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1、鋁合金冷軋板帶材的缺陷分析班級：成型1002姓名：林晶晶學(xué)號：3100704030摘要：分析了鋁合金擠壓制品常見缺陷產(chǎn)生原因,以便得到相應(yīng)的預(yù)防措施。這些措施可確保鋁擠壓制品，有顯著經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞：鋁合金；擠壓制品；缺陷分析1引言1.1鋁合金鋁合金是以鋁為基的合金總稱。主要合金元素包括：銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素包括：鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金的密度低，但強度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，在工業(yè)上使用廣泛，其使用量僅次于鋼。1.2板帶材的工
2、藝缺陷板帶材的軋制過程中，由于連鑄鋼坯、軋制設(shè)備和軋制工藝等原因，易在板帶材表面出現(xiàn)裂紋、氧化皮、結(jié)疤、輥印、刮傷、孔洞、針眼、鱗片、表皮分層和麻點等缺陷，不僅影響產(chǎn)品外觀，而且降低了產(chǎn)品的抗腐蝕性、抗磨性和疲勞極限等使用性能。如果要提高板帶材的表面質(zhì)量，首先必須解決板帶材表面質(zhì)量的檢測和分類問題，繼而分析相應(yīng)缺陷產(chǎn)生的原因，最終提出消除缺陷的解決方案。所以我們要對板帶材表面各種缺陷進行有效地檢測，及時報告缺陷的大小、位置、范圍、嚴(yán)重程度，將結(jié)果傳送給后續(xù)工藝進行參考，并采取措施，以降低廢品率，從而帶來顯
3、著的經(jīng)濟效益。1.3冷軋冷軋的優(yōu)點：（1）成型速度快、產(chǎn)量高，且不損傷涂層，可以做成多種多樣的截面形式，以適應(yīng)使用條件的需要；（2）冷軋可以使鋼材產(chǎn)生很大的塑性變形，從而提高了鋼材的屈服點。冷軋的缺點：（1）雖然成型過程中沒有經(jīng)過熱態(tài)塑性壓縮，但截面內(nèi)仍然存在殘余應(yīng)力，對鋼材整體和局部屈曲的特性必然產(chǎn)生影響；（2）冷軋型鋼樣式一般為開口截面，使得截面的自由扭轉(zhuǎn)剛度較低。在受彎時容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，受壓時容易出現(xiàn)彎扭屈曲，抗扭性能較差；（3）冷軋成型鋼壁厚較小，在板件銜接的轉(zhuǎn)角處又沒有加厚，承受局部性的集中荷載的
4、能力弱。2鋁及鋁合金板帶材表面的鋁粉缺陷分析2.1鋁粉缺陷產(chǎn)生的機理穩(wěn)定軋制過程中,變形區(qū)內(nèi)的金屬受軋輥徑向壓力N和切向摩擦力T的作用,前滑區(qū)內(nèi)的金屬運動速度快于軋輥表面線速度,摩擦力T前阻止金屬軋制,后滑區(qū)內(nèi)的金屬運動速度慢于軋輥表面線速度,摩擦力T后將金屬拽入軋輥,實現(xiàn)穩(wěn)定軋制的條件是:ΣFx=T后x-Nx-T前x=0由上式可知,摩擦力的存在是實現(xiàn)軋制的必要條件,后滑區(qū)的摩擦力為實現(xiàn)軋制提供動力;無論前滑區(qū)還是后滑區(qū)軋件和軋輥都存在相對滑動,軋輥和軋件之間的摩擦為滑動摩擦,而當(dāng)物體在外力作用下克服摩擦
5、力而反復(fù)運動時就會導(dǎo)致表面物質(zhì)的不斷磨損。在軋制過程中,雖然有運動的軋輥和軋件把潤滑劑帶入逐漸收斂的楔形間隙,產(chǎn)生強烈的油楔效應(yīng),具備一定的流體動壓潤滑條件,在流體潤滑條件下軋制時,軋輥和軋件被油膜隔開,磨損較小,但因高溫、高壓的軋制條件及相對潤滑能力較差的礦物基礎(chǔ)油的使用,輥縫內(nèi)油膜厚度很小,難以出現(xiàn)完全的流體潤滑,變形區(qū)內(nèi)的摩擦為混合摩擦,有軋輥和軋件的接觸,軋輥上的微凸體和軋件上微凸體粘著,當(dāng)軋輥和軋件相對滑動時,粘接點被剪斷,同時,堅硬的軋輥微凸體壓入軟質(zhì)軋件,犁溝軟質(zhì)的軋件表面,磨損軋輥和軋件。
6、鋁粉主要是由于軋輥和軋件之間的粘著磨損引起。1.1鋁粉缺陷的主要影響因素2.2.1軋輥粗糙度的影響軋輥粗糙度越大,軋輥表面微凸起部分的尖峰高度越高,與軋件的接觸、粘著區(qū)面積越大,故摩擦因數(shù)越大,摩擦力、軋制力也越大,從而與軋件的磨損越大,產(chǎn)生的鋁粉越多。冷軋的后幾道次應(yīng)選擇粗糙度較小的軋輥,一般Ra值在0.2～0.4μm之間。軋件粗糙度過大也將增加鋁粉的產(chǎn)生,軋件粗糙度主要因為上道次軋輥粗糙度引起,故連續(xù)兩道次間軋輥粗糙度差值不宜過大,Ra差值應(yīng)小于0.3μm。鑄軋來料氧化皮較厚,表面附有石墨微粒,摩擦因
7、數(shù)過小,軋制時容易打滑,降低軋制速度,一般選擇Ra值0.55～0.8μm的較粗軋輥軋制第一道次。更為重要的是第一道次采用較粗軋輥充分清除氧化皮可提高表面質(zhì)量,減少后續(xù)道次鋁粉的產(chǎn)生。2.2.2 變形區(qū)溫度的影響冷軋過程中,隨變形區(qū)溫度的升高,軋制油粘度降低,油膜厚度、強度減小,摩擦因數(shù)增大,摩擦力、軋制力增大,軋輥對帶材的磨損程度加大,產(chǎn)生的鋁粉增多?？刂迫肟诹蠝?減少連續(xù)軋制的道次可減少鋁粉。2.2.3 壓下率的影響壓下率增加,單位體積的金屬變形量增加,單位壓力增大;隨著壓下率的增加,變形區(qū)長度增加,軋
8、制力增加;隨變形區(qū)長度、軋制力的增加,進入輥縫的油膜厚度減少,摩擦因數(shù)增大;軋制力和摩擦因數(shù)的增加將導(dǎo)致摩擦力的增加,增加帶材的磨損。因此,減小道次壓下率有利于減少鋁粉的產(chǎn)生。2其他缺陷分析2.1鋁鑄錠與擠壓裂紋鋁鑄錠在結(jié)晶過程凝固后，因鋁鑄錠形成的多種應(yīng)力疊加超過鋁鑄錠本身抗拉強度引起鑄錠內(nèi)裂，導(dǎo)致擠壓時裂紋擴展成廢品。鋁鑄錠裂紋有兩種：一種是裂紋一般沿晶開裂，開裂處發(fā)黑，已被氧化，裂紋成鋸齒狀，形狀不規(guī)則；另一種則是冷裂紋
