1、前言

鋁合金因其質(zhì)量輕、耐腐蝕、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越多的應(yīng)用到生活的各行各業(yè)中。其中，汽車配件中鋁合金的所占分量也日益加重。車輛的外飾件中，一些長(zhǎng)條類裝飾件和行李架可由鋁型材加工后再經(jīng)氧化制成。這種外飾件因涉及到車輛的外形美觀程度，所以主機(jī)廠對(duì)氧化后表面外觀要求很高。

2、白線缺陷外形及分析

鋁型材在擠壓過(guò)程中容易出現(xiàn)白色條紋（白線），這種白線產(chǎn)生時(shí)，其輕重并不相同。當(dāng)白線較輕時(shí)，肉眼可觀察到很輕微的分色，若白線較重，則可以看到一條沿?cái)D壓方向顏色很白的線條。其中一種白線，顏色越深，其粗糙度越大。將有白線的型材及無(wú)白線的型材取樣拋光并腐蝕后，在顯微鏡下觀察其形貌如圖1所示。

圖1白線及正常區(qū)域放大照片

（a）白線區(qū)域放大圖（b）正常區(qū)域放大圖

從圖1中可以看出，白線顏色較深處，鋁型材表面的劃痕較重，而正常區(qū)域型材表面的擠壓痕則相對(duì)輕微。在生產(chǎn)過(guò)程中，出現(xiàn)的白線通常是因?yàn)榻饘兕w粒在工作帶處聚集，且并未隨著型材一起擠出，鋁合金通過(guò)工作帶時(shí)，被聚集的金屬顆粒劃傷。金屬顆粒聚集越多，對(duì)鋁型材表面的劃傷也愈加嚴(yán)重，而肉眼看到的則呈現(xiàn)一條白色擠壓紋。

當(dāng)型材端面較復(fù)雜時(shí)，較易出現(xiàn)不同處金屬流速差異大。若一段型材流速較快，其與工作帶摩擦較為劇烈，則容易出現(xiàn)這種由于劃傷引起的白線。另外一段流速較慢，與工作帶之間的摩擦較為平緩，則不容易出現(xiàn)白線，從宏觀上觀察，則呈現(xiàn)金屬光澤的暗面。

另外一種白線，與上面這種劃傷型白線不同，常常出現(xiàn)在厚薄點(diǎn)過(guò)渡及筋位處。這種白線沒(méi)有手感，在擠壓過(guò)程中很難通過(guò)檢驗(yàn)的方法檢測(cè)出來(lái)，但是氧化之后會(huì)形成一條持續(xù)的白線或暗線。這兩種白線持續(xù)性并不相同，劃傷型白線一旦出現(xiàn)，若不加以任何改善，白線會(huì)一直存在。但是后面這種白線在生產(chǎn)時(shí)并不持續(xù)。

改善措施--------------------------------------------------

3.1劃傷型白線

第一種白線由于金屬顆粒聚集在工作帶處將型材表面劃傷造成，所以可以從鋁棒除雜、擠壓工藝控制、模具工作帶及流速調(diào)整等方面來(lái)改善。

在擠壓過(guò)程中，因擠壓速度較快，型材與工作帶之間激烈摩擦，殘留在工作帶上的金屬瘤劃傷表面，所以為了降低這種劃傷型白線的產(chǎn)生，在保證擠壓出口溫度（510-540℃/6063）的情況下，擠壓速度應(yīng)在工藝允許的范圍內(nèi)適當(dāng)降低。在模具方面，在保證斷面成型的情況下，應(yīng)盡量降低工作帶的長(zhǎng)度，減少型材與金屬瘤的接觸概率，從而提升型材的表面質(zhì)量。并且，模具的一級(jí)空刀應(yīng)適當(dāng)放大，減少金屬顆粒在空刀處堆積的概率。在生產(chǎn)中，當(dāng)出現(xiàn)這種劃痕型的白線時(shí)，可以通過(guò)抖動(dòng)型材將金屬顆粒從工作帶處帶出，若金屬顆粒聚集較多，工作帶的磨損嚴(yán)重，抗黏附性能降低，擠壓時(shí)再抖動(dòng)型材則不會(huì)有改善效果。所以，模具上機(jī)完成后，應(yīng)及時(shí)氮化。在保證模具硬度不超上限及不易崩角的情況下，連續(xù)兩次氮化后擠出的型材表面質(zhì)量?jī)?yōu)于只氮化一次就擠出的型材表面質(zhì)量。

另外，流速不均也容易造成表面白色的產(chǎn)生，所以模具在設(shè)計(jì)及加工時(shí)，應(yīng)盡量使各部分流速快慢一致。

3.2筋位處白線

這種筋位處的白線是由于在擠壓時(shí)，金屬通過(guò)筋位或壁厚差異較大時(shí)流速不均，溫升不同造成。在厚薄點(diǎn)過(guò)渡或筋位處，一般流速差異大，摩擦較為距離，溫升較高，擠出后在相同的淬火條件下，冷卻結(jié)果不同，正常區(qū)域已經(jīng)達(dá)到臨界冷卻速度而這些高溫處因快速通過(guò)淬火區(qū)而降溫不足，導(dǎo)致冷卻后兩部分析出相同，氧化后在筋位及厚薄點(diǎn)過(guò)渡處則容易出現(xiàn)這種白線。

通常在擠壓過(guò)程和模具加工設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免上述劇烈的溫升。擠壓時(shí)擠壓速度較小，這種白線出現(xiàn)的概率會(huì)大大降低。另外，擠壓模具在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)避免劇烈的過(guò)渡，在設(shè)計(jì)工作帶及引流時(shí)，其過(guò)渡角應(yīng)盡量加大，如圖2所示。

圖表2厚薄點(diǎn)工作帶過(guò)渡示例

（a）厚薄點(diǎn)工作帶激烈過(guò)渡（b）改善后的工作帶過(guò)渡

對(duì)于容易起氧化白線的所有的外觀面，其工作帶過(guò)渡不應(yīng)過(guò)于激烈，需圓滑過(guò)渡且過(guò)渡角α應(yīng)盡量小于30°。對(duì)于產(chǎn)生白線的位置，通過(guò)修模改善其工作帶，能大大減輕或消除白線。同理，在筋位及一些T型位處，工作帶過(guò)渡均不應(yīng)過(guò)于激烈。對(duì)于溫升較快處，在模具設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量降低劇烈的溫升。從上面所述的幾個(gè)方向改善模具設(shè)計(jì)，可以很好的降低白線產(chǎn)生的概率。

結(jié)論

擠壓時(shí)產(chǎn)生的白線由鑄棒內(nèi)部及表面雜質(zhì)、擠壓時(shí)溫升差異大、析出不均造成。所以管控白線可以從以下方面著手：

降低擠壓速度，減少溫升差異；

適當(dāng)減短工作帶長(zhǎng)度，減少劃傷概率；

避免工作帶、引流等模具結(jié)構(gòu)上的劇烈過(guò)渡，使流速盡量一致，減少溫升及偏析；