?鋁合金具有輕量化、耐腐蝕、高回收率環保等優點,但由于鋁材料的延展率低、硬度低等導致成形困難、麻點多發等問題,制約生產的連續性。通過與諸多同行交流,發現麻點不良是普遍存在的行業難題,在此分享介紹我司麻點的控制方法。
鋁沖壓麻點成因及改善思路
麻點是沖壓過程中異物掉入拉延模具工作型腔內,零件成形后在表面形成的凸點不良,是各大主機廠均存在的長期性、復合性的生產不良。由于鋁材硬度較鋼材硬度更低,對于異物更敏感,更容易出現麻點不良,
針對鋁件麻點不良,解決思路從麻點形成原理及麻點影響兩個角度開展改善:
⑴異物,能否減少異物產生或帶入;
⑵異物受壓,即使有異物能否不受壓;
⑶麻點狀態,整車角度判斷是否需要返修,確立返修基準;
麻點返修基準建立
沖壓零件到整車狀態需進行電泳及噴涂,能夠對部分麻點不良進行遮蔽,但由于缺乏客觀的判斷方法,生產線檢過程依靠人工作業無法快速區分,現場操作只能判斷有無,有麻點零件直接進行返修處理,從而導致返修率高。針對該問題,麻點的返修基準非常有必要建立,首先主觀判斷將各麻點進行5 級分類,再制作測試樣件并依據分類對各麻點等級進行評定,通過涂裝噴涂測試評價麻點狀態,以此多次測試甄別出整車可遮蔽的麻點等級 ;同時,還針對樣件對不同級別麻點的變形情況進行了量化,III 級麻點的變形深度約為10μm,而涂裝噴涂及電泳涂裝膜厚基本在15μm 以上,3 級麻點凹陷在10μm 以下,具有遮蔽效果,
但現有的作業檢查工具依舊把全部麻點檢出,人員無法快速判斷返修點。為此,我們從檢查工具方面進行改善,測試了多種檢查工具,其中400#的砂紙很好地檢出I、II 級麻點,對III 級以下麻點缺乏檢出能力,為此我們進行了上千臺車的檢證,結果顯示,切換工具前后,涂裝后的可視麻點率并無明顯變化,判斷方案可行。通過優化檢查工具,減少了III 級以上麻點的返修,麻點返修率下降約50%。
??減少異物帶入
麻點產生來源于異物被壓到,通過對現場異物的管控來減少麻點很有必要,對現場異物可能來源進行全流程梳理,主要有以下四大領域,分別是:模具、設備、材料及生產環境,見圖9。材料管理主要通過材料收入時的檢查,生產環境主要保證車間的潔凈度及減少粉塵管理,這與常規鋼板沖壓并無區別,這里不做詳細描述。這里描述的主要差異是鋁板對于10μm 以上的異物變形更敏感,針對此特點我們對模具及設備清洗機進行了強化管理。
模具方面,為規避存放過程細微粉塵飄入,在采用了常規部件如防塵彎管、防塵板之外,還對模具上??蚣苓M行黃油涂抹,每批次生產后用薄膜進行覆蓋,以此來減少異物的帶入;此外,還需警惕模具本體油漆的脫落,除了確保模具制作過程刷漆質量,對于鋼絲繩直接接觸或可能剮蹭區域,應避免刷漆,避免油漆剮蹭掉落;通過對模具型面的拋光及鍍鉻,提升模具的表面光潔度及防止出現拉傷。生產前,對模具抬高閉合高度后進行空壓,再對模具表面進行擦拭,確認異物有無,以此來判斷模具潔凈度。
設備方面,除進行常規的機器人、輸送皮帶等清潔外,重點管控清洗機清洗能力,我司清洗機清洗能力經測試,有效過濾精度為50μm,可以滿足鋼板生產,但對于鋁板來說遠遠不夠,通過增加清洗機旁路過濾器對清洗油進行不間斷地過濾(圖10),將清洗機過濾精度提升至3μm,有效降低了外來異物帶入模具。
減少異物受壓面積
通過上述兩個大方向的對策執行,麻點率已控制在較低水平。但拉延過程中散發的鋁屑或其他異物造成麻點始終難以避免。既然異物無法規避,我們從麻點成形的必要條件入手,即異物掉入模具型面后不被壓到即可減少麻點的產生。方法為:在拉延模具型面進行細微的網格凹槽加工,用于儲藏碎屑異物,異物掉入該網格槽中,缺少了麻點成形的條件,就不會形成麻點。網格區域的選擇需避開強壓區及主應力集中的區域,加工過程關注網格與非網格區域的過渡處理,使過渡區不易在零件表面形成凹痕,見圖11。通過網格模的應用,網格加工區域麻點基本得到消除。
?效果確認
通過上述課題的開展,AION S 鋁發蓋麻點率從初期的90%削減至目前長期穩定的3%左右,節省返修工時3226 小時/年、節省壓機停線時間66 小時/年,合計節約能源成本、易損易耗品及勞務成本285500 元/年。
結束語
本文通過對麻點形成原理及麻點處理的過程分析,開展了3 個方向的對策改善。通過品質基準建立避免過度返修,減少品質浪費;針對鋁板的異物敏感性,對于模具潔凈度及設備清洗能力進行了強化管控及性能提升;通過拉延模具的工藝改良,加工網格進行儲屑減少異物受壓面積以此降低麻點概率;上述對策方向,對于各同行均有參考意義。核心的難點一是管理上,品質分級的過程需要全工藝段進行配合驗證;二是技術上,鋁板的敏感性網格模的應用需謹慎試點;需要各同行根據實際情況選擇性的進行測試應用。