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    鋁板運輸過程產生凹斑缺陷的成因

          鋁板(厚度在0. 6~ 4. 0mm之間) 在運輸過程中經常產生凹斑缺陷,特別是汽車運輸過程中產生的凹斑缺陷尤為嚴重,給企業的生產和經營帶來極大的困擾。對此, 我們組成攻關小組, 認真調查分析, 找出了產生凹斑缺陷的在成因,并制定了防止凹斑缺陷產生的措施, 收到了良好的效果。
    1 對退貨及庫存板材的檢查

          對供給某廠因凹斑缺陷退貨的產品進行抽查,發現鋁板表面黑色凹斑較嚴重, 因影響產品使用而報廢, 而對庫存的同期生產的同種產品進行抽查, 發現無一有上述凹斑缺陷, 板材由汽車運輸至該廠只有兩天時間,且此種缺陷是板材運抵該廠拆箱檢查時即發現, 板材封閉良好, 在運輸途中未受到任何損傷, 氣候干燥涼爽, 又非熱包裝, 因此可以確認凹斑缺陷是運輸過程中發生的。

    2 凹斑缺陷的形貌
          板材凹斑缺陷檢查發現, 凹斑呈黑色凹坑, 凹坑邊部有白色放射狀的環, 凹坑中間有斑點突起, 且有金屬亮點, 凹坑中由黑色顆粒(粉末) 填充, 凹斑的邊部為橢圓形, 其長軸與板材的縱向平行, 其表面積為6~ 20mm2。
    3 凹斑缺陷發生的部位
          仔細觀察凹斑缺陷,發現凹斑的分布在鋁板的縱向上無任何規律, 而橫向成行分布間距不等, 橫向凹班的連線與縱向垂直。如果一張鋁板有凹斑缺陷, 則與之相鄰面的另一張鋁板上產生的凹斑與之完全相同。也就是說, 凹斑缺陷發生在相互接觸的兩板材表面, 且相互接觸的兩板材表面的凹斑缺陷成對出現。發生凹斑缺陷的板材, 其厚度在0. 6~ 4. 0mm之間,且非標準板居多。非標準板材采用簡易包裝, 其包裝方法示于圖1, 凹斑缺陷均發生在框架包裝的外部,并且在框架的邊緣處尤甚。

    4 凹斑缺陷成因分析
          通過檢查分析,認為在運輸過程中發生的凹斑缺陷: 從產生的時間、外部環境、缺陷的形貌和發生的位置來看, 既不是鋁板表面均勻的腐蝕、斑痕腐蝕, 也不是由于冶金缺陷、外來壓入物及生產過程中所造成的缺陷。因此只可能是摩擦腐蝕, 確切地說,是由于摩擦而使固體粒子對金屬的沖蝕磨損造成的。為證明此點,我們來看一下固體粒子對金屬的沖蝕磨損的特征和影響因素。固體粒子對金屬的沖蝕磨損通常是指粒徑小于1mm、沖擊速度不超過50m /s的固體粒子沖擊材料表面所造成的損傷。塑性金屬被固粒子沖蝕后, 其特征是存在大量的沖蝕凹坑圈, 在凹坑的邊緣有隆起,對沖蝕坑的觀察結果表明, 凹坑處存在有材料沿粒子沖擊方向上的流動,直至材料在高的應變下斷裂, 成為碎屑。加工硬化的材料, 在粒子沖擊時, 這種表層材料
    因應變高而斷裂得快。而純鋁被粒子沖擊后, 則形成凹坑和金屬轉移的唇或圈, 由于表面摩擦和晶格變形, 在表面層產生的熱量甚至會造成表面金屬的熔化。事實上, 已發現的粒子表面有鋁熔化后形成的凝固薄層, 脫離的碎片發生了再結晶。
         固體粒子撞擊金屬表面時, 常常發生破碎、粒子壓入, 造成屑片遷移, 并形成已受到損傷且容易被破壞的翻邊或擠壓唇,由于粒子在沖擊表面上的破碎四射, 造成一次沖擊坑的二次損傷, 而加速磨損。在腐蝕性氣氛或存在有腐蝕性熔鹽或微粒時,沖蝕磨損-熱腐蝕過程更為復雜。因熱腐蝕產物的抗沖蝕磨損能力低, 很容易被沖蝕磨損掉, 這樣兩者加速磨損。鋁表面存在異物或硬顆粒(金屬或金屬氧化物顆粒) 是在所難免的, 正是這些硬粒在相互接觸的鋁板間起到了磨粒的作用。我們注意到, 板材軋制有微小波紋時, 缺陷只發生在兩板相接觸的波峰處, 鋁板在框架外處于自由狀態, 隨汽車的顛簸而上下震蕩, 相互接觸的鋁板在波峰處相互撞擊摩擦, 形成凹斑缺陷。從缺陷中還可發現, 凹斑缺陷中被黑色顆粒(粉末) 填充, 這種粉末是鋁末的氧化物, 是在摩擦時較高的溫度下發生氧化產生的,此點正與沖蝕磨損中產生的高熱相呼應。產生的氧化物硬而脆, 在沖蝕磨損中又充當“硬顆?!?, 更加劇了磨損的進行。
          上面我們分析了框架外部的磨損情況,而框架邊緣處其磨損形式與外部不同,為何也能產生相似的磨損呢? 經分析認為在框架處磨損的形式為微動磨損,所謂微動磨損即兩個作小振幅相對擺動的表面間所發生的磨損現象。微動磨損表面的形貌特征為碟形坑狀。在框架邊緣處, 表面上好似相對靜止的鋁板, 實際上經由框架外鋁板振動傳遞交變載荷因素引起的輕微往復運動使板面間產生相互微動磨損,在磨粒及鋁板間表面壓力的作用下, 加劇磨損的進行, 使得框架邊緣處的磨損比框架外部更甚。

    5 防止產生凹斑缺陷的措施
    5. 1 0. 6~ 0. 4mm的非標準板材應采用GB3199-82的1. 8. 1- C規定的包裝方法。

    5. 2 加壓包裝, 防止板材在包裝箱內相對運動。

    5. 3 在板材之間涂油或加紙。
    6 結論

          鋁板( 0. 6~ 4. 0mm) 表面凹斑缺陷的成因: 在框架外部,由于運輸中顛簸而使鋁板接觸面相互撞擊摩擦, 在其間的硬質顆粒作用下而產生固體粒子, 造成對金屬的沖擊磨損。在框架邊緣處, 由于框架外部鋁板振動傳遞交變載荷因素而引起輕微的往復運動,在板面間壓力作用下產生微動磨損,凹斑中的粉末是黑色的含有一定的立方γ- 氧化鋁。




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