Дефекты анодирования “полосчатость”: роль матрицы

Поверхностный дефект «полосчатость» весьма часто возникает при анодировании алюминиевых профилей из:

  • сплавов 6060 и 6063 в международном (или европейском) обозначении или
  • сплава АД31 – отечественного аналога сплавов 6060/6063.

О причинах образования этого дефекта, связанных с попаданием в профиль загрязненного металла из поверхностной зоны слитка, см. статью Полосы на анодированных профилях: роль матрицы и оптические эффекты. Здесь же мы рассмотрим причины, связанные с конструкцией экструзионной матрицы.

Дефект анодирования “полосчатость”

Оптические свойства, например, матовость или блеск поверхности алюминиевого профиля после щелочного травления зависит от исходной микроструктуры его поверхностного слоя, в том числе распределения границ зерен и зеренной текстуры. Эта микроструктура определяется степенью пластической деформации и ее скорости, а также температуры в деформационной зоне на выходе профиля и при последующем его охлаждения.

Деформация прессования является негомогенной по самой своей сущности, поскольку только так можно образовать профиль заданного сложного сечения из массивной круглой заготовки. Параметры пластического деформирования сильно отличаются в точках на различном удалении от центра сечения профиля или заготовки.

Степень сдвиговой деформации увеличивается от центра к поверхности прессуемого профиля, достигая там  максимума. Чем больше градиент деформации, тем больше микроструктурные изменения по сечению профиля. Однако, оказывается,  не любая гетерогенность микроструктуры по поперечному сечения профиля приводит к дефекту «полосчатость» (англ. streaking).  

Влияние конструкции матрицы

Полосы вдоль продольных сварочных швов полых профилей трудно исключить полностью, однако интенсивность их проявления можно снизить за счет оптимизации конструкции матрицы. Продольные швы полых профилей обычно характеризуются малым размером зерна и отличной от смежных областей текстурой из-за высокой локальной сдвиговой деформации в сварном шве.  

Хотя течение металла в матрице всегда неоднородно, хорошо спроектированная матрица способна корректировать неоднородное течение металла так, чтобы сделать его почти однородным на выходе из матрицы. Поэтому хорошая конструкция матрицы является ключевым фактором для предотвращения возникновения дефекта «полосчатость».

Источник: X. Zhang et al, Aluminium Extrusion Technology Seminar, 2008.