探究鋁擠壓加工的質量控制策略

孫鳳利，王小龍

（山東兗礦輕合金有限公司，山東 鄒城 273500）

鋁擠壓產品加工過程中，質量控制有利于保障企業經濟效益，鋁加工企業在生產產品過程中，會通過實驗室對產品質量進行檢驗，從而認識到加工流程存在的問題，觀察檢測數據穩定性，也能對目前鋁擠壓加工情況展開分析，采取針對性的質量控制方法，避免企業經濟效益受損，找到鋁擠壓加工產品質量控制方法后，消除影響鋁擠壓產品質量影響因素，有利于提升加壓出的產品質量，為企業可持續發展提供支持。

1 鋁擠壓技術發展趨勢

新產品的應用促進各類模具產生，鋁擠壓技術也在不斷完善。未來的模具需求量也持續增長，自電子元器、日用五金及建筑、交通等方面，鋁合金擠壓模具的應用量也在不斷攀升。電子計算機技術及通信網絡的有機結合，高精尖模具在此背景下產生。隨著產品復雜化及大型化，復雜磨具使用量產生，在航空及通信領域廣泛應用。新時期，利用粉末冶金技術可制造出高速鋼粉末及陶瓷材料，將鋼種在冶煉過程中碳化物影響因素排除，制作的產品質量良好，具有較高的韌性及耐磨性。先進表面處理技術的影響下，模具質量提升，為進一步提升原材料質量，可利用多級淬火及多級回火方法。新型模具在尺寸及精讀上不斷調整，新結構也標新立異，在鑲嵌模、復合模上作出突破。因此，鋁擠壓技術在新時期已經進入全新發展階段，鋁擠壓技術下制作的產品質量更高，滿足企業大生產需求。

2 鋁擠壓加工產品質量影響因素

首先，模具的影響。模具均處在高溫環境下工作，受到壓力及溫度影響，模具容易出現變形問題，模具在工作時工作帶自平行擠壓方向轉變為喇叭狀，工作帶在刃口部分接觸到鋁型材料，才能將材料有效切割，粘鋁在形成過程中，會受到工作帶影響出現形態各異的顆粒，顆粒粘附在鋁材表面，出現吸附顆粒現象，隨著粘鋁不斷增大，模具也會瞬間回彈，導致生產的鋁材上出現咬痕。粘鋁堆積量大，材料無法及時拉出，模具回彈過程中粘鋁不會脫落，在型材表面出現粗糙感，甚至出現亮條及型材分裂。模具在工作過程中，鑄棒不剝皮，鑄棒表面存在雜質堆積的問題，導致模具內金屬流動存在死區，擠壓鑄棒的推進及數量增加，死區雜質也在發生變化，在流出后進入工作帶，導致生產的鋁材拉脫。

其次，人為因素影響。鋁擠壓加工過程中，多道程序均需要認為操作，在經驗及肉眼的影響下，工作效率可能受到影響，導致加工的產品在質量上存在問題，最為常見的問題便是人工操作空刀，出料空刀出現偏差，供料孔太粗糙，對鋁擠壓產品質量均會產生影響。懸臂大及散熱器型上，出料空刀的作用非常顯著，實際操作過程中，人工因素也會對空刀精準度產生影響，存在強筋的產品供料槽是否順暢與人為因素存在關聯。

最后，熱處理工藝問題，鋁是常見金屬，在工業上應用范圍廣泛，擠壓鋁材料產品在眾多行業均有應用，我國作為全球最大的鋁擠壓材料生產及出口國，鋁擠壓材料一般通過鋁擠壓機進行處理，在冷卻、牽引、拉伸等工序后，形成供行業使用的材料，在生產過程中，鋁型材在模具中金屬流動性較差，加之鋁型材料具有內應力，在熱處理過程中，受熱分散不夠均勻，在材料內部產生熱應力，導致工件內部應力集中。復雜應力的影響下，擠壓鋁材料形狀會產生不確定變化，導致產品整體形狀及外觀質量受到影響。擠壓鋁材料拉伸工序上，有利于改善工件尺寸，但對工件局部變形矯正效果不理想，對此，為達到理想的產品生產目標，還采取有效的處理方法，保證產品形態及質量滿足需求。

3 鋁擠壓加工質量控制策略

3.1 模具設計、制造管理

模具設計應當滿足剛度。強度及計算要求，達到減少模具受壓彈性變形目標，確定工作帶的情況下，工作帶長短及空刀形式、模頸、焊合形式均需要思考到最佳值，模具導流孔及分流孔系數也要適當選擇，在最大范圍內達到減少壓力的目標。

模具在制作過程中，還需盡量控制誤差，避免模具存在尖角，從而對產品產生傷害。金屬流動摩擦表面需要進行光滑處理，控制凸凹不平的區域量，保證模具孔尺寸偏差一致性。模具在使用過程中也要裝載合適的模墊，在氮化處理后，上機應用減少粘鋁問題。產品生產過程中控制產品形態及尺寸、精度是其中的重要內容，也是保障產品質量的重要影響因素。結構合理的產品性能良好，滿足乙方需求，設計人員合理設計產品結構可改善產品組織性能及力學性能，控制產品精度也能提升產品使用壽命，保障企業生產效率，使企業能耗降低。產品設計人員需根據使用條件，比如，擠壓機尺寸、產品外形、總裝配厚度、擠壓材質等合理設計各項結構，滿足產品強度及工藝標準下，使用標準化尺寸，可控制設計工作量，提升產品互換性。產品孔尺寸設計過程中，會采取避免尺寸聯合修正值的方法進行計算。結合既往生產經驗，適當調整修正值。產品制造者對在生產前根據圖紙技術標準，對編制加工工藝進行優化，確保產品外形及孔距的同時，完成產品質量控制。利用先進產品熱處理方法及工藝標準，能保證產品硬度符合設計標準。產品質量控制是制作過程的重要環節，每個工具均需要檢查，避免次品產生的同時，也能提升企業經濟效益。產品在出貨前需要完成檢驗，形成檢驗報告后，才能出廠。

3.2 人工檢測，確保產品質量

鋁擠壓產品在檢測過程中，通過化學分析及機械性能分析探究產品質量，檢測項目包括Si、Fe、Cu、Mn等，采取的儀器包括直讀光電光譜儀等，機械性能分析觀察產品抗拉強度及屈服強度、伸長率等。在鋁擠壓產品質量過程中，需要利用統計技術對檢測數據進行分析，從而對產品質量有更加直觀的認識，便于在生產加工過程中采取質量控制措施。在產品質量控制過程中，可劃分為內部控制及外部控制兩個方面。

外部控制目標是評估質量檢測水平，及時與實驗室溝通，認識到質量控制存在的問題，外部質量控制過程中需要實驗室進行對比、審核，在質量管理過程中，企業會使用不同型號設備或者讓多臺設備一起工作，檢測鋁擠壓加工后的產品，負責人對檢測報告進行處理，審批項目包括客戶投訴、新檢測項目、非標準檢測項目等。在實驗組織過程中，還需認識到能力驗證任務，技術負責人對項目內容進行對比，技術負責人編制結束質量檢測內容后，在檢測部門主人審批結束后實施檢測任務。質量控制內容包括對比及測量、能力驗證等項目，技術負責人在取得樣品后將樣本分成不同等份，技術負責人檢測樣品參數是否達標，測量審核及能力驗證會采取穩健統計技術完成，通過實驗室檢測方式有利于控制產品質量。

內部控制是根據預先設計條件，在實驗室進行樣品檢測的方法，對比結果是否一致，評價鋁擠壓加工產品是否存在問題。技術人員在檢測產品質量時，會選擇合適的檢測方法，對參與檢測的人員進行培訓，避免由于人為原因對產品質量檢測產生影響，根據不同檢測方法的結果進行對比獲得最終的質量檢測結果。若檢測結果準確性受到懷疑時，技術人員需要利用現有儀器進行分析，對鋁擠壓產品的生產過程中進行分析。比如，拉伸試驗是破壞性實驗，檢測后需要進行平行樣檢測，直讀光電光譜儀分析產品化學成分時，還需利用有證標準物質進行核查，技術人員也可利用控制圖判斷生產過程中異常因素，確定生產加工過程產品狀態，找到生產過程存在的缺陷，對原因進行分析，重新檢測數據，通過內部控制方法也能有效控制產品質量。

3.3 提升產品意識，改善熱處理問題

鋁擠壓加工生產的產品，技術人員及管理人員均需要樹立質量控制意識，對全體員工進行質量控制培訓，管理人員需要學習加工產品質量控制方向，生產線職工認識到質量與公司發展的關系，認識到產品質量重要性后，根據質量要求嚴格控制加工流程，生產出質量優良的產品。上文中提到生產加工過程存在的熱處理問題，該問題是影響產品質量的關鍵性問題，熱處理效果不明顯，生產的產品質量較低，且加工的工件也會存在變形情況，變形的產品無法通過質量檢測，也無法提供給需要的企業。對此，企業在選擇模具時可選擇鉻系及鎢系材料作為模具鋼，這種材料耐溫性良好，工作溫度需要在650℃以下，適用于分級淬火，在熱擠壓過程中，HM3鋼效果也較為明顯，具有較強的韌性，模具在高溫下不易變形，鋁材料進入其中能按照設計圖紙完成加工。企業也可采取人工矯形或者工件矯形的方式，避免產品形態出現問題，在工作過程中，操作人員需要利用模型磨具在人工敲打基礎上完成矯形，但這種方式較為耗費人力物力，因此，利用高頻精密鍛造能實現工件快速加工，保證工件的鍛造密度。通過該方式進行鋁材矯正加工，有利于優化熱處理過程中工件變形問題，也能保證產品質量。該矯正方法為新型矯正方式，對此，在熱處理過程中，企業可積極引進該技術，進一步提升工件質量。

4 結語

產品加工質量控制需要關注每道工序，建立全面的質量控制體系，強化對操作員的培訓，有利于降低加工過程中人為影響因素，從而進一步提升產品加工質量。

企業在鋁擠壓產品加工過程中還需不斷引進先進的設備，提升鋁擠壓產品加工自動化水平，促進鋁擠壓行業在市場的深度發展。