工業(yè)鋁型材出現(xiàn)翹曲變形是一個(gè)較為復(fù)雜的問題，主要由以下幾個(gè)因素導(dǎo)致：
擠壓工藝方面
擠壓速度和溫度不合理
擠壓速度過快：在工業(yè)鋁型材擠壓過程中，當(dāng)擠壓速度太快時(shí)，金屬的流動(dòng)速度不均勻。型材的外層金屬由于與模具的摩擦等因素，流動(dòng)相對(duì)較慢，而內(nèi)部金屬流動(dòng)較快。這種不均勻的流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過型材的屈服強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致型材翹曲變形。例如，在高速擠壓一些大型工業(yè)鋁型材時(shí)，由于模具與型材之間的摩擦力較大，型材前端和后端的金屬流動(dòng)差異明顯，容易出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象。
?
擠壓溫度過高或過低：溫度對(duì)鋁型材的擠壓過程影響很大。如果擠壓溫度過高，鋁的延展性增加，金屬流動(dòng)性過大，容易導(dǎo)致型材在擠出模具后由于自身重量等因素產(chǎn)生變形。相反，溫度過低時(shí)，鋁型材的變形抗力增大，擠壓過程中所需的擠壓力增加，也會(huì)使型材內(nèi)部產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，從而引起翹曲變形。例如，對(duì)于 6061 鋁合金型材，其合適的擠壓溫度一般在 470 - 510℃之間，超出這個(gè)范圍就可能出現(xiàn)質(zhì)量問題。
模具設(shè)計(jì)與磨損
模具結(jié)構(gòu)不合理：模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響鋁型材的擠出質(zhì)量。如果模具的工作帶設(shè)計(jì)不均勻，會(huì)導(dǎo)致型材各部分金屬的流動(dòng)阻力不同。例如，工作帶較短的部位，金屬流動(dòng)速度快，而工作帶較長(zhǎng)的部位，金屬流動(dòng)速度慢，這就會(huì)造成型材內(nèi)部應(yīng)力不均勻，進(jìn)而引起翹曲變形。另外，模具的出口形狀如果與型材的形狀不匹配，也會(huì)導(dǎo)致型材在離開模具時(shí)受到不均勻的力，產(chǎn)生變形。
模具磨損嚴(yán)重：長(zhǎng)時(shí)間使用的模具會(huì)出現(xiàn)磨損，尤其是在模具的關(guān)鍵部位，如工作帶、分流孔等。磨損后的模具會(huì)改變金屬的流動(dòng)路徑和阻力，使得型材在擠壓過程中的應(yīng)力分布發(fā)生變化。例如，模具工作帶磨損后，金屬流動(dòng)速度會(huì)加快，可能導(dǎo)致型材某一側(cè)的金屬流動(dòng)過快，從而引起型材的翹曲。
冷卻過程方面
冷卻不均勻
風(fēng)冷不均勻：在鋁型材擠出后，常采用風(fēng)冷進(jìn)行冷卻。如果風(fēng)冷設(shè)備的風(fēng)口布局不合理或者風(fēng)速不均勻，會(huì)導(dǎo)致型材各部分的冷卻速度不同。例如，型材的一側(cè)風(fēng)量大、冷卻速度快，而另一側(cè)風(fēng)量小、冷卻速度慢，就會(huì)在型材內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力。由于熱脹冷縮的差異，冷卻快的一側(cè)收縮程度大，冷卻慢的一側(cè)收縮程度小，從而導(dǎo)致型材翹曲變形。
水冷不當(dāng)：對(duì)于一些采用水冷的鋁型材，水的溫度、流量以及與型材的接觸方式等因素都很關(guān)鍵。如果水冷過程中，水的溫度過高或者流量不穩(wěn)定，會(huì)造成型材冷卻不均勻。而且，如果型材局部先接觸水，而其他部分后接觸水，也會(huì)因冷卻速度的差異產(chǎn)生翹曲變形。
材料自身特性方面
合金成分與組織不均勻
合金元素分布不均：工業(yè)鋁型材通常是鋁合金，其合金元素（如鎂、硅、銅等）的分布對(duì)型材的性能和變形情況有重要影響。如果在熔煉過程中合金元素沒有充分均勻化，型材在后續(xù)的加工過程中，由于不同部位的合金成分差異，其熱膨脹系數(shù)、屈服強(qiáng)度等物理性能也會(huì)不同。例如，含有較多鎂元素的區(qū)域可能在冷卻過程中收縮程度較大，而合金元素較少的區(qū)域收縮程度較小，從而導(dǎo)致型材翹曲。
內(nèi)部組織不均勻：鋁型材的內(nèi)部組織（如晶粒大小、晶界分布等）也會(huì)影響其變形行為。如果在鑄造或擠壓過程中，型材內(nèi)部組織沒有得到良好的控制，出現(xiàn)晶粒粗大或晶界不均勻等情況，會(huì)使型材的力學(xué)性能各向異性，容易在加工過程中產(chǎn)生翹曲變形。例如，粗大的晶粒會(huì)降低型材的強(qiáng)度和韌性，使其在受到外力或內(nèi)部應(yīng)力作用時(shí)更容易發(fā)生變形。
加工和裝配過程方面
加工應(yīng)力殘留
機(jī)械加工不合理：在對(duì)工業(yè)鋁型材進(jìn)行切割、鉆孔、銑削等機(jī)械加工過程中，如果加工參數(shù)（如切削速度、進(jìn)給量等）選擇不當(dāng)，會(huì)在型材表面和內(nèi)部產(chǎn)生加工應(yīng)力。這些應(yīng)力如果沒有得到及時(shí)的消除，會(huì)與型材原有的殘余應(yīng)力疊加，導(dǎo)致型材翹曲變形。例如，在高速切削鋁型材時(shí)，由于切削熱和切削力的作用，型材表面會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)這些拉應(yīng)力與內(nèi)部的殘余壓應(yīng)力相互作用時(shí)，就可能引起型材的變形。
裝配不當(dāng)：在工業(yè)鋁型材的裝配過程中，如果連接方式不合理或者裝配精度不夠，也會(huì)導(dǎo)致型材變形。例如，使用螺栓連接型材時(shí)，如果螺栓擰緊力矩不均勻，會(huì)使型材受到不均勻的力，從而產(chǎn)生翹曲變形。另外，在裝配結(jié)構(gòu)中，如果型材的支撐位置不合理或者支撐剛度不足，也會(huì)使型材在自身重量或外部載荷作用下發(fā)生變形。
關(guān)注微信公眾號(hào)
