在由SMM主办的2025SMM（第二届）华南铝产业大会-铝熔铸及挤压技术论坛上，肇庆新亚铝铝业有限公司 挤压分厂副厂长 许建胜围绕“多孔型材缩尾研究分析和解决措施”的话题展开分享。
研究意义
企业现状：
铝型材加工技术持续进步并趋于成熟，但挤压环节仍存在一些亟待解决的难题。
提升单机效率和成品率是长期目标，在挤压过程中，工艺、模具、操作和铝棒等因素均会影响型材质量，导致各类缺陷。
缩尾影响：
缩尾缺陷因需经阳极氧化才能发现，一经出现往往只能报废，造成较高生产成本，对企业影响较大。
本厂经验：
本厂致力于多孔型材的开发与应用，如何降低缩尾缺陷、稳定提升质量，成为生产管理的重要课题。
通过长期跟踪和实验，我们从模具、工艺、操作和铝棒等多方面进行改进，有效控制了缩尾缺陷，显著提高产品质量。
缩尾形成原因
缩尾定义：
指挤压型材在头部或尾部出现的一种漏斗状缺陷。形成于挤压过程后期（紊流阶段），并在阳极氧化处理后显现。该缺陷区域常包含表皮氧化物、油污或其他杂质，破坏了金属的致密性与连续性，严重影响材料的性能。
产生原因：
型材挤压过程中，因模具设计缺陷、加工不合理，挤压工艺不稳定、铝棒质量差或操作不当等因素，均可能导致缩尾产生。
具体来看造成缩尾的原因：
主要原因是模具设计或加工不合理，致金属流受阻、供应不均；此外，铝棒表面附着杂质或灰尘，挤压过程中头尾废料预留长度不足以及辅助物料及设备（如打油、挤压头、清缸饼）清洁不彻底等也是出现缩尾的原因。
皮下缩尾：挤压后期，死区与塑性流动区界面因剧烈滑移使金属发生强烈剪切变形并断裂，此时锭坯表面的氧化层、润滑剂等沿断裂面流出。同时，死区金属也随之流出模孔，包覆在制品表面，形成皮下缩尾。
中心缩尾：挤压后期，当挤压筒内锭坯剩余长度很短时，中心层金属流速增加，明显超前于外层流出，导致中心部位出现空缺。坯料后端表面的氧化物、润滑剂等杂质聚集于中心区域，填补该空缺，最终形成漏斗状的中心缩尾。
环形缩尾：挤压过程，堆积在挤压垫片和挤压筒角落的金属氧化物及脏物，沿后端难变形区界面向中心流动，但未流动至中轴线，从而形成环形缩尾。此类缺陷位于制品横截面中间层，形状可为完整圆环、半圆环或部分环状。
实验数据与分析
多孔型材缩尾实验：
模具： 以3孔分流模进行测试
目的：根据不同工艺测试，分析不同因素对产生缩尾的影响。
实验一
产生位置测试：
模具上机后，每支棒一次性挤完后，所产的型材分别在前段、中段、后段各取3米1支，分析其缩尾情况。
实验一研究结论
结论一：
缩尾位置与严重程度：
缩尾缺陷主要出现在每支铸锭所挤出的型材前端，且越靠近前端，缺陷越严重。
结论二：
出现阶段与铸锭数量无关：
在同一次挤压生产中，缩尾在早期阶段（如第3支铸锭）即已产生。其出现与一次挤压的铸锭总量无关，仅与挤压过程阶段有关。
结论三：
产生机制分析：
分流模的缩尾集中于前端，原因在于前一支铸锭在挤压末段时，铝料携带杂质、油污等进入模腔并残留；下一支铸锭开始挤压时，模腔内残留铝料首先被挤出，导致缩尾。因此，其根本成因仍为末段紊流所致。
实验二：
挤压速度影响：通过不同的挤压速度进行测试，检验挤压速度对产生缩尾缺陷的影响。
通过一系列的实验数据，最终得出研究结论：
当末段挤压速度在9.0-10.5m/min时，缩尾减短了0.1m左右；减慢末段挤压速度，紊流产生的程度变小，对减少缩尾缺陷有改善，但是并不十分明显。
实验三：
增加压余厚度：增加压余厚度理论上可以将更多的杂质保留在压余中去除，实验通过增加压余厚度来检验型材产生缩尾的程度。
通过一系列的实验数据得出研究结论：
压余厚度与缩尾长度成反比，能产生一定的效果，但不够理想；压余厚度增加会降低成品率，并导致模具进料口存铝不平整，进而引发型材表面线纹，影响表面质量，增加模具消耗。
实验四：
铝棒扫皮试验：通过扫棒机去除铝棒表皮的杂质、氧化层，减少杂质进入型材的可能。
通过一系列的实验数据最终得出研究结论：
缩尾长度基本没有变化；缩尾处颜色变浅，但未能彻底消除，客户不接受。
实验五：
模具改善：缩尾位置对应的孔数分流孔相对较小，通过修模扩大该分流孔进行试验。
通过一系列的实验数据，最终得出研究结论：
通过扩大分流孔，缩尾宽度缩小，长度减短，由原来的2.6m缩短至1.2米。
实验总结：
1. 在末段减速、增加压余长度、扫棒皮等方法均未达到明显减少缩尾的效果。但是通过有针对性的打大分流孔平衡供料，对减短缩尾长度有着明显的作用。
2. 在模具设计中，必须考虑型材的外接圆直径、形状、单重等综合因素，使之在挤压时供料平衡，防止死区杂质发生横向流动，从而达到减短、规避缩尾的目的。
3. 同时要对模具导流孔、桥位进行打磨打顺，形成促流角，增加金属流入速度。对型材边角位等进行打磨，增加金属供给量，减少摩擦力。
减少缩尾的具体措施
模具优化：
模具质量直接决定型材成形效果，优良的设计与精准加工对防止缩尾。
实心壁厚型材
模具优化方向： 通过优化导流板设计，增大挤压力。
以2750吨机、棒径228mm、挤压比50的6061合金实心型材（120x30mm）为例，因壁厚大、易产生粗晶，可采取以下措施：
将模具导流板设计为 5-10°倒锥(如下图）；定径带入口控制在 3mm 左右，线割加工为 3-6°锥度；通过上述方式增大挤压力，促进金属流动更加均匀，实现充分填充。
多孔模具：
多孔模在生产氧化料、电泳料时易出现缩尾，主要因金属流均匀性难以保证。
铝棒质量保证
铝棒质量直接影响型材品质。采用合金化、晶粒细化、均质化的高质量铝棒，对减少缩尾缺陷至关重要。
使用表面干净的均质棒
优先选用均质铝棒。铝棒温度达标后，均质处理可增强金属流动性，促进成分均匀分布，有利于提高出料速度和型材质量稳定性。
采用经扫棒机清理的铝棒，确保表面洁净，减少因氧化皮、灰尘和杂质导致的缩尾。
铝棒二级过滤
在铝棒铸锭过程中，建议采用二级过滤工艺，有效去除大颗粒杂质，避免其进入铝棒内部。此举可显著降低因金属流动不均引起的缩尾缺陷。
规范人员操作
禁止抹油：禁止在挤压垫片抹油或使用油布擦拭。避免油污阻碍晶粒间熔合，确保金属流动均匀，降低缩尾风险。
定期清理：定期清理挤压筒；保持挤压设备清洁，减少杂质及其他污染物混入，防止因此类异物导致缩尾缺陷。
限棒生产：实行限棒生产制度。每套模具应设定合理的生产棒数上限，避免因盲目追求产量而忽视潜在质量问题，防止隐性缺陷的产生。
研究总结
缩尾防治：铝型材挤压是一个非常复杂的过程，在实际生产中要综合考量影响缩尾的所有因素，有针对性的采取改善措施，禁止一刀切的行为。
缩尾质量改进：本厂在长期的实践过程中，不断的摸索、探究、交流，在改善缩尾质量缺陷中取得有效改进。
因地制宜，不断优化：每个铝加工企业在实际生产中都应从自身的条件出发，因地制宜采取适合自己的措施、工艺，不断优化、提升产品品质，将自身品牌做大做强。
