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铝合金冷轧板带材的缺陷分析
班级：成型1002姓名：林晶晶学号：3100704030
摘要：分析了铝合金挤压制品常见缺陷产生原因,以便得到相应的预防措施。这些措施可确保铝挤压制品，有显著经济效益。
关键词：铝合金；挤压制品；缺陷分析
1引言
铝合金
铝合金是以铝为基的合金总称。主要合金元素包括：铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素包括：镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金的密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，在工业上使用广泛，其使用量仅次于钢。
板带材的工艺缺陷
板带材的轧制过程中，由于连铸钢坯、轧制设备和轧制工艺等原因，易在板带材表面出现裂纹、氧化皮、结疤、辊印、刮伤、孔洞、针眼、鳞片、表皮分层和麻点等缺陷，不仅影响产品外观，而且降低了产品的抗腐蚀性、抗磨性和疲劳极限等使用性能。如果要提高板带材的表面质量，首先必须解决板带材表面质量的检测和分类问题，继而分析相应缺陷产生的原因，最终提出消除缺陷的解决方案。
所以我们要对板带材表面各种缺陷进行有效地检测，及时报告缺陷的大小、位置、范围、严重程度，将结果传送给后续工艺进行参考，并采取措施，以降低废品率，从而带来显著的经济效益。
冷轧
冷轧的优点：（1）成型速度快、产量高，且不损伤涂层，可以做成多种多样的截面形式，以适应使用条件的需要；（2）冷轧可以使钢材产生很大的塑性变形，从而提高了钢材的屈服点。
冷轧的缺点：（1）虽然成型过程中没有经过热态塑性压缩，但截面内仍然存在残余应力，对钢材整体和局部屈曲的特性必然产生影响；（2）冷轧型钢样式一般为开口截面，使得截面的自由扭转刚度较低。在受弯时容易出现扭转，受压时容易出现弯扭屈曲，抗扭性能较差；（3）冷轧成型钢壁厚较小，在板件衔接的转角处又没有加厚，承受局部性的集中荷载的能力弱。
铝及铝合金板带材表面的铝粉缺陷分析
铝粉缺陷产生的机理
稳定轧制过程中,变形区内的金属受轧辊径向压力N和切向摩擦力T的作用,前滑区内的金属运动速度快于轧辊表面线速度,摩擦力T前阻止金属轧制,后滑区内的金属运动速度慢于轧辊表面线速度,摩擦力T后将金属拽入轧辊,实现稳定轧制的条件是:
ΣFx=T后x-Nx-T前x=0
由上式可知,摩擦力的存在是实现轧制的必要条件,后滑区的摩擦力为实现轧制提供动力;无论前滑区还是后滑区轧件和轧辊都存在相对滑动,轧辊和轧件之间的摩擦为滑动摩擦,而当物体在外力作用下克服摩擦力而反复运动时就会导致表面物质的不断磨损。在轧制过程中,虽然有运动的轧辊和轧件把润滑剂带入逐渐收敛的楔形间隙,产生强烈的油楔效应,具备一定的流体动压润滑条件,在流体润滑条件下轧制时,轧辊和轧件被油膜隔开,磨损较小,但因高温、高压的轧制条件及相对润滑能力较差的矿物基础油的使用,辊缝内油膜厚度很小,难以出现完全的流体润滑,变形区内的摩擦为混合摩擦,有轧辊和轧件的接触,轧辊上的微凸体和轧件上微凸体粘着,当轧辊和轧件相对滑动时,粘接点被剪断,同时,坚硬的轧辊微凸体压入软质轧件,犁沟软质的轧件表面,磨损轧辊和轧件。铝粉主要是由于轧辊和轧件之间的粘着磨损引起。
铝粉缺陷的主要影响因素
2.2.1轧辊粗糙度的影响
轧辊粗糙度越大,轧辊表面微凸起部分的尖峰高度越高,与轧件的接触、粘着区面积越大,故摩擦因数越大,摩擦力、轧制力也越大,从而与轧件的磨损越大,产生的铝粉越多。冷轧的后几道次应选择粗糙度较小的轧辊,一般Ra值在0.2～0.4μm之间。
轧件粗糙度过大也将增加铝粉的产生,轧件粗糙度主要因为上道次轧辊粗糙度引起,故连续两道次间轧辊粗糙度差值不宜过大,Ra差值应小于0.3μm。
铸轧来料氧化皮较厚,表面附有石墨微粒,摩擦因数过小,轧制时容易打滑,降低轧制速度,一般选择Ra值0.55～0.8μm的较粗轧辊轧制第一道次。更为重要的是第一道次采用较粗轧辊充分清除氧化皮可提高表面质量,减少后续道次铝粉的产生。
2.2.2变形区温度的影响
冷轧过程中,随变形区温度的升高,轧制油粘度降低,油膜厚度、强度减小,摩擦因数增大,摩擦力、轧制力增大,轧辊对带材的磨损程度加大,产生的铝粉增多。控制入口料温,减少连续轧制的道次可减少铝粉。
2.2.3压下率的影响
压下率增加,单位体积的金属变形量增加,单位压力增大;随着压下率的增加,变形区长度增加,轧制力增加;随变形区长度、轧制力的增加,进入辊缝的油膜厚度减少,摩擦因数增大;轧制力和摩擦因数的增加将导致摩擦力的增加,增加带材的磨损。因此,减小道次压下率有利于减少铝粉的产生。
其他缺陷分析
铝铸锭与挤压裂纹
铝铸锭在结晶过程凝固后，因铝铸锭形成的多种应力叠加超过铝铸锭本身抗拉强度引起铸锭内裂，导致挤压时裂纹扩展成废品。
铝铸锭裂纹有两种：一种是裂纹一般沿晶开裂，开裂处发黑，已被氧化，裂纹成锯齿状，形状不规则；