ข้อบกพร่องพื้นผิวหลักของวัสดุอัดรีดโลหะผสมอลูมิเนียมและวิธีการกำจัด

โปรไฟล์โลหะผสมอลูมิเนียมมีหลากหลายรูปแบบและคุณสมบัติ กระบวนการผลิตที่หลากหลาย เทคโนโลยีที่ซับซ้อน และข้อกำหนดที่เข้มงวด ข้อบกพร่องต่างๆ ย่อมเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในกระบวนการผลิตทั้งหมด ตั้งแต่การหล่อ การอัดรีด การอบชุบ การตกแต่งผิว การจัดเก็บ การขนส่ง และบรรจุภัณฑ์

สาเหตุและวิธีการกำจัดข้อบกพร่องบนพื้นผิว:

1. การแบ่งชั้น

สาเหตุ:

สาเหตุหลักคือพื้นผิวของแท่งโลหะมีคราบน้ำมันและฝุ่น หรือส่วนหน้าของกระบอกอัดขึ้นรูปสึกหรอมาก ทำให้เกิดการสะสมของโลหะสกปรกรอบ ๆ บริเวณยืดหยุ่นของส่วนหน้า เกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวเลื่อนของบริเวณยืดหยุ่นถูกม้วนเข้ากับขอบของผลิตภัณฑ์ในระหว่างการอัดขึ้นรูป มักพบที่ปลายหางของผลิตภัณฑ์ ในกรณีที่รุนแรง อาจพบที่ปลายตรงกลางหรือแม้แต่ด้านหน้าของผลิตภัณฑ์ก็ได้ นอกจากนี้ยังมีการจัดเรียงรูแม่พิมพ์ที่ไม่ถูกต้อง เช่น อยู่ใกล้กับผนังด้านในของกระบอกอัดขึ้นรูปมากเกินไป การสึกหรอหรือการเสียรูปมากเกินไปของกระบอกอัดขึ้นรูปและแผ่นอัดขึ้นรูป เป็นต้น ซึ่งอาจทำให้เกิดการทับซ้อนของชั้นโลหะได้

วิธีการกำจัด:

1) ปรับปรุงความสะอาดของพื้นผิวแท่งโลหะ

2) ลดความหยาบของพื้นผิวของกระบอกอัดและแม่พิมพ์ และรีบเปลี่ยนกระบอกอัดและแผ่นอัดที่สึกหรออย่างรุนแรงและอยู่นอกค่าความคลาดเคลื่อน

3) ปรับปรุงการออกแบบแม่พิมพ์และทำให้ตำแหน่งรูแม่พิมพ์อยู่ห่างจากขอบของกระบอกสูบการอัดให้มากที่สุด

4) ลดความแตกต่างระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่นอัดและเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของกระบอกสูบอัด และลดปริมาณโลหะสกปรกที่เหลืออยู่ในซับของกระบอกสูบอัด

5) รักษาซับในของกระบอกสูบการอัดให้คงสภาพเดิม หรือใช้ปะเก็นเพื่อทำความสะอาดซับในในเวลาที่เหมาะสม

6) หลังจากตัดวัสดุที่เหลือแล้ว ควรทำความสะอาดและไม่ควรให้มีน้ำมันหล่อลื่น

2. ฟองอากาศหรือการลอก

สาเหตุ:

สาเหตุคือโครงสร้างภายในของแท่งโลหะมีข้อบกพร่อง เช่น ความหลวม รูพรุน และรอยแตกร้าวภายใน หรือความเร็วในการอัดขึ้นรูปเร็วเกินไปในระหว่างขั้นตอนการเติม และการระบายอากาศไม่ดี ทำให้มีการดูดอากาศเข้าไปในผลิตภัณฑ์โลหะ

สาเหตุการผลิตที่ทำให้เกิดฟองอากาศหรือลอก ได้แก่:

1) กระบอกสูบและแผ่นอัดสึกหรอและไม่เป็นไปตามค่าความคลาดเคลื่อน

2) กระบอกสูบและแผ่นอัดมีความสกปรกและเปื้อนน้ำมัน ความชื้น กราไฟท์ ฯลฯ มากเกินไป

3) มีร่องขุดลึกมากเกินไปบนพื้นผิวของแท่งโลหะ หรือมีรูพรุน ตุ่มพอง เนื้อเยื่อหลวม และคราบน้ำมันบนพื้นผิวของแท่งโลหะ ปริมาณไฮโดรเจนในแท่งโลหะสูงขึ้น

4) เมื่อเปลี่ยนโลหะผสมไม่ได้ทำความสะอาดถัง

5) อุณหภูมิของกระบอกสูบและแท่งอัดสูงเกินไป

6) ขนาดแท่งเกินค่าเบี่ยงเบนเชิงลบที่อนุญาต

7) แท่งโลหะยาวเกินไป เติมเร็วเกินไป และอุณหภูมิของแท่งโลหะไม่สม่ำเสมอ

8) การออกแบบรูแม่พิมพ์ไม่เหมาะสม หรือตัดวัสดุที่เหลือไม่ถูกต้อง

วิธีการกำจัด:

1) ปรับปรุงระดับการกลั่น การกำจัดก๊าซ และการหล่อเพื่อป้องกันข้อบกพร่อง เช่น รูพรุน ความหลวม รอยแตก และข้อบกพร่องอื่นๆ ในแท่งโลหะ

2) ออกแบบขนาดที่เหมาะสมของกระบอกสูบอัดและแผ่นอัดให้เหมาะสม ตรวจสอบขนาดของเครื่องมือบ่อยๆ เพื่อให้แน่ใจว่าตรงตามข้อกำหนด

3) แผ่นรีดขึ้นรูปไม่สามารถอยู่นอกค่าความคลาดเคลื่อนได้

4) เมื่อเปลี่ยนโลหะผสม ควรทำความสะอาดกระบอกสูบให้สะอาด

5) ลดความเร็วของขั้นตอนการอัดและการบรรจุ

6) รักษาพื้นผิวของเครื่องมือและแท่งโลหะให้สะอาด เรียบ และแห้ง เพื่อลดการหล่อลื่นของแผ่นรีดและแม่พิมพ์

7) การทำงานที่เข้มงวด การตัดวัสดุที่เหลืออย่างถูกต้อง และการระบายอากาศที่สมบูรณ์

8) วิธีการให้ความร้อนแบบไล่ระดับของแท่งโลหะ (Ingot gradient) ถูกใช้เพื่อทำให้อุณหภูมิหัวแท่งโลหะสูงขึ้นและอุณหภูมิท้ายแท่งโลหะต่ำลง เมื่อเติม หัวแท่งโลหะจะเสียรูปก่อน และก๊าซในกระบอกสูบจะค่อยๆ ระบายออกผ่านช่องว่างระหว่างแผ่นรองรับและผนังกระบอกสูบอัดขึ้นรูป

9) ตรวจสอบอุปกรณ์และเครื่องมือบ่อยๆ เพื่อป้องกันอุณหภูมิที่มากเกินไปและความเร็วที่มากเกินไป

10) ออกแบบและผลิตเครื่องมือและแม่พิมพ์อย่างเหมาะสม และออกแบบรูไกด์และรูเบี่ยงที่มีความลาดเอียงภายใน 1° ถึง 3°

3. รอยแตกจากการอัดรีด

สาเหตุ:

การเกิดรอยแตกร้าวเกี่ยวข้องกับความเค้นและการไหลของโลหะในระหว่างกระบวนการอัดรีด ยกตัวอย่างเช่น รอยแตกร้าวที่ผิวชิ้นงาน ข้อจำกัดของรูปทรงแม่พิมพ์และผลของแรงเสียดทานสัมผัสเป็นอุปสรรคต่อการไหลของพื้นผิวชิ้นงานเปล่า ความเร็วการไหลที่จุดศูนย์กลางของผลิตภัณฑ์สูงกว่าความเร็วการไหลของโลหะด้านนอก ทำให้โลหะด้านนอกต้องรับแรงดึงเพิ่มเติม และศูนย์กลางต้องรับแรงอัดเพิ่มเติม การเกิดความเค้นเพิ่มเติมจะเปลี่ยนสถานะความเค้นพื้นฐานในบริเวณที่เกิดการเสียรูป ส่งผลให้ความเค้นทำงานตามแนวแกนของชั้นผิว (การซ้อนทับของความเค้นพื้นฐานและความเค้นเพิ่มเติม) อาจกลายเป็นความเค้นดึง เมื่อความเค้นดึงนี้ถึงขีดจำกัดความแข็งแรงแตกหักที่แท้จริงของโลหะ จะเกิดรอยแตกร้าวที่ขยายตัวเข้าด้านในบนพื้นผิว รูปร่างของรอยแตกร้าวจะสัมพันธ์กับความเร็วของโลหะที่เคลื่อนผ่านบริเวณที่เกิดการเสียรูป

วิธีการกำจัด:

1) ให้แน่ใจว่าองค์ประกอบของโลหะผสมเป็นไปตามข้อกำหนดที่ระบุ ปรับปรุงคุณภาพของแท่งโลหะ ลดปริมาณสิ่งเจือปนในแท่งโลหะที่ทำให้พลาสติกมีค่าลดลง และลดปริมาณโซเดียมในโลหะผสมแมกนีเซียมสูง

2) ปฏิบัติตามข้อกำหนดการให้ความร้อนและการอัดรีดต่างๆ อย่างเคร่งครัด และควบคุมอุณหภูมิและความเร็วในการอัดรีดอย่างเหมาะสมตามวัสดุและคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์

3) ปรับปรุงการออกแบบแม่พิมพ์ เพิ่มความยาวของสายพานปรับขนาดแม่พิมพ์ และเพิ่มรัศมีมุมตัดของแม่พิมพ์ให้เหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การออกแบบสะพานแม่พิมพ์ ห้องบัดกรี และรัศมีมุมต้องมีความเหมาะสม

4) ปรับปรุงประสิทธิภาพของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของแท่งโลหะและปรับปรุงความเป็นพลาสติกและความสม่ำเสมอของโลหะผสม

5) เมื่อเงื่อนไขเอื้ออำนวย ให้ใช้วิธีการต่างๆ เช่น การอัดรีดแบบหล่อลื่น การอัดรีดแบบกรวย หรือการอัดรีดแบบย้อนกลับ เพื่อลดการเสียรูปที่ไม่สม่ำเสมอ

6) ตรวจสอบเครื่องมือและอุปกรณ์เป็นประจำเพื่อให้แน่ใจว่าทำงานได้ปกติ

4. เปลือกส้ม

สาเหตุ:

สาเหตุหลักคือโครงสร้างภายในของผลิตภัณฑ์มีเกรนหยาบ โดยทั่วไป ยิ่งเกรนหยาบมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งมองเห็นได้ชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการยืดตัวมีขนาดใหญ่ ข้อบกพร่องของเปลือกส้มประเภทนี้จึงมีโอกาสเกิดขึ้นได้สูง

วิธีการป้องกัน:

เพื่อป้องกันการเกิดข้อบกพร่องของเปลือกส้ม สิ่งสำคัญคือการเลือกอุณหภูมิและความเร็วในการอัดรีดที่เหมาะสม รวมถึงการควบคุมการยืดตัว ปรับปรุงโครงสร้างภายในของแท่งโลหะและป้องกันการเกิดเกรนหยาบ

5. จุดด่างดำ

สาเหตุ:

สาเหตุหลักคืออัตราการเย็นตัวที่จุดสัมผัสระหว่างส่วนผนังหนาของโปรไฟล์กับแผ่นทนความร้อน (หรือแผ่นกราไฟต์) น้อยกว่ามาก และความเข้มข้นของสารละลายของแข็งน้อยกว่าส่วนอื่นๆ อย่างเห็นได้ชัด ดังนั้น โครงสร้างภายในจึงแตกต่างกันและลักษณะที่ปรากฏจึงมีสีเข้ม

วิธีการกำจัด:

วิธีการหลักคือการเสริมความแข็งแกร่งให้กับการระบายความร้อนของโต๊ะระบายและไม่หยุดอยู่เพียงที่เดียวเมื่อถึงโต๊ะเลื่อนและเตียงทำความเย็น เพื่อให้ผลิตภัณฑ์สามารถสัมผัสกับสักหลาดทนความร้อนได้ในตำแหน่งต่างๆ เพื่อปรับปรุงสภาพการระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ

6. ลายกระดาษทิชชู่

สาเหตุ:

เนื่องจากโครงสร้างและองค์ประกอบของชิ้นส่วนที่อัดขึ้นรูปมีความไม่สม่ำเสมอ จึงเกิดเส้นคล้ายแถบในทิศทางการอัดขึ้นรูปบนผลิตภัณฑ์ โดยทั่วไปมักพบในบริเวณที่ความหนาของผนังเปลี่ยนแปลง ซึ่งสามารถระบุได้โดยการกัดกร่อนหรือการชุบผิวด้วยไฟฟ้า เมื่ออุณหภูมิการกัดกร่อนเปลี่ยนแปลง บางครั้งแถบอาจหายไปหรือมีการเปลี่ยนแปลงความกว้างและรูปร่าง สาเหตุเกิดจากโครงสร้างมหภาคหรือจุลภาคของแท่งโลหะที่ไม่สม่ำเสมอ การทำให้แท่งโลหะเป็นเนื้อเดียวกันไม่เพียงพอ หรือระบบทำความร้อนที่ไม่ถูกต้องสำหรับกระบวนการอัดขึ้นรูปผลิตภัณฑ์

วิธีการกำจัด:

1) ควรทำให้แท่งโลหะละเอียดเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้แท่งโลหะที่มีเนื้อหยาบ

2) ปรับปรุงแม่พิมพ์ เลือกรูปร่างของช่องนำทางที่เหมาะสม และตัดแต่งช่องนำทางหรือสายพานปรับขนาดแม่พิมพ์

7. แนวเชื่อมตามยาว

สาเหตุ:

สาเหตุหลักเกิดจากความแตกต่างของโครงสร้างระหว่างส่วนที่เชื่อมของโลหะที่ไหลผ่านและส่วนอื่นๆ ของโลหะในแม่พิมพ์อัดรีด หรืออาจเกิดจากปริมาณอะลูมิเนียมที่จ่ายเข้าไปในโพรงเชื่อมแม่พิมพ์ไม่เพียงพอระหว่างการอัดรีด

วิธีการกำจัด:

1) ปรับปรุงการออกแบบโครงสร้างสะพานและโพรงเชื่อมของแม่พิมพ์แบบแยกส่วน เช่น การปรับอัตราส่วนการแยกส่วน อัตราส่วนพื้นที่รูแยกต่อพื้นที่ผลิตภัณฑ์ที่อัดขึ้นรูป และความลึกของโพรงเชื่อม

2) เพื่อให้แน่ใจว่ามีอัตราการอัดรีดที่แน่นอน ควรใส่ใจความสมดุลระหว่างอุณหภูมิการอัดรีดและความเร็วในการอัดรีด

3) ห้ามใช้โซ่หล่อที่มีคราบน้ำมันบนพื้นผิว เพื่อหลีกเลี่ยงการผสมสารหล่อลื่นและสิ่งแปลกปลอมเข้าไปในรอยเชื่อม

4) ห้ามทาน้ำมันบนกระบอกสูบและแผ่นอัด และควรรักษาให้สะอาด

5) เพิ่มความยาวของวัสดุที่เหลือให้เหมาะสม

8. เส้นเชื่อมแนวนอนหรือเครื่องหมายหยุด

สาเหตุ:

สาเหตุหลักคือในระหว่างการอัดขึ้นรูปอย่างต่อเนื่อง โลหะในแม่พิมพ์จะเชื่อมกับโลหะส่วนหน้าของแท่งโลหะที่เพิ่งเพิ่มเข้ามาได้ไม่ดีนัก

วิธีการกำจัด:

1) ลับใบมีดของกรรไกรที่ใช้ตัดวัสดุที่เหลือและทำให้ตรง

2) ทำความสะอาดพื้นผิวปลายของแท่งโลหะเพื่อป้องกันไม่ให้มีน้ำมันหล่อลื่นและสิ่งแปลกปลอมผสมเข้าไป

3) เพิ่มอุณหภูมิการอัดให้เหมาะสมและอัดอย่างช้าๆ และสม่ำเสมอ

4) ออกแบบและเลือกแม่พิมพ์เครื่องมือ วัสดุแม่พิมพ์ การประสานขนาด ความแข็งแรงและความแข็งอย่างเหมาะสม

9. รอยขีดข่วน รอยขีดข่วน

สาเหตุ:

สาเหตุหลักคือเมื่อเคลื่อนย้ายผลิตภัณฑ์ในแนวนอนจากโต๊ะเลื่อนไปยังโต๊ะเลื่อยผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป วัตถุแข็งๆ จะยื่นออกมาจากแท่นทำความเย็นและขูดขีดผลิตภัณฑ์ ซึ่งอาจเกิดขึ้นระหว่างการโหลดและการขนส่ง

วิธีการกำจัด:

1) สายพานปรับขนาดแม่พิมพ์ควรจะเรียบและสะอาด และเครื่องมือที่ว่างเปล่าในแม่พิมพ์ก็ควรจะเรียบเช่นกัน

2) ตรวจสอบอย่างละเอียดเมื่อติดตั้งแม่พิมพ์ เพื่อหลีกเลี่ยงการใช้แม่พิมพ์ที่มีรอยแตกเล็กๆ ควรใส่ใจกับรัศมีของร่องแม่พิมพ์เมื่อออกแบบแม่พิมพ์

3) ตรวจสอบและขัดสายพานแม่พิมพ์ทันที ความแข็งของแม่พิมพ์ควรสม่ำเสมอ

4) ตรวจสอบแท่นทำความเย็นและโต๊ะเก็บผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปเป็นประจำ ควรมีความเรียบเพื่อป้องกันส่วนที่ยื่นออกมาแข็งๆ ไม่ให้ขูดขีดผลิตภัณฑ์ สามารถหล่อลื่นเส้นทางนำผลิตภัณฑ์ได้อย่างเหมาะสม

5) เมื่อทำการโหลด ควรวางสเปเซอร์ที่อ่อนกว่าผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป และควรเคลื่อนย้ายและยกอย่างราบรื่นและระมัดระวัง

10. การกดโลหะ

สาเหตุ:

สาเหตุหลักคือตะกรันอะลูมินาที่เกิดขึ้น ณ ตำแหน่งใบมีดเปล่าของแม่พิมพ์จะเกาะติดกับผลิตภัณฑ์ที่อัดขึ้นรูปและไหลเข้าสู่โต๊ะจ่ายวัสดุหรือโต๊ะเลื่อนออก และถูกกดลงบนพื้นผิวของวัสดุที่อัดขึ้นรูปโดยลูกกลิ้ง ในระหว่างการชุบอโนไดซ์ จะไม่มีฟิล์มออกไซด์ รอยบุ๋ม หรือหลุมเกิดขึ้นตรงบริเวณที่กดโลหะ

วิธีการกำจัด:

1) รีดเข็มขัดปรับขนาดให้เรียบและลดความยาวของเข็มขัดปรับขนาดให้สั้นลง

2) ปรับมีดเปล่าของสายพานปรับขนาด

3) เปลี่ยนเค้าโครงของรูแม่พิมพ์และพยายามหลีกเลี่ยงการวางพื้นผิวเรียบของผลิตภัณฑ์ไว้ใต้ลูกกลิ้งและสัมผัสกับลูกกลิ้งเพื่อป้องกันไม่ให้ตะกรันอะลูมินาถูกกดเข้าไป

4) ทำความสะอาดพื้นผิวและปลายของแท่งโลหะ และหลีกเลี่ยงเศษโลหะในน้ำมันหล่อลื่น

11. ข้อบกพร่องพื้นผิวอื่นๆ

สาเหตุ:

1) ในระหว่างกระบวนการหลอมและการหล่อ องค์ประกอบทางเคมีจะไม่สม่ำเสมอ โดยมีการรวมตัวของโลหะ รูพรุน และการรวมตัวที่ไม่ใช่โลหะ โครงสร้างภายในของฟิล์มออกไซด์หรือโลหะจะไม่สม่ำเสมอ

2) ในระหว่างกระบวนการอัดรีด อุณหภูมิและการเสียรูปจะไม่สม่ำเสมอ ความเร็วในการอัดรีดเร็วเกินไป การระบายความร้อนไม่สม่ำเสมอ และโครงสร้างก็ไม่สม่ำเสมอเมื่อสัมผัสกับกราไฟต์และน้ำมัน

3) การออกแบบแม่พิมพ์ไม่เหมาะสม การเปลี่ยนผ่านระหว่างมุมคมของแม่พิมพ์ไม่ราบรื่น ใบมีดเปล่ามีขนาดเล็กเกินไป ทำให้โลหะเป็นรอย แม่พิมพ์ผ่านกระบวนการได้ไม่ดี มีเสี้ยนและไม่เรียบ การชุบไนไตรด์ไม่ดี ความแข็งของพื้นผิวไม่สม่ำเสมอ และสายพานทำงานไม่เรียบ

4) ในระหว่างกระบวนการบำบัดพื้นผิว ความเข้มข้นของของเหลวในอ่าง อุณหภูมิ และความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าไม่สมเหตุสมผล และกระบวนการบำบัดการกัดกร่อนของกรดหรือด่างก็ไม่เหมาะสม

วิธีการกำจัด:

1) ควบคุมองค์ประกอบทางเคมี ปรับปรุงกระบวนการหล่อ เสริมการฟอก การทำให้ละเอียดขึ้น และการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน

2) กระบวนการทำให้แท่งโลหะเป็นเนื้อเดียวกันต้องอาศัยการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว

3) ควบคุมอุณหภูมิและความเร็วของการอัดอย่างเหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเสียรูปสม่ำเสมอ และใช้ความยาวแท่งที่เหมาะสม

4) ปรับปรุงการออกแบบและวิธีการผลิตแม่พิมพ์ เพิ่มความแข็งของสายพานทำงานแม่พิมพ์ และลดความหยาบของพื้นผิว

5) เพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการไนไตรดิ้ง

6) ควบคุมกระบวนการบำบัดพื้นผิวอย่างเคร่งครัดเพื่อป้องกันความเสียหายรองหรือมลภาวะต่อพื้นผิวระหว่างการกัดกร่อนของกรดหรือด่าง

แก้ไขโดย May Jiang จาก MAT Aluminum