一、工業擠壓鋁合金嘗成分和狀態
工業擠壓鋁合金有100多種，常用的有50多種。1995年中國有色金屬工業總公司加入美國鋁業協會，1997年中國實施了GB/T l6474和GB/T l6475，分別采納了美國變形鋁及鋁合金牌號與狀態代號體系，從此中國的鋁合金標準已與國際鋁業標準完全接軌。我國參照美國鋁業和歐盟標準制訂了GB/T 6892—2005。把變形鋁合金分成兩大類。第一類合金(軟合金)和第二類合金(硬合金)見表3—4—l0。
表3—4—10擠壓合金分類表
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類別 |
合 金 |
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第一類 (軟合金) |
1050A，1070A，1200，1235，3003，3103，5005，5005A，6101A，6010B，6005，6005A，6106,6008，6060，6063，6063A，6463 |
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第二類 (硬合金) |
2007，2011,，2011A，2014，2014A，2017A，2024，2030，5019，5051A，5251，5052，5154A，5454，5754，5083，5086，6012,，6018，6351，6061，6261，6262，6081，6082，7003，7005，7020，7022，7049A，7075 |
部分工業擠壓鋁合金的化學成分標準的修正值見表3-4-11(表中對企業或稱內控標準的成分已作修正)。表3—4—l2為部分擠壓型材用鋁合金的相組成。
表3—4—11 部分工業擠壓型材鋁合金化學成分控制范圍(參考值)
續表3—4—11
表4—2—12部分擠壓型材用鋁合金的相組成
續表4—2—12
工業鋁合金擠壓鋁型材的狀態，根據其使用要求和加工要求有幾十種之多，比建筑鋁型材的狀態要復雜很多。主要有下面幾種基本狀態。
①高溫擠壓成型后的熱擠壓狀態(F)。
②退火狀態(O)：高溫擠壓成型冷卻后，進行冷加工，經過高溫退火狀態。
③高溫擠壓成型過程冷卻，然后自然時效至基本穩定狀態(T1)。
④高溫擠壓成型過程淬火(在線淬火)或單獨進行固溶熱處理后，自然時效至基本穩定狀態(T4)。
⑤高溫擠壓成型過程冷卻，然后進行人工時效狀態(T5)。
⑥高溫擠壓成型過程淬火(在線淬火)或單獨進行固溶熱處理后再人工時效狀態(T6)。
鋁材生產工藝與狀態的關系見圖3—4—5。
圖3—4—5鋁材狀態與生產工藝關系示意圖
軟合金與硬合金的擠壓工藝有所不同。一般軟合金的擠壓溫度低，擠壓速度快，擠壓效率高。見表3—4—13。表3—4—13軟、硬合金擠壓工藝比較
二、鋁合金的過燒溫度
當鋁合金加熱到某一溫度時，該合金的晶粒邊界的低熔點物質開始熔化，這一溫度稱為該合金的過燒溫度。
過燒的特征：在金相組織中晶粒邊界出現粗化，在晶粒內部產生復熔球，在晶粒交界處呈現明顯的三角復熔區。當材料發生嚴重過燒時，制品表面的顏色發黑或發暗，甚至在制品表面出現氣泡，細小的球狀析出物(小泡)或裂紋。力學性能表現為強度和伸長率降低。但輕微過燒時，材料的力學性能不僅不降低，在某些情況下甚至反而稍有提高。而其耐蝕性能卻有嚴重影響。因此一般不能用力學性能變化來判斷是否過燒，通常都要用金相方法來檢查金相組織來判斷是否過燒。
鋁合金材料過燒主要容易發生在鑄錠均勻化，鑄錠的加熱和制品的淬火工序。少數情況高溫退火因爐溫控制不當(跑溫)也有出現過燒的現象。鋁合金制品發生過燒為絕對廢品，即無法重復所處理的工序，只有回爐作廢料。
過燒溫度從理論上講，可以由相圖查出開始熔化溫度即為過燒溫度。但實際上影響過燒溫度的因素很多，如合金元素及雜質的影響，加工狀態及變形程度的影響等都會改變過燒溫度。因此合金的實際過燒溫度只有通過實驗測定才是比較可靠的。
表3—4—14列出了部分鋁合金的過燒溫度。工業鋁合金的鑄錠均勻化加熱，擠壓鑄錠
的加熱和制品淬火溫度的選擇都要了解所處理合金的過燒溫度。一般都要比過燒溫度至少低10～20℃。
表3—4—14部分工業鋁合金的過燒溫度
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合金 |
2A02 |
2A04 |
2A06 |
2A11 |
2A12 |
2A14 |
2A16 |
2A17 |
4A11 |
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過燒溫度/℃ |
515 |
512 |
516 |
510 |
505 |
515 |
545 |
540 |
540 |
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合金 |
2A50 |
2A70 |
6A02 |
6070 |
7A04 |
7A09 |
2B50 |
2A80 |
7A10 |
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過燒溫度/℃ |
545 |
545 |
565 |
565 |
515 |
515 |
548 |
545 |
525 |
對于純鋁和軟合金而言，所謂的過燒溫度實際上是熔化的下限溫度，工藝上一般都不提過燒溫度，只有共晶溫度較低，熱處理可強化的鋁合金的過燒溫度在工藝中才有實際的指導意義。
三、鑄錠的加熱溫度
工業擠壓鋁合金的鑄錠加熱，為了防止過燒，防止溫度過高產生熱脆現象，工藝規程中都有一條允許最高加熱溫度的限制。表3—2—15列出了工業鋁合金鑄錠允許的最高加熱溫度。
工業擠壓鋁合金的鑄錠加熱溫度的選擇，主要考慮既要低于允許的最高加熱溫度，(一般都低于20～50℃)，又要選擇金屬具有高的塑性的溫度范圍，以便用較高的擠壓速度進行擠壓時，制品不會產生裂紋。同時還要考慮金屬有較低的變形抗力，以便在使用較長鑄錠和較大擠壓系數時，不致于產生悶車或損壞擠壓工具。因此要綜合考慮各種因素，并以一定的實驗數據為依據，才能選擇某一合金、某種制品的最佳擠壓溫度．表3—4—16列出了工業鋁合金擠壓鑄錠，擠壓筒和模具的加熱溫度。表3—4—17列出了常用擠壓鋁合金的過燒溫度和最高擠壓溫度。
表3—4—15工業鋁合金鑄錠允許最高加熱溫度
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合 金 牌 號 |
允許最高加熱溫度/℃ |
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7A03,7A04,7A09,7A15,7A10,7075 5A05,5A06,5B05,5A11,5A12,5A13,5B06,5083,5056,5183 5056 2A02,2A06,2A10,2A12,2A14,2011,2014,2024 2A11,2A13,2A16,2A17,4A11,5A02,5A03,2017 2A50,2B50 2A70.2A80.2A90 1070A，1060,1050,1035,1200,3A21,4A01 6070,6061,6063,7003,6101,6351 |
455 470 480 490 500 505 520 550 550 |
對于無組織、性能要求的制品，在擠壓機能力許可條件下，盡量用較低的擠壓溫度，一般下限溫度為320℃。為保證2A11、2A12、7A04等合金的擠壓效應，通常采用較高的擠壓溫度(420-460℃)。對于空心型材制品，為保證焊合良好，往往擠壓溫度采用上限，如2A12合金為420～480℃，6A02合金為460～530℃。
常用鋁合金型、棒、帶材鑄錠加熱溫度見表3—4—18。
表3—4—16工業鋁合金擠壓鑄錠、擠壓筒、模具加熱溫度
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合金牌號 |
鑄錠加熱溫度 /℃ |
擠壓筒溫度 /℃ |
模具溫度 /℃ |
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1070,1060,1050,1035,1200,5A02,3A21,5A03 2A50,2B50,2A70,2A80,2A90,2A14,2014 2A02,2A06,2A16,2A17 2A01,2A04,2811,2812,2A10,2A11,2A12 7A03,7A04,7A09,7A10,7003,7A15,7075 6A03,6061,6063,6063A，6351 5A05,5A06,5B05,5A12,5A13,5B06,5056,5083,5183 4A11 |
400～470 370～450 440～460 320～450 320～450 480～520 380～450 360～420 |
400～450 320～440 400～450 320～440 320～440 420～460 350～450 330～410 |
400～460 330～450 410～460 330～450 330～450 430～470 360～450 340～420 |
表3—4—17常用擠壓合金過燒溫度及擠壓溫度上限
續表3—4—18
四、擠壓速度的選擇
擠壓速度是擠壓過程中的重要工藝參數。它受合金、狀態、鑄錠和制品尺寸、擠壓方法、模具設計方法和孔數、擠壓系數、潤滑條件、制品形狀的復雜程度等因素的影響。
通常工業鋁合金的擠壓速度主要根據合金的塑性來選擇，在熱擠壓相同條件下，鋁合金的塑性越好，擠壓速度越大。根據合金塑性可以把鋁合金分為四組。
A組：l071A，1070，1060，1050,1035,1200,8A06,3A21等合金擠壓速度為20～80 m/min。
B組：3003，6063，6101，6060，6005等合金擠壓速度為l0～40 m/min。
C組：5A02，6A02，5052，6061，7003等合金擠壓速度為5～20 m/min。
D組：5A06，2A11，2A12，2A06，7A03，7A04，7A09等合金擠壓速度為l～6 m/min。
部分擠壓鋁合金相互比較，其擠壓速度由小到大的順序排列為：5A06→7A04→2A12→ 2A14→5A05→2A11→2A50→5A03→6A02→6061→5A02→6063→3A21→1070A→8A06。
擠壓速度選擇時對于高強度合金，還要考慮擠壓變形區的溫升。由于摩擦和變形內能發熱大，常使變形區劇烈升溫，有時可達100℃，很容易超過其最高許可的臨界溫度，進入熱脆狀態，從而使制品產生裂紋。而鋁合金的臨界溫度范圍很窄，一般只有10～20℃的范圍。如6A02合金的臨界溫度為520～530℃，2A12合金為485～495℃，2A11合金為510～520℃，7A04合金為470～480℃。
由上可知，鋁合金的臨界溫度一般就是過燒的前沿溫度。因此為了防止過燒和防止制品產生擠壓裂紋，常使擠壓溫度低于其臨界溫度40～80℃。
為了提高擠壓速度，一般在擠壓力許可條件下，適當降低鑄錠加熱溫度或采用水冷模的方法來提高工模具的散熱能力，降低變形區溫度。實驗證明：采用水冷模可提高金屬流出速度30％～50％。表3—4—l9為采用水冷模擠壓管毛料的試驗資料。表3—4—20為鑄錠加熱溫度與擠壓速度的關系。
表3—4—19采用水冷模擠壓管毛料的對比數據
表3—4—20鑄錠加熱溫度與擠壓速度的關系
除此之外，采用鑄錠均勻化處理可以提高擠壓速度。見表3—4—21。
表3—4—21 7A04合金鑄錠均勻化對擠壓速度的影響
注：均勻化工藝為：452～456℃，保溫24 h。
鑄錠加熱溫度對擠壓速度的影響見表3—4—20和各種鋁合金擠壓制品的擠壓溫度—平均流出速度見3—4—22。
表3—4—22各種合金擠壓制品的擠壓溫度一平均速度規范
續表3—4—22
五、在線淬火
部分工業鋁合金如Al—Mg—Si系中的6063，6005A和Al一Zn—Mg系的01915，01925合金對淬火冷卻速度敏感性很低，具有自淬性，即利用風冷就可以淬火。但也有部分工業鋁合金對淬火冷卻速度的敏感性很強，如6061，2A12，7A04等合金只有很大的冷卻速度(如水霧冷、水冷)才能淬火。目前多數鋁型材生產廠家沒有專用的淬火爐和水冷卻設備。而工業用熱處理強化鋁合金擠壓型材又越來越多。因此實現在擠壓機上淬火成為許多工程技術人員研究的重要課題。
1)實現在線淬火的條件
首先是制品流出模孔前的溫度必須達到該合金的固溶熱處理的溫度范圍，且制品從開始流出模孔到制品擠壓結束時的溫度變化不大，均在固溶溫度范圍內。其次制品從模孔流出到進入淬火水槽的時間基本不超過該合金的淬火轉移時間，且對材料的性能影響不大。第三從水槽經過的時問足以使制品冷卻到規定的溫度。
2)實現在線淬火的可能性
在線淬火和用淬火爐淬火的差別在于第二相的固溶時間，如2A12合金，壁厚為4 mm的型材在淬火爐保溫時間要20 min，而在塑性變形條件下可以顯著縮短這一時間，只要20～30s。對于2A12合金而言，金屬在塑性變形區內的停留時間為40～60 s，完全可以使第二相充分固溶，這樣就有可能在擠壓機上進行在線淬火。
強化相的大小對其溶解度有很大影響。如果質點小于1微米，則能很快充分溶解。但要獲得如此彌散的強化相，則均勻化的冷卻速度要達到500℃/h。現代均勻化加熱后的冷卻大多采用水冷，基本上可以達到這個要求。另外在擠壓機上淬火大大縮短了淬火保溫時間和降低了淬火溫度下限，從而擴大了淬火溫度范圍。見表3—4—23。
通過調整鑄錠和擠壓筒的加熱溫度、擠壓系數、擠壓速度、可以使制品前后在模具出口溫度差不超過30～35℃，說明某些鋁合金在擠壓機上淬火是可能的。表3—4—24給出了可能在擠壓機上淬火的鋁型材擠壓工藝制度(擠壓系數入在12～54之間)。
如果淬火水槽距擠壓模具出口的距離為l.0～1.5 m，要保證轉移時間在30 s以內，則制品的流出速度要在3 m/min以上，才能基本滿足某些合金的淬火要求。至于冷卻能力只要選擇適當的冷卻槽的長度，就可以使制品流出水槽后的溫度達到規定的要求。
表3—4—23在立式淬火爐中和擠壓機上淬火時所必需的淬火溫度區間比較
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合金 |
淬火溫度/℃ |
淬火溫度區間溫差△t/℃ |
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在立式淬火爐中 |
在擠壓機上 |
在立式淬火爐中 |
在擠壓機上 |
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2A11 2A12 7A04 2A70 |
495～505 493～500 465～475 525～535 |
475～505 470～500 440～475 510～535 |
10 7 10 10 |
30 30 35 25 |
表3—4—24可能在擠壓機上淬火的鋁合金型材擠壓工藝
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擠壓工藝參數 |
合金牌號 |
|||
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2A11 |
2A12 |
7A04 |
2A70 |
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鑄錠溫度/℃ 擠壓筒溫度/℃ 流出速度/m·min-1 |
450～480 420 2～6 |
450-480 420 1.5～4.0 |
420.450 420 1.5～4.0 |
500～520 440 1.5～4.0 |
現在已有專門的在線淬火裝置，設有風冷、水霧、水的三級冷卻方式，可以根據不同的合金、不同制品的壁厚進行自動調節。淬火裝置的長度根據擠壓機能力大小而定，通常在4～12 m之間。
3)在線淬火實例
蘭州鋁業西北鋁加工廠用6061合金在45 MN反向擠壓機上進行在線熱處理工藝研究，其工藝參數見表3-4-25。
表3—4—25擠壓工藝參數
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鑄棒規格/mm |
λ |
殘料長度/mm |
鑄錠溫度/℃ |
擠壓速度/m·min-1 |
擠壓筒溫度/℃ |
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φ312×1000 φ312×1000 φ312×1000 φ312×1000 |
18.1 18.1 18.1 18.1 |
50 50 50 50 |
400～440 480 520 540 |
16 1l 16 11 |
380～400 450 450 450 |
在線淬火采用冷卻方式為水冷式，制品完全浸入在水中，可以保證淬火冷卻強度。從水槽中出來的制品溫度為30～100℃，擠壓速度最大的為上限。
試驗采用在線淬火與空氣爐加熱淬火進行對比，都采用l75℃保溫8 h的人工時效制度。其力學性能指標如表3—4—26所示。
由表3—4—26可以看出：隨著擠壓溫度的提高，硬度、抗拉強度和屈服強度亦隨之提高，伸長率變化不大。當鑄錠加熱溫度為480℃時，由于低于臨界淬火溫度499℃，金屬固溶不充分，合金的強化效果相應降低。當鑄錠的加熱溫度為520℃和540℃時，合金強化效果好。因此可以得出如下結論：6061合金在擠壓溫度520～540℃，擠壓速度為2～10 m/min，淬火后制品的溫度在50℃以下，可以實現在線水冷淬火。
表3—4—26在線淬火與空氣爐淬火力學性能比較表
在線淬火有許多優點：在線水冷淬火比空氣爐淬火的粗晶環和晶粒度小。在線淬火可以更容易獲得較高的硬度和強度，且抗腐蝕性能、抗疲勞性能不亞于用立式空氣爐淬火的性能。可以節省設備投資和節約大量的能源，大大縮短了生產周期。對熱處理可強化鋁合金進行在線淬火研究，無疑是一項有實用價值和經濟價值的重大技術研究項目。
六、精整矯直工藝技術
6．1拉伸矯直
工業鋁合金型材的矯直都是在專用的拉伸矯直機上進行，夾頭可以轉動。拉伸力一般比建筑型材用的拉伸機大。因為選擇拉伸機能力時，要滿足拉伸力P>σ0.2·F。工業鋁材中應用的硬鋁和超硬鋁合金的σ0.2要比建筑型材用6063合金的σ0.2大得多，所以選擇拉伸機能力時也要大很多。一般在0.2 MN～6.5 MN之問。
拉伸率控制應根據不同合金的狀態、制品斷面形狀、尺寸、偏差要求和制品的實際彎曲程度來確定，一般拉伸率δ在1%～3%之間，最大不超過4%。6063合金為0.5%～2%，2A11，2A12合金為3%～4%，7A04合金為2%～3%。管材的拉伸率不宜過大，特別是薄壁管，太大會因變形不均而使制品變成橢圓。因此一般都在2%以下。在拉伸矯直過程中應隨時測量制品尺寸，以便正確選擇拉伸率。拉伸率過大不僅使制品表面粗糙(桔皮現象)，尺寸超出偏差下限，而且易使制品的塑性降低，強度提高，尤其對屈服強度影響更為明顯，有時可能產生力學性能不合格而報廢的現象。
拉伸機操作最重要的是合理選擇矯直墊和正確的夾持方法。夾持的原則應使夾具與制品表面接觸面最大，夾持位置應是壁厚最大(或較大)的地方。對于長寬形的扁管、槽形、山字形等應夾持長邊的一面。對于壁厚不一致的型材應夾持壁厚大的地方。對于有開口或空心的型材，應盡可能選擇形狀、大小相似的矯直墊，塞在兩頭型材的開口處(或空心)。夾持制品時拉伸機的前后兩頭應在同一中心線上。夾頭應適中。夾得太長，切頭太長造成浪費，夾得太少，容易產生斷頭現象，一般在100～200 mm之間。
制品有彎曲、扭擰、波浪等多種缺陷時，在拉伸前應利用轉動的夾頭，夾住制品先校正扭擰，然后再拉伸矯直。對于可以進行自然時效的鋁合金，淬火后至拉伸矯直的問隔時間應根據不同合金的孕育期長短加以控制。一般不超過4 h。如2A12合金不超過3 h就要進行拉伸矯直。如果間隔時間太長，發生自然時效，使強度升高、塑性下降，給拉伸造成困難，甚至使制品產生開裂或斷裂的現象。
6．2輥壓矯直
1)型材的輥壓矯直
型材輥壓矯直的目的是消除型材經拉伸矯直后尚未消除的缺陷或在拉伸矯直中新產生的不符合技術要求的角度、平面間隙、擴口、拼口以及縱向彎曲等缺陷。
型材的輥壓矯直應在制品的組織和性能已經檢驗合格，并按規定切去頭尾后進行。在矯直前應按技術標準和圖紙要求對型材前后端尺寸進行詳細樣檢查(每批l0%抽查)，找出規律。然后進行選輥、配輥、試輥，待合格后才進行正常輥壓矯直。
(1)配輥要求
①對于角度、平面間隙、開口、收口等缺陷，一般采用上、下對輥的孔型矯之，縱向彎曲采用上、下交錯輥(即三點壓力法)矯之。
②型材存在多個尺寸缺陷時，應考慮盡可以將型材尺寸缺陷一次矯直合格。同時在配輥時還應該考慮檢測矯直尺寸缺陷的方便。
③需配兩對或兩對以上的多孔型(矯直角度、開口、收口等)時，其前后孔型必須保證在同一中心線上，以防止產生扭擰缺陷。為防止產生波浪及擦傷缺陷，所有下輥直徑必須相同，而上輥與下輥的直徑應盡量相同。如有困難則必須保證進料孔型的輥片直徑小于出料孔型輥片直徑。
④裝有檔料輥的孔型，一般情況下，均應留有變形空隙，其大小可以根據被矯直制品的寬度的缺陷程度的具體情況而定。
(2)配輥原則
當型材存在多個缺陷時，矯直的順序為：先平面間隙，再角度、開口、收口、最后縱向彎曲。壁厚不均的型材，應考慮先矯直厚壁處的尺寸缺陷，然后再以厚壁處為基礎，矯直薄壁處的尺寸缺陷。否則矯直了這種尺寸缺陷，又會產生另一種尺寸缺陷，導致重復矯直現象。
(3)輥壓矯直過程
①選擇輥片和墊片。根據被矯直型材的形狀、尺寸、合金狀態及尺寸偏差來選擇輥片和墊片。當選擇與型材圓角處相接觸的輥片時，其角度大小應與型材圓角相同。輥片與型材的接觸表面必須光滑，不允許有粘著的金屬及碰傷存在。
②調輥與試壓。把已選好的輥片及墊片牢固地安裝在輥式矯直機的軸上，然后開始進行調輥和試壓工作。調輥是指調整上、下輥片的間距。該間距的大小是根據型材的合金狀態、外形尺寸及缺陷程度來決定。輥子的壓力應由小逐漸增大，不可突然增大。調輥后的試壓，應選擇幾根有代表性的型材進行試壓。
③輥壓矯直。經過反復試壓后，確認調輥結果可以消除型材的尺寸缺陷時，才能進行正常的輥壓矯直。在輥壓過程中，應經常檢查型材的尺寸和表面情況，發現問題應及時處理。為防止輥片上粘上金屬，應保證輥片的工作區有足夠的機油潤滑劑。
(4)輥壓矯直實例
①角形型材的輥壓矯直。生產中角形型材常見缺陷是平面問隙、角度、縱向彎曲超出技術要求。
針對角形型材上述缺陷的配輥方法，如圖3—4—6所示。為提高矯直效率，對于有幾種尺寸缺陷的型材，可以采用多對孔型矯直。例如，當出現角度前端大、后端小，平面間隙出現兩邊內凹或一邊外凸，同時又存在上下或側向彎曲時，則應根據配輥原則及方法，先按圖3—4—6(a)或(b)的配輥方法分別將平面間隙矯直合格，然后按圖3—4—6(e)和(d)的順序同時配兩套孔型將角度矯直合格。最后按圖3—4—7的配輥圖輥直縱向彎曲。
圖3—4—7角形型材縱向彎曲配輥圖
但對薄壁小型材，當角度和上下彎曲兩者不合格時，可在配輥矯直角度孔型的同時，在型材出15孔型前面的軸上(上軸或下軸)再配一輥頂上或壓下，即可將角度及上、下彎曲同時矯正。當角度和側彎曲同時存在不合格時，同樣可在型材的出口孔型前面的軸上，在與型材的側彎曲的相反方向上配上一側輥即可達到同時矯正的目的。
②凸邊槽形型材的輥壓矯直。凸邊槽形型材如圖3—4—8所示。生產中常見的尺寸缺陷是開口、收口、爪板翹曲、肩板的橫向間隙以及縱向彎曲等。矯直這類缺陷的配輥方法如圖3—4—9和圖3—4—10所示。型材的側向彎曲按圖3—4—11所示的方法進行。
圖3—4—8凸邊槽形型材圖
2)厚壁圓管和圓棒的輥壓轎直 圖3—4—8凸邊槽形型材圖伸矯直時尚未消除的均勻彎曲。一般都是在具有雙曲線形輥面的專用輥式矯直機上進行。
圖3—4—9輥矯凸邊槽形型材的配輥示意圖
圖3—4—10輥矯凸邊槽形型材的縱向彎曲時的配輥示意圖
圖3—4—11輥矯凸邊槽形型材的側向彎曲時的配輥示意圖
圓棒矯直前應切成成品尺寸。當其彎曲度過大時，還應當經過預矯直。如直徑較大的厚壁圓管、圓棒應先在壓力矯直機上進行預矯直。
實踐證明，決定矯直質量的主要問題是厚壁圓管、圓棒與矯直輥緊密程度，即輥直壓力和矯直輥傾角大小。壓力大小主要取決于制品的合金狀態和彎曲程度。純鋁合金、3A21合金及擠壓狀態的制品矯直壓力小一些，而經淬火時效的硬合金輥直壓力需要大一些。彎曲程度大的制品比彎曲程度小的制品矯直壓力應大一些。
矯直輥傾角大小主要取決于制品直徑，大直徑制品比小直徑制品的傾角大。
矯直過程中應始終用煤油潤滑輥子表面，以防止輥面粘金屬屑和使制品容易咬人。
表3-4-27型棒材輥壓矯直的主要廢品、產生原因及消除方法
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廢品種類 |
產生原因 |
消除方法 |
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螺旋痕 |
1．矯直壓力大 2．矯直輥傾角不當 |
適當調整矯直壓力和矯直輥傾角 |
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扭擰 |
1．前后孔型不在同一中心線上造成作用于型 材上的壓力不平衡； 2．施加在型材上的壓力過大； 3．孔型未留出變形間隙或留得太小。 |
1．調整輥片，使前后在同一中心線上； 2．適當調整壓力； 3．應根據型材的尺寸及缺陷程度留出合適 的變形間隙。 |
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波浪 |
1．出料孔型的輥片直徑小于進料孔型輥片直 徑，或同一孔型上、下輥片直徑相差太大； 2．壓尖孔型空隙或支承輥間距太大，壓力 過大； 3．輥片不圓，造成壓力波動； 4．輥壓矯直機的軸有軸向串動或其軸有彎曲， 造成壓力波動； 5．未配導向輥，使制品在孔型中左右擺動。 |
1．調整前后、上下孔型的輥片，使之直徑相 同或使出料孔型輥片直徑稍大于進料孔 型的輥片； 2．壓尖孔型的墊片與型材的接觸處必須靠 緊，壓緊程度要適當或調整支承輥間距及 壓力； 3．更換輥片； 4．更換油；5．配導向輥。 |
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壓痕 |
1．輥片與制品接觸面太小； 2．施于制品上的壓力過大； 3．輥片有磕碰傷或粘有金屬。 |
1．更換輥片； 2．調整上下輥間距，減少壓力； 3．更換輥片或修磨。 |
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裂紋 |
1．壓力過大或輥壓次數太多； 2．淬火與輥矯的問隔時間過長。 |
1．減少壓力，輥壓次數一般不多于3-4次； 2．在合金的孕育期內對制品進行矯直。 |
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擦傷 |
1．輥片不光滑，有磕碰傷或粘有金屬； 2．沒有及時潤滑使輥片上粘有金屬； 3．孔型未留出變形間隙或留得太少； 4．與形成波浪缺陷的原因1相同。 |
1．更換輥片； 2．及時潤滑； 3．根據制品尺寸及缺陷程度等留出合適變形間隙； 4．與消除波浪缺陷的方法1相同。 |
6．3壓力矯直
壓力矯直的目的是消除某些大斷品制品在拉伸矯直后仍未能消除的局部彎曲，或因設備所限不能進行矯直的局部彎曲。壓力矯直是在立式壓力機上進行。
在立式壓力機上進行壓力矯直時，將制品放在具有一定距離的兩個支墊上，在壓力的作用下，使制品產生一定量的塑性變形，從而達到消除彎曲缺陷的目的。
6．4手工矯直
手工矯直的目的是消除一些小斷面制品在經過拉伸矯直和輥壓矯直后仍存在扭擰等缺陷。主要靠工人用手或搬子在工作平臺上進行。手矯的主要工具是矯直扭擰用的搬子和副墊。搬子的型面尺寸取決于制品斷面形狀和尺寸，搬子的手把長度取決于制品的形狀和斷。
在矯直前首先察看制品的扭擰情況，找出扭擰點。當制品只有一個扭擰點時，可由制品的一端向另一端逐漸排除缺陷。當制品有多個扭擰點時，則應由制品扭擰最大的地方開始向制品的兩端逐漸排除扭擰缺陷。選擇矯直面時，搬子與制品的接觸處應考慮制品的強度。一般應選擇厚壁處。搬子的型面尺寸一般比制品大0.5～1.0 mm。搬子和副墊的材料多采用被矯直制品來制作。其長度100～150 mm。
生產中常用搬子的斷面形狀及矯直部位如圖3—4—12所示。
