,下同)见表 1。
表 1 6063铝合金成分 %
№ si cu zn cr
0.45~0.9 0.2~0.6 0.35 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.05 0.15余量
A1一Mg-Si系合金中Mg2Si的 Mg、Si质量分数比
收稿 日期:2004—09—12
作者简介:魏庆安(1970一),男,河北昌黎人,工程师。
为1.73。当 (Mg)/w(Si)>1.73时,Mg过剩,过剩
的Mg会显著降低 Mg2Si在铝中的固溶度,在挤压时
会在模具工作带上粘结,产生划痕。当 (Mg)/w
(Si)<1.73时,Si过剩,虽然对 Mg2Si的固溶度无大
的影响,但会使铸棒挤压性能降低,降低型材表面质
量。因此生产控制时最好将 (Mg)/w(Si)控制在
1.6左右。文献[1]中示出了Mg2Si的总量与挤压力
变化图(图1)。可以看出,挤压力升高与 Mg2Si的总
量的变化有大致线性关系,因此,在性能允许的条件
下,尽量降低Mg2Si的总量,以提高其挤压性能,减少
表面缺陷的发生,Mg2Si的总量小于0.72%时,对于
挤压系数小于 30的制品来说其抗拉强度有不达标
的危险,因此,将 Mg2Si的总量宜控制在0.8%左右。
1.2 铸棒均匀化处理的影响
铸棒均匀化退火后,主要的组织变化是枝晶偏
析消除、非平衡相溶解和过渡相沉淀,Mg2Si的浓度
逐渐均匀化_2-3 J。有的生产厂不进行铸棒均匀化处
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京 30
餐 20
10
器 o
w(Mg2Si)/%
图1 MgaSi的总量与挤压力关系图
理,由于粗大的 Mg2Si相存在,虽然在挤压过程中粗
大的Mg2Si相被破碎,但破碎相不能弥散的分布于基
体中,造成型材表面粗糙。因此,最好采用均匀化后
的铸棒进行挤压,防止不合格品的发生。
1.3 挤压过程的影响
挤压过程中,合理选择挤压速度、挤压温度、挤
压模具结构及其材料,对铝型材的表面质量有非常
重要的意义。图2示出挤压制品表面质量、挤压速
度、挤压温度和挤压极限曲线的关系l j。
挤
压
速
度
铸棒温度
图2 挤压制品表面质量与挤压速度、温度的关系
可以看出合理的挤压温度和挤压速度能够得到
好的挤压型材表面,当挤压工艺参数不合理时,容易
产生挤压裂纹、表面起砂、粘附等缺陷。由图 2看
出,在挤压力足够的情况下尽量选择较低的挤压温
度。模具钢选择不合理、氮化层不够、模具工作带太
宽和光洁度不够、铸锭长度不合理等原因也能造成
型材表面产生拉伤。组合模模桥的结构和焊合室的
结构和大小会影响金属的流动和变形。模桥为矩形
倒角截面及水滴形截面形状的分流桥有利于金属的
流动与焊合,但模桥长度不宜过长,过长时会增加桥
与金属的摩擦,造成局部温升过高,会造成该处铝的
粘度增大,会粘于挤压模的表面造成型材表面的划
伤。模桥结构不合理时会造成金属对模具工作带的
冲击,工作带受冲击时易造成工作带的损坏,造成型
材划伤。焊合室多采用蝶形焊合室,这种焊合室有
利于消除金属流动死区,焊合室的高度根据挤压筒
的直径确定,不宜过短,过短时金属变形过小,型材
的组织中晶粒大小不均,易造成工作带粘结,产生划
伤或起砂。挤压的文明生产也非常重要,如锯切过
程中产生的铝屑不被吹净,会粘附于型材表面,在时
效后,由于锯切油的影响,不能在喷涂预处理阶段除
去,造成喷涂后表面有“疙瘩”。
1.4 喷涂过程的影响
喷涂工艺流程:基材一脱脂一水洗一中和出光
一 水洗一铬化一纯水洗一烘干一喷涂一固化。
(1)喷涂预处理过程的影响
基材在现场放置过程中容易落上灰尘,绑料后
要将型材表面的灰尘用风管吹净,防止带到预处理
槽内。预处理各水洗工步的用水要定期更换,防止
杂质积累。生产过程中要定期化验槽液浓度,并观
察型材表面。脱脂不净或中和不净时,易造成尘屑
的粘附。车间的文明生产非常重要,尽量做到封闭
式生产,生产工人应从专用通道进、出车间,以防止
将外部灰尘带人生产车间。
(2)涂装过程的影响
涂装工艺参数要求如下:枪距 100 mln一200 mln,
电压60 kV 9o kV,输气压(2—4)×lOs Pa,配气压(1
3)×10s Pa,旋转气压(1—2)×10s Pa。
我们将易产生“疙瘩”的某厂生产的喷涂用编号
PM、5015、G75粉末,用 1 m2铝板作喷涂对比试验,
得出图 3。
<- 200
痞 150
100
5O
0
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
喷涂膜厚 /l土m
图3 喷涂膜厚与疙瘩数对照图
由图3看出,喷涂膜厚在20 tan一40 tan时板材
表面产生的“疙瘩”较多。用刀割开“疙瘩”,在显微
镜下观察发现其内部无异物,为大颗粒的粉末。产
生该现象的原因可能是膜厚较薄时,喷粉无法做到
正常流平。我们进一步试验将枪距调大,电压适当
调低,观察到同膜厚的板材表面“疙瘩”数目减少。
产生此现象的原因是因为枪距太近会造成细颗粒粉
末被吹落。当膜厚在40 p.m 100 p.m之间,随膜厚增
加,其“疙瘩”数目相对减少,这可能是板材表面的杂
质点被粉末覆盖固化流平后盖住。膜厚 100 ton以
上,其“疙瘩”数目基本无变化。以上情况说明适当
增加膜厚,调整喷涂工艺参数对喷涂型材表面“疙
瘩”有改善作用。粉末的质量对型材的表面质量也
有大的影响,生产中产生的回收粉容易被污染,可以
通过加密过滤筛目数的
解决,在生产中获得了
(下转第47页J
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图4 在图4B中 、h、 为与图4^ 中位置a、b、c相对应的试样横截面
何原因,如果说这不是速度过快的原因造成的,那么
可以认为是和搅拌头螺纹的方向有关。
3 结 论
(1)成功地利用搅拌摩擦焊接方法实现了2A12
铝合金的翅化连接 焊接时,搅拌头转速可为750 r/
min~1 180 r/rain,搅拌头走动速度为23.5 nan/min一
30 tour/rain。
参 考 文 献:
(2)金相组织分析表明,焊合区的晶粒小于母材
区的.这是因为焊合区的铝在塑性条件下发生晶粒
细化的结果 焊合区硬度约为母材硬度的70%。
(3)搅拌头的螺纹对搅拌头下方的材料会产生
抽取效应”。如果采用相反螺旋的搅拌头,或使焊
接用搅拌头反转可以抑制这种材料“抽出效应 。
(4)搅拌头的长度略小于焊接材料厚度时,仍可
能使焊接材料焊透
【1 J Thomas W M.Friction Stir Butt Welding Intenmtional Patent Application No PCT/GB92 Patent Application No.
9125978 8【P J.199l
【2j ThomasW M,Nicholas E D,Friction StirWeldingforthe TransportationIndustries【J J.Materials and Design,1997,
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● ⋯ 一 ⋯ ⋯ 一 ⋯ ⋯ _. 一 ● ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ·● ⋯ ⋯ 一 ●
{上接第 43页)
良好的使用效果。
(3)固化炉的影响
固化炉保温棉的封闭也非常重要,如保温棉粘
到铝型材上也易在喷涂型材上产生“疙瘩”
2 预防措施
(1)合金成分方面要求将 (Mg)/w(Si)控制在
1.6左右,将 MgeSi的 量控制在0.8%左右。
参 考 文 献:
(2)铸棒采用均匀化处理。
(3)铸棒的挤压加热温度尽量控制在480℃左
右,挤压模具中水滴形的分流桥不宜过长.焊合室的
高度不宜过短。
(4)喷涂膜厚尽量控制在60 fun一100 ,枪距
控制在 I80i'nlffl~200ffUll。
(5)生产过程中注意文明生产,尽量防止尘羁落
于铝型材表面。
[1]刘静安.热加工工艺对Al—Mg—si系合金性能的影响[J J.轻舍金加I技术2002,(2):1—5
[2]曹胜泉.张胜华.6063合垒型材表面缺陷的分析[J].轻合金加工技术2001.(8):31—34.
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