鋁擠壓，擠出的型材有黑心

　　鋁擠壓型材出現(xiàn) “黑心”，是指型材橫截面中心或內(nèi)部出現(xiàn)深色、疏松、氧化或有缺陷的區(qū)域，不僅影響外觀，還可能降低型材的力學(xué)性能（如強(qiáng)度、韌性）和耐腐蝕性。這種問題多由材料質(zhì)量、工藝參數(shù)或模具設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致，需針對(duì)性排查解決。

　　一、“黑心” 產(chǎn)生的核心原因

　　“黑心” 本質(zhì)是鋁型材內(nèi)部金屬流動(dòng)不均、局部過熱、氧化或存在疏松缺陷，具體原因可分為以下幾類：

　　1. 鑄錠質(zhì)量不佳

　　- 鑄錠存在偏析（成分分布不均）、夾雜（如非金屬雜質(zhì)）

　　- 鑄錠未充分均勻化退火，內(nèi)部組織粗大或不均

　　- 鑄錠含氫量過高（＞0.2mL/100g）

　　偏析或組織不均會(huì)導(dǎo)致擠壓時(shí)金屬流動(dòng)速度差異，局部應(yīng)力集中；氫在高溫下形成氣泡，冷卻后留下疏松；夾雜會(huì)阻礙金屬融合，形成缺陷中心。

　　2. 擠壓工藝參數(shù)不合理

　　- 擠壓溫度過高（超過鋁合金臨界溫度，如 6061 超過 550℃）

　　- 擠壓速度過快，金屬變形熱集中

　　- 擠壓時(shí)潤滑不足或潤滑劑不當(dāng)

　　高溫會(huì)導(dǎo)致局部金屬過熱，晶粒粗大甚至局部熔化，冷卻后形成深色氧化區(qū)；速度過快會(huì)使金屬內(nèi)部摩擦熱積聚，無法及時(shí)散熱，引發(fā)內(nèi)部氧化；潤滑不足會(huì)加劇模具與金屬的摩擦，導(dǎo)致局部溫度驟升。

　　3. 金屬流動(dòng)不均

　　- 模具設(shè)計(jì)不合理（如分流孔分布不均、模芯尺寸不當(dāng)）

　　- 擠壓筒與模具對(duì)中性差

　　- 金屬在擠壓時(shí) “死區(qū)” 過大

　　模具設(shè)計(jì)缺陷會(huì)導(dǎo)致金屬向中心流動(dòng)時(shí)速度不一致，中心區(qū)域金屬受擠壓不充分，形成疏松；“死區(qū)”（擠壓筒內(nèi)未參與流動(dòng)的金屬）過大會(huì)使中心金屬滯留時(shí)間過長，受熱氧化，隨流動(dòng)進(jìn)入型材內(nèi)部。

　　4. 冷卻速度不足

　　- 擠壓后型材冷卻緩慢（如風(fēng)冷強(qiáng)度不夠、水冷延遲）

　　- 環(huán)境溫度過高，散熱條件差　　

　　高溫型材若冷卻不及時(shí)，中心區(qū)域金屬會(huì)持續(xù)氧化，或因晶粒粗大形成深色區(qū)；緩慢冷卻還會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力集中，引發(fā)微裂紋，進(jìn)一步加劇 “黑心”。

　　二、解決 “黑心” 問題的實(shí)操方案

　　針對(duì)上述原因，可從材料、工藝、模具三方面優(yōu)化，具體步驟如下：

　　1. 嚴(yán)控鑄錠質(zhì)量，從源頭減少缺陷

　　鑄錠均勻化處理：將鑄錠加熱至 500-550℃（根據(jù)合金成分調(diào)整），保溫 4-8 小時(shí)，緩慢冷卻，消除內(nèi)部偏析和粗大晶粒，確保金屬組織均勻。

　　控制鑄錠氫含量：通過在線除氣、真空鑄造等工藝，將氫含量控制在 0.15mL/100g 以下，避免擠壓時(shí)形成氣泡導(dǎo)致疏松。

　　去除鑄錠雜質(zhì)：鑄錠表面需清理干凈（無油污、氧化皮），內(nèi)部不允許有非金屬夾雜（如氧化渣），可通過探傷檢測(cè)篩選合格鑄錠。

　　2. 優(yōu)化擠壓工藝參數(shù)，避免局部異常

　　以 6063 合金為例

　　- 擠壓溫度：鑄錠：480-520℃；模具：450-480℃；溫度過高→金屬過熱氧化；溫度過低→變形抗力大，流動(dòng)不均。需根據(jù)型材壁厚調(diào)整：薄壁型材取上限（保證流動(dòng)性），厚壁型材取下限（避免過熱）。

　　- 擠壓速度：10-30m/min；速度過快→摩擦熱驟增，中心區(qū)域過熱；速度過慢→生產(chǎn)效率低，且金屬在模具內(nèi)滯留時(shí)間長，易氧化。厚壁型材宜慢（≤20m/min），薄壁型材可稍快（≤30m/min）。

　　- 潤滑方式：模具工作帶涂石墨或?qū)Ｓ脻櫥瑒?；確保金屬與模具之間潤滑均勻，減少摩擦熱集中，避免局部 “粘?！?導(dǎo)致的金屬流動(dòng)受阻。

　　3. 改進(jìn)模具設(shè)計(jì)，保證金屬流動(dòng)均勻

　　- 優(yōu)化分流孔與導(dǎo)流腔：分流孔數(shù)量需與型材截面匹配（如對(duì)稱型材用偶數(shù)孔），孔面積總和應(yīng)略大于型材斷面積，確保金屬分流均勻；導(dǎo)流腔（焊合室）深度適中（一般為型材最大壁厚的 3-5 倍），保證金屬充分焊合，避免中心區(qū)域未焊合形成疏松。

　　- 合理設(shè)計(jì)工作帶：工作帶（模具出口處的平直段）長度需根據(jù)型材各部位壁厚調(diào)整，厚壁部位工作帶稍長（增加阻力，減緩流動(dòng)），薄壁部位稍短（減少阻力，加快流動(dòng)），使型材各區(qū)域金屬流出速度一致，避免中心區(qū)域因流動(dòng)過慢形成 “滯留區(qū)”。

　　- 保證模具對(duì)中性：安裝模具時(shí)，確保模具中心與擠壓筒中心對(duì)齊，偏差≤0.5mm，避免金屬向一側(cè)偏移導(dǎo)致中心區(qū)域受力不均。

　　總結(jié)：預(yù)防 “黑心” 的核心邏輯

　　鋁型材 “黑心” 是材料均勻性、工藝穩(wěn)定性、模具適配性共同作用的結(jié)果。解決時(shí)需優(yōu)先排查鑄錠質(zhì)量（源頭控制），再通過溫度、速度等工藝參數(shù)優(yōu)化避免局部過熱或流動(dòng)不均，最后通過模具設(shè)計(jì)保證金屬均勻流動(dòng)與焊合。生產(chǎn)中可通過 “試擠 - 截面檢測(cè) - 參數(shù)調(diào)整” 的循環(huán)，快速定位問題點(diǎn)，從根本上減少黑心缺陷，提升型材質(zhì)量。