アルミニウム合金プロファイルには多様な種類と仕様があり、製造工程も多く、技術も複雑で、要求も高いです。鋳造、押出、熱処理、仕上げ、表面処理、保管、輸送、梱包といった製造工程全体を通して、様々な欠陥が避けられません。
表面欠陥の原因と除去方法：
1. 重ね着
原因：
主な原因は、インゴットの表面に油や埃が付着しているか、押出バレル先端の作動部が大きく摩耗しているため、先端弾性帯周辺に汚れた金属が蓄積することです。これは、押出成形時に弾性帯の摺動面が製品の外周に巻き込まれることで形成されます。通常は製品の後端に現れますが、ひどい場合は製品の中間部や先端部に現れることもあります。また、ダイス穴の配置が不適切であったり、押出バレルの内壁に近すぎたり、押出バレルや押出パッドが過度に摩耗したり変形したりすることも、層状化の原因となる可能性があります。
消去法:
1) インゴット表面の清浄度を向上させる。
2) 押出シリンダーと金型の表面粗さを低減し、摩耗が激しく許容範囲外になった押出シリンダーと押出パッドは速やかに交換します。
3) 金型設計を改良し、ダイ穴の位置を押出シリンダーの端からできるだけ遠ざけます。
4) 押し出しパッドの直径と押し出しシリンダーの内径の差を小さくし、押し出しシリンダーのライニングに残留する汚れた金属を減らします。
5) 押し出しシリンダーのライニングをそのままの状態で保つか、ガスケットを使用して適時にライニングを清掃します。
6) 残りの材料を切断した後は洗浄し、潤滑油を塗布しないでください。
2. 気泡や剥がれ
原因：
原因は、インゴットの内部構造に緩み、気孔、内部亀裂などの欠陥があったり、充填段階で押し出し速度が速すぎて排気が悪く、金属製品に空気が吸い込まれたりすることです。
気泡や剥がれが発生する製造上の理由としては、次のようなものが挙げられます。
1) 押し出しシリンダーと押し出しパッドが摩耗して許容範囲外になっています。
2) 押し出しシリンダーと押し出しパッドが汚れていて、油、湿気、グラファイトなどで汚れている。
3) インゴット表面に深すぎるシャベル溝がある、またはインゴット表面に気孔、膨れ、遊離組織、油染みがある。インゴットの水素含有量が高い。
4) 合金を交換する際にバレルを洗浄しなかった。
5) 押出シリンダーと押出インゴットの温度が高すぎる。
6) インゴットのサイズが許容されるマイナス偏差を超える。
7) インゴットが長すぎる、充填が速すぎる、インゴットの温度が不均一である。
8) ダイス穴の設計が不適切、または残材の切断が不適切。
消去法:
1) 精錬、脱ガス、鋳造のレベルを向上させて、インゴットの気孔、緩み、割れなどの欠陥を防止する。
2) 押し出しシリンダーと押し出しパッドの寸法を適切に設計し、ツールのサイズを頻繁にチェックして、要件を満たしていることを確認します。
3) 押し出しパッドは許容範囲外にならない。
4) 合金を交換するときは、シリンダーを徹底的に洗浄する必要があります。
5) 押し出しおよび充填段階の速度を遅くします。
6) 押し出しパッドと金型の潤滑を減らすために、ツールとインゴットの表面を清潔で滑らかで乾燥した状態に保ちます。
7) 厳格な操作、残留物の正確な切断、完全な排気。
8）インゴット傾斜加熱方式を採用し、インゴットの頭部温度を高く、後部温度を低く保ちます。充填時には、まず頭部が変形し、シリンダー内のガスがパッドと押出シリンダー壁の隙間から徐々に排出されます。
9)過度の温度上昇や過度の速度上昇を防ぐため、機器や計器を頻繁に点検する。
10) 工具と金型を合理的に設計・製作し、ガイド穴と分岐穴を1°～3°の内傾斜で設計します。
3. 押し出し割れ
原因：
クラックの発生は、押出成形工程における金属の応力と流動に関係しています。表面周期クラックを例に挙げると、金型形状の制約と接触摩擦の影響により、ブランク表面の流動が阻害されます。製品中心部の流速は外側の金属の流速よりも速いため、外側の金属は追加の引張応力を受け、中心部は追加の圧縮応力を受けます。追加応力の発生により、変形領域の基本応力状態が変化し、表層の軸方向の加工応力（基本応力と追加応力の重ね合わせ）が引張応力になる可能性があります。この引張応力が金属の実際の破壊強度限界に達すると、表面に内側に広がるクラックが発生します。その形状は、変形領域を通過する金属の速度に関係しています。
消去法:
1) 合金の組成が規定の要件を満たしていることを確認し、インゴットの品質を向上させ、可塑性の低下を引き起こすインゴット内の不純物含有量を最小限に抑え、高マグネシウム合金中のナトリウム含有量を最小限に抑えます。
2) 各種加熱・押出仕様を厳格に実施し、製品の材質や特性に応じて押出温度と速度を合理的に制御します。
3）金型設計を改善し、金型サイジングベルトの長さを適切に増やし、断面コーナーのフィレット半径を適切に大きくします。特に、金型ブリッジ、はんだ付けステーションチャンバー、コーナー半径の設計は合理的でなければなりません。
4) インゴットの均質化効果を高め、合金の可塑性と均一性を向上させます。
5) 条件が許せば、潤滑押し出し、コーンダイ押し出し、逆押し出しなどの方法を使用して、不均一な変形を軽減します。
6) 機器や装置が正常に動作していることを確認するために定期的に検査します。
4. オレンジの皮
原因：
主な原因は、製品の内部構造が粗い結晶構造をしていることです。一般的に、結晶が粗いほど、結晶構造が目立ちます。特に伸びが大きい場合、このようなオレンジピールのような欠陥が発生しやすくなります。
予防方法：
オレンジピール欠陥の発生を防ぐには、適切な押出温度と押出速度を選択し、伸びを制御することが重要です。インゴットの内部構造を改善し、粗大粒の発生を防ぎます。
5. シミ
原因：
主な原因は、プロファイルの厚肉部と耐熱フェルト（またはグラファイトストリップ）との接触部における冷却速度が他の部分と比べて著しく小さく、固溶濃度が著しく低いことです。そのため、内部構造が異なり、外観が暗色を呈します。
消去法:
主な方法は、排出台の冷却を強化し、スライド台と冷却ベッドに到達するときに1か所で停止しないようにすることで、製品がさまざまな位置で耐熱フェルトに接触できるようにし、冷却状態の不均一性を改善することです。
6. ティッシュストライプ
原因：
押出成形品の構造や組成が不均一なため、製品には押出方向に帯状の線が現れます。これは通常、肉厚が変化する部分に現れます。これは腐食または陽極酸化処理によって確認できます。腐食温度を変化させると、帯状の線が消えたり、幅や形状が変化する場合があります。原因は、インゴットのマクロまたはミクロ構造の不均一性、インゴットの均質化が不十分であること、または押出成形品の加工における加熱システムが不適切であることなどです。
消去法:
1) 粗粒のインゴットの使用を避けるために、インゴットを精製する必要があります。
2) 金型を改良し、ガイドキャビティの適切な形状を選択し、ガイドキャビティまたは金型サイジングベルトをトリムします。
7. 縦方向溶接ライン
原因：
これは主に、押出ダイス内の溶着部とその他の金属部の構造的な差異によって引き起こされます。あるいは、押出成形中に金型の溶接キャビティへのアルミニウム供給が不十分なことが原因となる場合もあります。
消去法:
1) 分割型複合金型のブリッジ構造と溶接キャビティの設計を改善します。例えば、分割比（分割穴面積と押出製品面積の比）と溶接キャビティ深さを調整します。
2) 一定の押出比を確保するには、押出温度と押出速度のバランスに注意してください。
3) 溶接接合部に潤滑剤や異物が混入するのを防ぐため、表面に油汚れが付着した鋳造チェーンは使用しないでください。
4) 押し出しシリンダーと押し出しパッドに油を塗らず、清潔に保ってください。
5) 残りの材料の長さを適切に増やします。
8. 水平溶接線またはストップマーク
原因：
主な原因は、連続押し出し中に、金型内の金属が新しく追加されたビレットの前端の金属に十分に溶接されていないことです。
消去法:
1) 残った材料を切るのに使ったハサミの刃を研ぎ、まっすぐにします。
2) ビレット端面を清掃し、潤滑油や異物の混入を防ぎます。
3) 押出温度を適切に上げて、ゆっくりと均一に押し出します。
4) 金型、金型材料、サイズ調整、強度、硬度などを合理的に設計・選択します。
9. 傷、傷
原因：
主な原因は、製品をスライドテーブルから完成品切断テーブルへ水平に搬送する際に、冷却ベッドから硬い物体が突出し、製品に傷をつけることです。これらの損傷の一部は、積載時および搬送時に発生します。
消去法:
1) 金型サイジングベルトは滑らかで清潔である必要があり、金型空ツールも滑らかである必要があります。
2) 金型を組む際には、小さなひび割れのある金型の使用を避けるよう、十分に確認してください。金型を設計する際は、フィレット半径に注意してください。
3) 金型作業ベルトを速やかに点検し、研磨してください。金型の硬度は均一である必要があります。
4) 冷却ベッドと完成品保管テーブルを頻繁に点検してください。硬い突起物が製品を傷つけないように、滑らかに保ってください。ガイドパスは適切に潤滑してください。
5) 積載時は完成品より柔らかいスペーサーを入れ、運搬・吊り上げをスムーズかつ慎重に行う。
10. 金属プレス
原因：
主な理由は、金型の空刃位置で発生したアルミナスラグが押出製品に付着し、排出テーブルまたはスライドアウトテーブルに流れ込み、ローラーによって押出材料の表面に押し付けられることです。陽極酸化処理では、金属が押し付けられた部分に酸化膜や凹み、ピットは形成されません。
消去法:
1) サイジングベルトを滑らかにし、サイジングベルトの長さを短くします。
2) サイジングベルトの空のナイフを調整します。
3) ダイ穴のレイアウトを変更し、製品の平らな面がローラーの下に置かれたり接触したりしないようにして、アルミナスラグが押し込まれるのを防ぎます。
4) インゴットの表面と端をきれいにし、潤滑油に金属の削りくずが入らないようにします。
11.その他の表面欠陥
原因：
1) 溶解・鋳造工程において、化学組成が不均一となり、金属介在物、気孔、非金属介在物が発生し、酸化膜や金属の内部構造が不均一になります。
2) 押し出し工程において、温度と変形が不均一で、押し出し速度が速すぎて冷却が不均一であり、グラファイトと油との接触構造が不均一である。
3）金型設計が不合理で、金型の鋭角部間の移行がスムーズではありません。空刃が小さすぎて金属に傷をつけ、金型の加工精度が悪く、バリが発生し、表面が滑らかではありません。窒化処理も不十分です。表面硬度が不均一で、作業ベルトも滑らかではありません。
4）表面処理工程において、浴液濃度、温度、電流密度が不適切であり、酸腐食またはアルカリ腐食処理工程が不適切である。
消去法:
1) 化学組成を制御し、鋳造プロセスを最適化し、精製、精製および均質化を強化します。
2) インゴットの均質化プロセスには急速な冷却が必要です。
3) 均一な変形を確保するために押し出し温度と速度を適切に制御し、適切なインゴット長さを使用します。
4）金型の設計と製造方法を改善し、金型加工ベルトの硬度を高め、表面粗さを低減します。
5) 窒化プロセスを最適化します。
6) 酸腐食やアルカリ腐食による表面の二次損傷や汚染を防止するため、表面処理工程を厳密に管理します。
MAT AluminumのMay Jiangによる編集
投稿日時: 2024年8月28日
