Дефекти в алуминиеви профили
Дефекти на екструдиран алуминиев профил
Всеки завод за екструдиране на алуминий трябва постоянно да поддържа усилия в три важни области на работа:
- своевременно откриване на дефекти в произведените алуминиеви профили;
- анализ на техните причини и
- незабавни коригиращи действия за отстраняване на причините за тези дефекти.
Дефекти на профили от "меки" алуминиеви сплави от тип 6060/6063 са разгледани по-долу. По принцип това важи и за други сплави със средна якост от серията 6xxx.
Дефектите в профилите, изработени от сплави с висока якост, като сплави от серията 2xxx, 5xxx и 7xxx, имат свои собствени характеристики поради високото съдържание на легиращи елементи като мед, магнезий и цинк.
Всички дефекти се отнасят до действителното производство на алуминиеви профили на пресовата линия, без дефекти при последваща обработка, като дефекти при анодизиране и прахово боядисване.
Терминология на дефектите на алуминиевия профил
Терминологията за дефекти в алуминиевите профили все още се формира, както на английски, така и на български. И така, в англоезичната литература всеки профилен дефект по правило има няколко имена.
Ще "започнем" от английската система за дефекти в алуминиевите профили, като, разбира се, по-развита от българската. Ще се опитаме да съпоставим всеки английски термин с български термин.
Българските еквиваленти на английските термини, използвани по-долу, са взети от нормативната и техническа документация (основно ГОСТ 8617-81 и ГОСТ 22233-2001), техническа литература за производство на алуминиеви профили, както и от практическия речник на съществуващите алуминиеви екструдери. За съжаление при алуминиевите профили няма такава подробностстандарт за условията на дефекти с "снимки", като GOST 21014-88 за валцувани черни метали.
Някои английски термини все още нямат български аналог. В този случай ще приложим възможно най-близкия български превод на английския термин. Такива „условия“ ще бъдат в курсив или снабдени с въпросителен знак.
Класификация на дефектите по причина на тяхното възникване
Удобно е всички дефекти на алуминиевите профили да се разделят според причините за възникването им - една или повече:
- нехомогенност на металния поток в матрицата;
- поток от алуминий през работните ленти на матрицата;
- неравномерен поток от метал в матрицата;
- напречни и надлъжни заварки;
- хетерогенност на металната микроструктура;
- температура и скорост на пресоване;
- трансфер и обработка на профили в пресова линия;
- повреда на профилите в пещта за стареене.
Дефекти, дължащи се на нехомогенност на металния поток в контейнер
При промишленото директно пресоване на алуминиеви профили режимът обикновено се реализира, когато триенето между детайла и контейнера е достатъчно високо и напрежението на потока на материала на детайла в близост до по-слабо нагрятия контейнер е по-високо, отколкото в центъра на детайла.
Това явление е свързано с дефект в алуминиевите профили, който се нарича:
На английски този дефект се нарича още фуния („funnel“), тръба („pipe“) и fishtailing („рибена опашка“).
По същата причина могат да се появят дефекти под формата на радиални пукнатини в центъра на пресования продукт (не само в "профила"). На английски те могат да се наричат centerburst, center cracking, arrowhead fracture или shevron cracking. Това е по-вярно за силно легираните алуминиеви сплави.
Дефектисвързани със състоянието на работните ленти на матриците
На повърхността на профилите се появяват различни видове дефекти:
- линии на матрицата - (надлъжни) следи от матрицата (рискове);
- резултат линии - гадняр (?);
- пикапи - лепкави.
Американската алуминиева асоциация определя линиите на матрицата като "надлъжни вдлъбнатини или издатини, които се образуват върху повърхността на екструдиран продукт поради повърхностни неравности на работните ленти на матриците." Смята се, че е невъзможно напълно да се избегне появата на матрични следи, но е възможно да се гарантира, че те са много малки и плитки. Тогава те се наричат „микро матрици“.
Неравномерен поток от метал в матрицата
Неравномерният поток от метал в матрицата може да доведе до такива дефекти като:
- огъване - неизправеност;
- усукване - усукване;
- извън ъгъл - отклонение от определения ъгъл (между рафтовете);
- вдлъбнат - вдлъбнат (прави рафтове);
- изпъкнал - изпъкналост (праволинейни рафтове);
Поради неравномерния поток на метала в матрицата, дефекти с общо наименование
В тънките алуминиеви ленти тези дефекти имат формата:
- централна катарама (централни вълни, джобове) - повтарящи се издутини и вдлъбнатини в центъра на лентата или рафта (възникват, когато центърът на лентата или рафта е твърде бърз);
- edge buckle (wrinkles) - "бръчки" по ръбовете на лентата или рафта (твърде ниска скорост на центъра на лентата или рафта).
При профили с по-сложна форма може да се получи по-сериозен дефект на формата, който понякога се нарича изкривяване (нещо като думата "изкривено").
Близък до тези дефекти е дефектът:
- бърборене - „вълнички“ (малки успоредни вълни, перпендикулярни на посоката на натискане.
Напречни и надлъжни заварки
Сега е обичайна практика да се екструдират профили заготовка по заготовка. За това се използват матрици със заваръчни камери и хранилки. Особеността на такива матрици е, че в тях остава значително количество метал от задния край на предишния детайл. Този метал осигурява повърхност за заваряване на предишния детайл към следващия детайл. Това води до образуване на дефект:
- напречна заварка - напречна заварка.
Този дефект се нарича още "заварен шев"
Ако повърхностите на съседните детайли са достатъчно чисти, тогава обикновено не възникват проблеми със заваряването. На практика краищата на заготовките винаги са окислени, а повърхността на горещо рязане често е замърсена с остатъци от смазка и окислен метал от остриетата на горещи ножици. В резултат на това напречната заварка обикновено винаги е "дефектна" и се изрязва по време на последващото студено рязане на профилите до нарязани дължини.
При кухите профили този дефект се влошава от факта, че замърсеният метал може да проникне на значителна дължина в надлъжните шевове. Този дефект обикновено се вижда под формата на ивици с различни нюанси, особено след алкално ецване преди анодиране:
- longitudinal weld - надлъжна заварка.
Металургични дефекти
- ивици - ивици;
- неравномерен външен вид - петна с различни нюанси: тъмни и светли, матови и лъскави и др.
Лентата е дефект под формата на ивици с различни нюанси на цвят или мъгла върху анодизирани профили. Основната причина за ивицата еразлики в микроструктурата между различните "ивици" на профила.
Тъмни грапави петна (сиви или черни) могат да бъдат на редовни интервали по протежение на профила. Те се причиняват от отделянето на големи частици магнезиев силицид при различни скорости на охлаждане на съседни секции на профила, например при спиране на горещ профил на ролков конвейер. Тези дефекти се наричат:
Друг металургичен дефект е:
Дефектът „блестящ“ е едрозърнеста повърхностна структура, видима с просто око.
Параметри на пресата
Ако температурата или скоростта на изхода на матрицата е твърде висока, тогава по ръбовете на профилите започват да се образуват пукнатини, които след това се разпространяват по цялата повърхност. Този дефект се нарича:
Този дефект се нарича още "напукване на ела" и "напукване на скоростта".
Прекомерната скорост на пресоване или температура води до състояние на метала с ниска механична якост и тенденция към напукване на метала вместо пластична деформация. Това явление се нарича "горещо недостиг" или "U-образно напукване".
Дефекти при прехвърляне на профили по пресовата линия
На повърхността на профила, особено масивен, може да се появи:
- графитни линии (carbon marks, runout marks) - графитни ивици.
Графитните ивици се получават поради триене на горещия профил върху графитни блокове или графитни ролки на изходната (получаваща) маса на пресата.
При необичайно спиране на пресата се образува дефект върху профилите:
- die stop marks - кръстосани знаци на матрицата при спиране на пресата.
При редовни спирания на пресата този дефект се намира в началото на напречната заварка.
При рязка промяна в параметрите на пресоване възниква дефект:
- snap mark - следа под формата на лента наоколоцелия периметър на профила. На български може да се нарече "обиколка".
Когато се пресоват върху многоточкови матрици, съседни пресовани изделия („екструдати“) могат да се търкат един в друг и да се образуват
- следи от горещо протриване - горещи следи.
При прехвърляне на профили по линията на пресоване към габаритния трион (вижте фигурата по-долу), могат да възникнат следните дефекти:
- драскотини - драскотини;
- вдлъбнатини - вдлъбнатини.
Общото наименование за дефект на повърхността на профила, когато качеството му е по-ниско от определеното в индустриалните стандарти:
- грапава повърхност - грапава повърхност.
Дефекти при термична обработка
Нарушенията на параметрите на термичната обработка на профилите (температура на профила на изхода на матрицата, скорост на охлаждане на профила, температура и продължителност на излагане в пещта за стареене) могат да доведат до дефект в профилите:
- ниска твърдост - ниска твърдост (ниска якост).
В пещта за стареене дефекти като напр
- вдлъбнатини или следи от уплътнения.
Тъмни петна по профилите след пещта за стареене се появяват, ако се използват уплътнения, които не са защитени с топлоустойчив материал като кевлар. Върху долните редове профили в кошницата могат да се появят вдлъбнатини от тежестта на горните профили, ако дистанционните елементи просто лежат между редовете профили, вместо да лежат отстрани на кошницата.
Моля, изпращайте коментари, възражения и предложения относно дефекти в алуминиевите профили на [email protected].
