浅析铝型、棒材的缩尾成因及消除方法

挤压生产中，会出现型、棒材在切头、尾后半成品部分经碱蚀检查会出现俗称“缩尾”的缺陷，含有该组织的型棒材的力学性能达不到要求，存在安全隐患。同时，生产的型棒材要进行表面处理或车削加工时，由于该缺陷的存在破坏了材料内部的连续性，会影响后续表面和精加工，严重的会造成暗纹报废或损坏车刀等，这在生产中是常见的问题，在此，本文对缩尾形成的原因和消除的方法简要做一下分析。
缩尾的分类
“缩尾”分为中空缩尾和环状缩尾两种，1）中空缩尾：在挤压型、棒材尾端中心部位形成中空，横断面呈现为边缘不光滑的孔或边缘充满有其它杂质的孔，纵向呈一漏斗状（锥形），漏斗尖端朝向金属流出的方向，主要出现在单孔平面模挤压，尤其是挤压系数小、制品直径大、厚壁或者采用了有油污的挤压垫片地挤压的型材的尾部更加明显。二.环状缩尾：在挤压分流模制品的两端（尤其是头部）呈不连续的环形或弧形，在焊合线两边则呈月牙形最为明显，各孔制品的环状缩尾对称。
缩尾的形成
缩尾形成的原因：缩尾形成的力学条件是；当平流阶段结束，挤压垫片逐渐接近模时，挤压时增加并产生一个对挤压筒侧表面压力dN筒。该力与摩擦力dT筒一起，当破坏了力的平衡条件（dN筒+dT筒）≥dT垫时，位于挤压垫片区周围的金属，向后沿边缘流入毛坯中心，便形成了缩尾。缩尾形成的挤压条件是：1.挤压残料留得太短2.挤压垫片有油或不干净3.铸锭或毛料表面不清洁4.制品切尾长度不合规定5.挤压筒内衬超差6.挤压终了突然增加挤压速度。
缩尾的消除方法
减少和防止缩尾形成的措施：1.严格按工艺规定剪切压余和锯切头、尾，保持挤压筒内衬完好，禁止挤压垫片抺油，降低铝棒挤压前温度，采用特殊的凸形垫片，采用合理的残料的长度。2.挤压工具、铝棒表面应清洁3.经常检查挤压筒尺寸并更换不合格的工具4.平稳挤压.在挤压后期应该减慢挤压速度，适当留压余的厚度，或采用增大残料法挤压。 
压余留量应符合以下规定：
挤压机（T） 压余厚度（㎜）
＜800T ≥15㎜
800—1000T ≥18㎜
1200T ≥20㎜
1600T ≥25㎜
2500T ≥30㎜
4000T ≥45mm

浅论杂质元素对铝型材表面质量的影响
铝中最常见的有害杂质是铁，在建筑铝型材的生产过程中，当铁含量大于0.25％时已得不到很正常的色调，随着铁含量的升高，光泽度下降，色调偏青，淡灰淡灰的很难看。当含金中硅含量较低时，铁的影响就更明显，硅偏高时可在一定的程度上减轻铁的有害影响，这时铁与硅形成AlFeSi金属间化合物，同时也消耗了部份过剩的硅。铁影响着色的主要原因是铁与铝形成尖状或棒状组织，从数微米到数十微米不等，其电极电位与铝不同，故影响着氧化着色均匀性和连续性，也使氧化膜光泽和透明度降低，影响着色效果。

少量的铜对型材的力学性能和表面光亮度有利，而不会降低耐蚀性。但铜含量多时氧化膜偏黑，肉眼就能看出来。

少量的锰会在一定程度上消除AlFeSi组织的有害影响，并减少挤压纹的产生。但锰的含量高时氧化膜偏黄，随着锰含量的增加逐渐向棕黄色发展，着色效果更差。

锌含量高时，增加了挤压难度，型材晶粒粗大，模具损耗也大，氧化膜呈乳浊色，并导致碱蚀液中锌离子积累，锌在型材上发生倒置，产生闪亮的梨皮状斑点。

钛含量大于0.1％时对型材着色的色调和色差均有较大的影响，这是钛的不均匀性造成。

因此，从保障型材的表面质量出发，铁含量宜控制在0.25％以下，其它杂质含量宜低于0.1％。

浅谈铝材检测量具保养规范
在生产中，测量工具对检验人员来说就如手中的武器。如果武器处于半瘫痪或者损坏状态，那检验结果就没有任何意义，对产品质量也起不到监督控制作用。所以量具的保养及爱护十分重要。下面是几点测量工具的保养规范（适用于常用的检测工具）： 
1.不要用油石、砂布擦磨量具表面及测量面和刻线部分，非计量检修人员，严禁拆卸、改装和擅自修理量具。 
2.量具的存放地点应保持清洁、干燥，无震动、无腐蚀性气体，且要远离温度变化范围大的地方或有磁场的地方。量具盒内存放的量具要清洁干燥，不准存放其他杂物。 
3.不要用手摸量具的测量面，因为手上有汗液等潮湿脏物会污染测量面，使它生锈。量具不要同其他工具、及金属物质混放在一起以免碰伤量具。 
4.用完量具后，要擦干净表面污渍、铝屑，松开紧固装置，当长期（1个月以上）不用时，在测量面要涂防锈油。量具在不用时，要将其放入保护盒内，最好专人专职使用，并做好量具经权威单位检测的年审记录。 
5.不准把卡尺的量爪尖端当作划针、圆规或其他工具使用，不准人为扭动两卡爪或把量具当卡板使用。 
6.当工件表面有毛刺时，一定要去净毛刺，再进行测量，否则会使量具磨损，并且还会影响测量结果的准确性。
铝及铝合金在热变形过程中的回复与再结晶
热变形过程中，在应力状态作用下，铝及铝合金材料一般发生动态回复与再结晶。
一、铝及铝合金在热变形过程中的回复
铝及铝合金在热变形过程中的堆垛层错能较大，自扩散能较小。在高温下，位错的滑移和攀移比较容易进行。因此，动态回复是它们在热变形过程中的惟一软化机构。高温变形后，对铝合金材料立即观察，在组织中可看到大量的回复亚晶。将动态回复的组织保持下来，已成功地用来提高6063合金建筑挤压型材的强度。
研究证明：发生动态回复有一个临界变形程度，只有达到此值时才能形成亚晶；形成亚晶的变形程度与变形温度和变形速度有关。当变形达到稳态后，亚晶也保持一个平衡形状（针状、条状或等轴状等）；亚晶的取向一般分散在1度至7度的宽广范围内；热变形达到稳态后，亚晶的平均尺寸有一个平衡值。铝材在热变形后的力学性能仅取决于最终的亚晶尺寸，而与其它变形条件无关，因而有可能采用控制变形条件的方法，来获取所需要的亚晶尺寸，然后通过足够快的冷却速度来抑制产生静态再结晶，而将该组织保持下来。
二、铝材热变形过程中的再结晶
热变形进入稳态后，铝材内部发生全面的动态再结晶，随着变形的继续，回复与再结晶又反复进行，其组织状态已不随变形量的增加而变化。但是，由动态再结晶而导致软化的铝材，其组织一般难以保持，因此就在热变形完结后，静态再结晶即迅速发生而替代了那种“加工结构”。所以热变形过程中的再结晶，包括与变形同时发生的动态再结晶和各道次之间，变形完结后冷却时所发生的静态再结晶。但热变形时起软化作用的主要还是动态再结晶。研究结果表明：1）动态再结晶的临界变形程度很大；2）动态再结晶易于在晶界及亚晶界处形核；3）由于动态再结晶的临界变形程度比静态再结晶大得多，因此，一旦变形停止，马上会发生静态再结晶；4）变形温度愈高，发生动态再结晶与静态再结晶所需要的时间就愈短。应控制变形条件，以获得最佳的组织结构。