Punca corak kulit harimau dan kulit oren pada cakera aluminium yang digunakan dalam peralatan dapur semasa pengecapan dan regangan

1. pengenalan: Kesan Industri Kecacatan Tekstur Permukaan pada Cakera Aluminium untuk Peralatan Dapur

Cakera aluminium untuk peralatan dapur (terutamanya diperbuat daripada 3003, 5052, dan 1100 aloi, dengan ketebalan 0.8-3.0mm) selalunya mengalami dua kecacatan permukaan biasa selepas pengecapan dan lukisan: “belang harimau” (berkala, corak terang dan gelap berbentuk jalur dengan jarak 2-5mm) dan “kulit oren” (tidak teratur, permukaan kasar yang tidak rata dengan kekasaran Ra >1.6μm). Bahaya mereka dicerminkan dalam tiga aspek:

Kegagalan Penampilan: Kegagalan untuk memenuhi piawaian industri untuk permukaan peralatan dapur (“tiada corak yang kelihatan, Ra ≤0.8μm”) (mis., GB/T 32073-2015 Peralatan Dapur Aluminium dan Aloi Aluminium), dengan kadar kecacatan maksimum sebanyak 25%;

Risiko Prestasi: Noda minyak dan mikroorganisma mudah terkumpul di kawasan bertekstur, dan kepekatan tekanan tempatan (tekanan di kawasan jalur harimau ialah 30% lebih tinggi daripada di kawasan biasa) mengurangkan rintangan kakisan peralatan dapur (hayat ujian semburan garam dipendekkan oleh 40%);

Kerugian Kos: Kecacatan meningkatkan kadar kerja semula, menaikkan kos pemprosesan unit sebanyak 15-20% (mis., sebuah kilang peralatan dapur mengalami kerugian tahunan melebihi 2 juta yuan kerana kulit oren).

Intipati kedua-dua kecacatan ini terletak pada ubah bentuk plastik tidak sekata bahan, tetapi mekanisme pembentukan mereka berbeza, memerlukan kebolehkesanan yang tepat daripada pelbagai dimensi. Terutamanya, menganalisis kecacatan ini adalah bahagian penting dalam menangani Masalah dalam memproses cakera aluminium untuk peralatan dapur.

2. Definisi dan Pembezaan Ciri Belang Harimau dan Kulit Oren

(1) Belang Harimau

Ciri Penampilan: Jalur terang dan gelap berkala diedarkan di sepanjang arah lukisan, kebanyakannya muncul pada bahagian yang dilukis dalam (mis., dinding sisi periuk). Jarak jalur berkurangan apabila kedalaman lukisan bertambah (2jarak mm pada kedalaman 50mm, 1.2jarak mm pada kedalaman 80mm);

Petunjuk Pengujian: Nampak dengan mata kasar (diperhatikan pada sudut 45° di bawah cahaya semula jadi), dengan sisihan ketebalan >8% di kawasan berjalur (≤5% di kawasan biasa). Pemerhatian metalografik menunjukkan bahawa orientasi butiran di kawasan jalur disusun mengikut arah;

Senario Biasa: Sangat lazim apabila memproses periuk yang ditarik dalam (nisbah lukisan >2.0) menggunakan 3003 Cakera aluminium suhu O.

(2) Kulit Jeruk

Ciri Penampilan: Permukaan kasar yang tidak sekata, sama dengan tekstur kulit oren, kebanyakannya muncul pada bahagian yang dilukis cetek (mis., bahagian bawah kuali) atau bahagian yang dicop, dengan ketinggian tidak sekata 0.05-0.2mm;

Petunjuk Pengujian: Kekasaran permukaan Ra >1.6μm (peralatan dapur yang layak memerlukan Ra ≤0.8μm), dengan rasa berbutir yang jelas apabila disentuh. Pemerhatian mikroskopik mendedahkan sejumlah besar tonjolan kecil (0.1-0.5diameter mm) pada permukaan;

Senario Biasa: Sangat lazim apabila memproses kuali berdinding nipis (ketebalan <1.2mm) menggunakan 5052 Cakera aluminium suhu H14.

3. Punca Teras Belang Harimau: Turun Turun Tekanan Berkala dan Ubah Bentuk Arah

(1) Perbezaan Arah dalam Struktur Mikro Bahan

Orientasi Bijian Tidak Sekata: Semasa penggulungan cakera aluminium, kelajuan bergolek tidak sekata (mis., ±5% turun naik dalam kelajuan kilang rolling sejuk) menyebabkan bijirin menjajarkan arah sepanjang arah bergolek (darjah tekstur >0.8). Semasa mengecap dan melukis, butir arah mudah dilalui “slip kumpulan” dalam arah tekanan, membentuk jalur ubah bentuk berkala. Apabila jarak jalur ubah bentuk ini mengganggu panjang gelombang pantulan cahaya (400-760nm), muncul jalur harimau terang dan gelap berselang-seli.

Contoh: Disebabkan turun naik kelajuan rolling sejuk (20m/min → 22m/min) dari 3003 Cakera aluminium O-temper di kilang, tahap tekstur dicapai 0.85, dan kejadian belang harimau dalam pasu yang ditarik dalam meningkat daripada 5% ke 32%.

Taburan Berkala Zarah Fasa Kedua: Dalam 3003 aloi aluminium, Zarah fasa kedua AlFeSi (1-3diameter μm) boleh membentuk agregat berkala (2-5jarak mm) semasa bergolek. Semasa melukis, kepekatan tegasan mudah berlaku dalam matriks di sekeliling zarah, membentuk jalur ubah bentuk selaras dengan tempoh pengedaran zarah. Apabila pecahan isipadu zarah >1.2%, kejadian belang harimau meningkat dengan ketara (28% kejadian pada 1.5% pecahan isipadu, sahaja 8% di 1.0%).

(2) Turun Berkala dalam Parameter Proses

Perubahan Denyutan dalam Kelajuan Lukisan: Jika tekanan sistem hidraulik dalam mesin lukisan hidraulik tidak stabil (turun naik ±0.5MPa), kelajuan lukisan akan berubah secara berdenyut (mis., 1.0m/s → 1.2m/s → 1.0m/s). Apabila kelajuan meningkat secara mendadak, kadar ubah bentuk tempatan bahan melebihi kadar pemulihan dinamik (kira-kira 0.8m/s untuk 3003 O-temper), membentuk “jalur ubah bentuk berlebihan”; apabila kelajuan menurun secara mendadak, ubah bentuk menjadi perlahan “jalur ubah bentuk yang lemah”. Penampilan bergantian jalur ini membentuk jalur harimau.

Data Makmal: Apabila kelajuan lukisan turun naik sebanyak ±10%, kejadian belang harimau meningkat daripada 6% ke 21%.

Ketidakseimbangan Berkala Kekuatan Pemegang Kosong: Jika daya pemegang kosong berubah-ubah secara berkala dengan pukulan pengecapan (mis., ±15% turun naik daya yang disebabkan oleh kehausan mekanisme pemegang kosong jenis cam), kelajuan aliran bahan tepi cakera aluminium akan berubah secara berkala. Kelajuan aliran cepat terbentuk “jalur tebal”, manakala kelajuan aliran perlahan terbentuk “jalur nipis”. Perbezaan ketebalan membawa kepada pemantulan cahaya yang berbeza, mempersembahkan corak jalur. Contoh: Apabila daya pemegang kosong turun naik dari 5000N ke 5750N, sisihan ketebalan dinding sisi periuk meningkat daripada 5% ke 12%, mengakibatkan belang harimau yang jelas.

(3) Kecacatan Berkala Acuan

Kehausan Berkala Permukaan Acuan: Jika permukaan tebuk mempunyai calar berkala (jarak selaras dengan lejang setem, kira-kira 3-5mm) kerana pelinciran yang tidak mencukupi, calar akan menjadi “disalin” ke permukaan cakera aluminium semasa melukis, membentuk jalur harimau mekanikal. Apabila kekasaran permukaan acuan Ra meningkat daripada 0.4μm kepada 1.2μm, kejadian belang harimau tersebut meningkat daripada 3% ke 18%.

Pengudaraan Lemah Berkala dalam Rongga Acuan: Jika lubang bolong acuan diedarkan secara berkala (mis., satu lubang φ1mm setiap 4mm) dan beberapa lubang tersumbat, tekanan rongga akan berubah secara berkala (-0.01MPa → -0.03MPA) semasa melukis, membawa kepada perbezaan ketumpatan pembentukan tempatan bahan dan membentuk jalur terang dan gelap.

4. Punca Teras Kulit Oren: Ketaksamaan Plastik Tempatan dan Penonjolan Mikro

(1) Aspek Bahan: Struktur Mikro Tidak Sekata dan Taburan Zarah Keras

Perbezaan Berlebihan dalam Saiz Bijirin: Proses penyepuhlindapan cakera aluminium yang tidak betul (mis., 3003 O-temper disepuhlindapkan pada 320 ℃ < standard 340-360 ℃, masa penahanan 0.5j < standard 1.5j) membawa kepada saiz bijian yang tidak sekata (bijirin maksimum 50μm, bijirin minimum 10μm). Semasa melukis, bijirin besar mudah dilalui “gelinciran intragranular”, manakala butiran kecil sukar berubah bentuk kerana rintangan ubah bentuk yang tinggi, membentuk permukaan seperti kulit oren dengan “tonjolan bijirin besar dan lekukan bijirin kecil”.

Data Terukur: Apabila perbezaan saiz butiran >40μm, kejadian kulit oren mencecah 45%; apabila perbezaan <20μm, kejadiannya hanya 12%.

Kehadiran Zarah Keras dan Kemasukan: Zarah keras yang dibentuk oleh unsur seperti Fe dan Si dalam aloi aluminium (mis., fasa AlFeSi, kekerasan HV180, kekerasan matriks HV30) atau kemasukan asing (mis., zarah aluminium oksida, 5-10diameter μm) sukar berubah bentuk dengan matriks semasa lukisan dan kehendak “tolak ke atas” matriks sekeliling untuk membentuk tonjolan kecil. Apabila kandungan zarah keras >0.7% (3003 piawai aloi ≤0.6%), kejadian kulit oren meningkat daripada 15% ke 38%.

Filem Oksida Ketebalan Tidak Sekata: Ketebalan tidak sekata filem oksida pada permukaan cakera aluminium (5µm → 12µm) disebabkan oleh prarawatan yang tidak betul (mis., turun naik masa basuh alkali 10s → 20s) membawa kepada rintangan ubah bentuk yang tinggi di kawasan filem tebal dan mudah ubah bentuk berlebihan di kawasan filem nipis, membentuk permukaan yang tidak rata. Di sebuah kilang, disebabkan suhu tidak sekata dalam tangki basuh alkali (50℃ → 60℃), perbezaan ketebalan filem oksida mencapai 8μm, dan kadar kulit oren melebihi 40%.

(2) Aspek Proses: Kepekatan Tekanan Tempatan dan Kegagalan Pelinciran

Nisbah Lukisan Tempatan Berlebihan: Semasa mengecap dan melukis, jika kelengkungan tempatan rongga acuan terlalu besar (mis., R=2mm < standard 5mm pada sambungan pemegang periuk), nisbah lukisan tempatan akan mencapai 2.8 (jauh melebihi 3003 Had O-temper of 2.2). Tempatan “ubah bentuk plastik yang berlebihan” daripada bahan membentuk tonjolan berkedut, yang bertindih untuk menghadirkan kulit oren. Contoh: Apabila fillet tepi kuali R=3mm, nisbah lukisan tempatan ialah 2.5, dan kadar kulit oren ialah 28%; apabila R=6mm, nisbah lukisan ialah 1.8, dan kadarnya menurun kepada 9%.

Perbezaan Geseran Tempatan Disebabkan oleh Pelinciran Tidak Sekata: Penyemburan pelincir tidak rata (mis., penyemburan terlepas tempatan) meningkatkan pekali geseran daripada 0.05 (biasa) ke 0.18 (kawasan yang tidak dilincirkan). Bahan di kawasan yang tidak dilincirkan terus bergesel dengan acuan, menghasilkan “ubah bentuk seret” dan membentuk tonjolan yang tidak teratur. Di kilang peralatan dapur, disebabkan penyumbatan muncung penyembur automatik, kadar liputan pelinciran menurun daripada 98% ke 85%, dan kadar kulit oren meningkat daripada 12% ke 35%.

Ketidakcukupan Tempatan Pasukan Pemegang Kosong: Sisihan selari pemegang kosong (>0.1mm/100mm) menyebabkan kuasa pemegang kosong tempatan tidak mencukupi (mis., 3000N < standard 5000N di kawasan tertentu). Bahan di kawasan ini mengalir terlalu cepat, membentuk “tonjolan terkumpul” yang mencipta perbezaan ketinggian dengan kawasan normal di sekeliling, mempersembahkan bentuk kulit oren.

(3) Aspek Acuan: Kekasaran Permukaan dan Cacat Rongga

Kekasaran Permukaan Acuan Berlebihan: Penggilapan permukaan cetakan yang tidak mencukupi (Ra=1.6μm > standard 0.4μm) menyebabkan permukaannya kasar “dicetak” ke permukaan cakera aluminium, membentuk kulit oren selaras dengan tekstur acuan. Keputusan Terukur: Apabila acuan Ra=0.8μm, cakera aluminium siap Ra=1.2μm (kulit oren); apabila Ra=0.2μm, hasil siap Ra=0.6μm (berkelayakan).
Rongga Kecil dalam Rongga Acuan: Rongga kecil yang tinggal dalam rongga acuan disebabkan oleh kesilapan pemprosesan (mis., Pengilangan CNC sisa lekukan kecil, kedalaman 0.05mm) menghalang bahan daripada mengisi lekukan semasa lukisan, membentuk “tonjolan terbalik”. Superposisi pelbagai lekukan menunjukkan bentuk kulit oren. Di kilang acuan, disebabkan kehausan pemotong penggilingan, kadar kemurungan rongga dicapai 15%, membawa kepada kadar kulit oren melebihi 30% dalam peralatan dapur.

5. Pengesahan Kes Industri: Pengenalpastian Punca dan Penyelesaian

Kes 1: Belang Harimau pada Periuk Yang Dilukis Dalam dengan 3003 Cakera Aluminium O-Temper

Fenomena Masalah: Jalur terang dan gelap dengan jarak 3mm pada dinding sisi pasu, 28% kadar kecacatan;

Sebab Siasatan:

1. Turun naik kelajuan kilang gelek sejuk ±8%, darjah tekstur cakera aluminium 0.88 (piawai ≤0.7);

1. Turun naik tekanan mesin lukisan hidraulik ±0.8MPa, kelajuan lukisan berdenyut;

Langkah-langkah Pengesahan: Laraskan kestabilan kelajuan rolling sejuk kepada ±2%, menggantikan pengedap sistem hidraulik (turun naik tekanan dikurangkan kepada ±0.2MPa);

Hasilnya: Kadar jalur harimau dikurangkan kepada 6%, memenuhi piawaian industri.

Kes 2: Kulit Oren pada Kuali Penggorengan Cetek dengan 5052 Cakera Aluminium H14-Temper

Fenomena Masalah: Bahagian bawah kuali Ra=2.2μm, kasar bila disentuh, 35% kadar kecacatan;

Sebab Siasatan:

1. Suhu penyepuhlindapan 310 ℃ (di bawah standard 370-390 ℃), perbezaan saiz bijian 55μm;

1. Permukaan acuan Ra=1.2μm (melebihi standard);

Langkah-langkah Pengesahan: Laraskan proses penyepuhlindapan (380℃ × 2j), acuan menggilap kepada Ra=0.2μm;

Hasilnya: Kadar kulit oren dikurangkan kepada 10%, Ra stabil pada 0.7-0.8μm.

6. Arahan Pencegahan Berorientasikan Sebab (Permohonan Dilanjutkan)

Bahan Tamat: Kawal kandungan Fe dalam 3003 aloi ≤0.6%, perbezaan saiz butiran selepas penyepuhlindapan ≤20μm, ketebalan filem oksida 5-8μm (sisihan ±1μm);

Proses Tamat: Kekalkan kestabilan kelajuan lukisan ±5%, turun naik daya pemegang kosong ±5%, kadar liputan pelincir ≥98%;

Hujung Acuan: Pastikan permukaan acuan Ra ≤0.4μm, tiada rongga dalam rongga, jarak lubang bolong seragam (≤3mm) dan tiada sekatan.

Langkah-langkah pencegahan ini adalah penting untuk menyelesaikan Masalah dalam memproses cakera aluminium untuk peralatan dapur dan meningkatkan kualiti produk.

7. Kesimpulan

Punca utama belang harimau dalam pengecapan dan lukisan cakera aluminium untuk peralatan dapur ialah ubah bentuk tidak sekata yang disebabkan oleh faktor berkala (orientasi bijirin, turun naik proses, acuan kecacatan berkala); manakala kulit oren disebabkan oleh tonjolan mikro yang disebabkan oleh faktor tidak berkala (bijirin tidak sekata, zarah keras, ketidakseimbangan proses tempatan). Mengesan punca kedua-dua kecacatan ini memerlukan penyepaduan struktur mikro bahan, parameter proses, dan keadaan acuan. Melalui “kawalan kuantitatif + pelarasan yang disasarkan”, kadar kecacatan dapat dikurangkan dengan berkesan, memberikan perlindungan untuk kualiti permukaan produk peralatan dapur aluminium. Menangani kecacatan tekstur ini adalah langkah utama dalam menyelesaikan Masalah secara menyeluruh dalam memproses cakera aluminium untuk peralatan dapur.