第二章 鋁型材擠壓

1、第四章 鋁型材擠壓一、 概 論擠壓就是對放在擠壓筒中的鋁錠施加以壓力，使之通過?？壮尚偷囊环N壓力加工方法。最基本的擠壓方法有正向擠壓與反向擠壓，它們的區(qū)別在于金屬流動的方向與擠壓桿的運動方向是否相同，是則為正向擠壓，反則為反向擠壓。特點區(qū)別在于金屬與擠壓筒內壁間有無相對運動，或者說有無外摩擦。除此之外，工業(yè)上常用的擠壓方法還有：測向擠壓、玻璃潤滑擠壓、靜液擠壓、連續(xù)擠壓。擠壓過程可分為三個階段：首先是填充階段，在此階段鋁棒受到擠壓桿的作用，首先充滿擠壓筒和模孔，此時壓力急劇上升到100Kg/mm2左右，即從進料到脫氣結束。其次是擠壓平流階段，擠壓筒充滿鋁后，擠壓力迅速上升到210Kg/mm2左

2、右，開始出料。此階段壓力隨著鋁棒與擠壓筒接觸長度的縮短，外摩擦力不斷減小，擠壓力幾乎呈直線下降。再次是擠壓終了階段，即擠壓筒內鋁棒長度減小到變形區(qū)壓縮錐高度時到擠壓完成。正擠壓擠壓力擠壓軸位移反擠壓圖11：正、反向擠壓時典型的擠壓力與行程曲線擠壓加工的優(yōu)點：提高金屬的變形能力。制品綜合質量高。產(chǎn)品范圍廣。生產(chǎn)靈活性大。工藝流程簡單、設備投資少。擠壓加工的缺點：制品組織性能不均勻。擠壓工模具的工作條件惡劣、工模具損耗大。生產(chǎn)效率較低。擠型車間工作流程：均質（預熱）擠壓矯直鋸切裝框后段。二、 均勻化處理合金的均勻化處理能提高擠壓速度，同未均勻化處理的鑄錠相比，大約可以使擠壓力降低6%10%。均勻化

3、處理后冷卻速度對組織的析出行為有重要影響。對均熱后快冷的鑄錠，Mg2Si幾乎能全部固溶于基體，過剩的Si也將固溶或以彌散析出的細小質點存在。這樣的鑄錠可以在較低溫度下快速擠壓，并獲得優(yōu)良的力學性能和表面光潔度。在擠型一車間，鑄錠均勻化退火和擠壓前鋁錠加熱是在同一鋁棒加熱爐中完成的。進料區(qū)的溫度一般設在580左右，保溫區(qū)的溫度一般設在560左右，出料區(qū)的溫度一般設在500左右。在擠型新車間，擠壓使用的鋁棒在從熔鑄車間生產(chǎn)出來后已經(jīng)進行了專門的均質處理，在擠壓前只需在燃氣爐中加熱快速升溫至擠壓溫度即可。鋁合金熔體在非平衡條件下凝固時，首先結晶的固相和隨后析出的固相成分來不及擴散均勻，使結晶組織形成

4、晶內及晶界偏析，由于枝晶網(wǎng)胞間及晶界上非平衡相較脆，加工性能不良，所以需要實行均質處理措施。非平衡相結晶使晶粒間存在鑄造應力，引起成分不均。這種狀態(tài)在熱力學上不穩(wěn)定，有加熱提高原子熱擴散能力，轉化為平衡狀態(tài)的趨勢。均勻化退火，主要的組織變化是枝晶偏析消除，非平衡相溶解和過渡元素相沉淀，溶質濃度均勻化，過均勻化退火時，不溶的過剩相也會發(fā)生聚集球化。保溫慢冷時，高溫下溶入固溶體的溶質，將按照溶解度隨溫度降低而減小的規(guī)律，在晶粒內部較均勻地沉淀析出。通常采用的均質溫度為0.90.95 Tm，其中Tm表示非平衡固相線溫度。有時，在低于非平衡固相線溫度進行均勻化退火，難以達到組織均勻的目的，即使能達到也

5、往往需要極長的保溫時間。因此實現(xiàn)在非平衡固相線溫度以上但在平衡固相線溫度以下的退火工藝，稱為高溫均勻化退火。高溫均勻化退火時，非平衡共晶在開始階段熔化，保溫相當長時間后，液相消失，溶質元素進入固溶體中，在原來生成液相的部位，即在晶粒間和枝晶網(wǎng)胞間留下顯微空隙，若鑄錠氫含量不超過一定值或不產(chǎn)生晶間氧化，則這些顯微缺陷可以修復。三、 擠 壓圖12：擠壓過程前后期金屬流動比較擠壓過程中，關鍵要控制好溫度和速度。首先是棒溫，溫度太高則制品表面質量差，溫度太低則有可能擠不動，或者導致出口溫度過低達不到淬火溫度，從而形成的固溶體過飽和度低，導致硬度不夠。其次是模具溫度，溫度低則制品表面光滑，但是太低則可能

6、擠不動，溫度太高則制品表面質量差，所以必須嚴格控制模具加溫時間。導致產(chǎn)品硬度偏低的幾個原因：鋁棒成分偏低。擠壓溫度不夠，導致出料溫度沒有達到淬火溫度（原則上淬火溫度必須達到固溶曲線以上，固相線以下。但如果沒有達到固溶曲線以上，則過飽和度低一些）。淬火冷卻速度不夠，使已經(jīng)溶解的強化相又從基體從析出來（為使制品充分固溶，當然是淬冷速度越快越好，但是不同合金的固溶相的析出速度不同，淬火敏感性高的合金如6061、2017等必須過水冷卻，淬冷速度要求達到50/S。其他一般合金（如6063）要求達到2.53.0/S，也就是說要在100S左右冷卻到200以下）。時效工藝不對或者裝框方式不對。擠壓過程一些基本參數(shù)：盛錠筒溫度一般400，最高450；液壓油允許最高溫度50；擠壓機主缸油壓一般控制在210Kg/cm2之內；盛錠筒直徑比壓餅直徑大0.2mm0.3mm，盛錠筒直徑比清缸墊大0