佛山坚美铝业有限公司
一、铝型材概述
铝型材是现代社会比较常见的一种材料，用途十分广泛，如果按照用途来划分就可以分为建筑用铝型材、散热器铝型材、一般工业用铝型材、轨道车辆结构用铝合金型材以及装裱用铝型材等。
随着我国经济社会的快速发展以及各种科学技术的进步，我国铝冶炼及铝型材加工业获得了快速发展，而且随着我国城市化进程的加快，大规模的基础建设以及工业化建设的投资也在持续增加，推动了我国铝型材全行业的产量和消费量的迅猛增长，到2012年，我国就已经成为了世界上最大的铝型材生产基地和消费市常
铝型材与其他的型材相比具有其独有的特点，这是它相比于其他型材的个性表现，也是其优势所在。铝型材具有极佳的抗腐蚀性、优良的电导率、热导量率、非铁磁性、可加工性、可成形性以及可回收再生性等。
二、铝型材的生产流程
（一）熔铸
铝型材的第一道加工工序是熔铸，熔铸的过程就是将根据不同的需求配置好的合金所需的各种添加原材料加入到熔炼炉内进行熔化，然后将所得的铝液通过一定的加工工艺铸造成各种规格的圆铸棒。
（二）挤压
挤压是铝型材能够成为特定形状的一道工序，挤压过程需要用到模具，按照型号、规格等各种要求的不同将提前铸造好的圆铸棒加热，然后用挤压机将其从模具中挤出成形。挤压过程中还包含着风冷淬火及时效的处理过程。
挤压成型的各种铝合金型材并不能直接使用，因为这时的型材表面耐蚀性海并未达到使用需求，还需要经过一个表面处理的过程，一般都是采用阳极氧化的方式来进行，只有经过处理的铝型材其抗蚀性及耐磨性才能达标，才能避免更多表面缺陷的产生。
（三）镀钛工艺
铝型材要想能够最终出厂使用，还需要经过一个镀钛工艺，这一过程就是对铝型材的表面进行处理的工艺。
三、铝型材几种主要表面斑状缺陷的成因
（一）熔铸过程中出现斑状缺陷的成因
铝型材的生产过程中的第一步是熔铸，而这一过程也是非常容易出现表面斑状缺陷的一个步骤，其成因则是因为熔铸过程中添加的化学成分，铝合金型材的熔铸需要加入不同的化学元素，既包括Mg、Al、Si等之类的主要元素，也包括Mn、Fe、Zn等一类的少量元素，在铝型材中加入这些化学元素是为了改善原本材料的力学性和化学性，以提高材料的属性特点和质量，满足市场对于铝型材多样化的需求。但是，无论什么行业都离不开"过犹不及"这个道理，适量的加入化学元素对于改善铝型材的质量产生了质变的过程，但是如果这些化学元素的用量不科学，那么就会产生一系列的化学反应，从而影响到材料的稳定性以及质量与外观等。
铝型材的生产过程中关于合金化学元素的添加问题是经过长时间的无数次实验最终确定的，其具体的用量以及用法等也是经过了实验验证的，而在熔铸过程中铝型材表面出现斑状缺陷这一现象在铝型材的生产过程中也是非常常见的，为了研究这种情况出现的原因及规律，铝型材的设计及生产方对此进行了研究，经过最终的实验结果可以表明，当铝合金型材中添加的Zn元素超过0.02%时，在氧化处理以及时效处理过程中就很可能会产生雪花状斑点；而且如果当铝合金型材中游离的Si与其他化合物发生偏析相反应时，也会出现雪花状的斑点。
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（二）均匀化处理过程中出现斑状缺陷的成因
铝型材的生产加工中需要进行均匀化处理，目的就是要细化其中的晶粒成分，避免在材料的后续加工过程中发生选择性晶间腐蚀现象，从而影响到铝型材的最终质量和表象，产生了表面缺陷。在铝型材的铸锭过程中，如果过分强化了相Mg2Si或者加入了Fe元素导致发生了一系列的化学反应，这样的现象会严重影响到铝型材的挤压性能，导致铝型材的质量出现缺陷。
多余的Mg2Si相受到挤压就会发生破碎，虽然破碎相自身不会弥散在基体中，但是在时效过程中，一些Mg2Si相可能会异常长大，这样的Mg2Si相一旦经过碱洗就会被腐蚀破坏，从而使得铝型材的表面产生雪花状的腐蚀坑，形成表面缺陷，影响其表象。而由于加入了Fe元素而产生的β-FeSiAl在经过碱洗时会加快铝基体的溶解速度，从而导致表面蚀坑的出现。
（三）挤压过程中出现斑状缺陷的成因
铝型材具有极好的挤压性能，所以，在对铝型材尤其是实心的铝型材进行挤压处理时一般都会将挤压速度设定在20-50m/min之间，为了保证铝型材组织的均匀度，一般会将挤压出口处的挤压速度设定为大于30m/nin。而考虑到铝型材中的强化Mg2Si相因素，铝型材挤压环节中的温度也应该进行严格的控制，出口处的温度应该控制在500℃-530℃之间，不能超出这个范围，否则就会对其质量产生影响，具体的表现就是铝型材的表面可能出现缺陷，会相应地加大表面处理的难度，而要想控制其表面处理质量，除了要严格调控温度，还要注意挤压出口的速度。
（四）时效处理过程中出现斑状缺陷的成因
时效处理的过程，其实就是固溶强化相的析出过程。强化相在性能、分布及大小等方面存在差异，这也就决定了其时效处理的不同，这个不同之处主要表现为处理时的时间与温度的差异。如果时效处理时的温度超过了200℃，而且时间过长，那么就可能造成β相的异常长大，从而导致晶粒的分布不均匀，到碱洗过程时，Mg2Si相就会因为提前溶解形成蚀坑，一旦遇到氧气就会在表面形成雪花状的斑点。为了更好地保证时效后的效果，铝型材中的Mg2Si相的时效处理应该控制在200℃的条件下保温1-2小时，也可以选择在170℃下保温7-10小时等，只要能控制好时效温度和时效时间就可以。
（五）加工工艺过程中对表面斑状缺陷的控制
铝型材的生产加工过程中常会出现这样的表面缺陷，这些表面缺陷的最常见表现就是斑状缺陷，而这些斑状缺陷的产生一般常见于铝型材的挤压过程，因为挤压过程中会涉及到很多的工艺方法和参数等，这些因素的选择及确定会对铝型材最终的质量产生重要的影响。那么，在铝型材的生产加工工艺中怎样控制其具体的过程才能避免表面缺陷的产生呢？首先，用来挤压铝型材的模具的选择必要严谨，要保证模具不存在任何的缺陷，要保证边缘的平整光滑，各种尺寸也不能出现误差；其次，要注意避免因为铝型材焊接中产生的热影响而造成的色调不均问题；再次，要注意避免一些加工过程中产生的切削粉末附着到铝型材的表面而致使出现表面伤痕。
结语
在铝型材的生产加工过程中，很多个环节都可能会产生表面缺陷，本文就其中的几项主要缺陷产生的原因进行了论述。要想避免铝型材表面缺陷的产生，就要在生产加工过程中进行严格地把关，确保各项工艺都能够严格按照标准进行操作，还要了解各种缺陷产生的原因，注意避免，这样才能提高铝型材的生产质量，提高其经济效益。
参考文献
[1]陈秀琴,扬扬,徐志强.6063铝型材表面"斑状"缺陷综述[J].铝加工,2001(04):32-34.
[2]杨杨,陈秀琴,徐志强,楚风武,赵邵安.6063铝型材表面斑状缺陷成因探讨[J].矿冶工程,2001(02):75-77.
论文作者:罗炜
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/19
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