铝合金挤压生产知识

一、铝合金的挤压生产

1．挤压时金属的变形过程分为几个阶段？

分为：⑴填充挤压阶段；⑵平流压出阶段；⑶紊流压出阶段。

2、什么是挤压比（λ）？挤压6063型材时，挤压比（λ）在什么范围内最合适？

挤压筒内铝棒的截面积与挤出型材的截面积之比，称为挤压比（λ）或挤压系数（λ）。

挤压系数是挤压工艺最重要的内容，根据制品外形和截面面积选择挤压筒的直径。挤压系数一般＞9。平模当λ＝9～40时使用寿命较长，分流模的挤压系数应在20～70范围内。系数过小会产生焊接不良。所以挤压空心型材的挤压系数比实心型材的大。如挤压Φ101×25管材，当λ=15时焊合不好，选择λ=38时管材焊合良好。挤压系数太大，挤压困难，而且因铝棒较短造成产品的成品率太低，影响经济技术指标。

3．生产过程中如何控制挤压温度？

铝棒温度应保持在440～520℃之间（以6063为例），加热时间均在6小时以上。挤压筒加热到400～440℃。模具温度为400～510℃，保温时间1～4小时。

4、选择挤压温度应遵循哪些原则？

6063合金铝棒的挤压温度通常在470～510之间，有时也可在较低温度下挤压。选择铝棒温度的原则：⑴为获得较高的机械性能，应选择较高的挤压温度；⑵当挤压机能力不足，可通过提高铝棒温度来提高挤压速度；⑶当模具悬臂过大时，可提高铝棒温度，以减小

铝棒对模具的压力及摩擦力；⑷挤压温度过高会使产生气泡、撕裂及由于模具工作带粘铝造成表面划痕严重；⑸为了获得高表面质量的产品，宜在较低温度下挤压

5、如何控制挤压速度？

挤压速度是影响生产率的一个重要指标。挤压速度取决于合金种类、几何形状、尺寸和表面状态，同时也与铸锭质量息息相关。要提高挤压速度，必需合理控制铝棒温度、模具温度、挤压筒温度。6063铝合金挤压速度范围为：9～80M/min，其中实心型材为：20～80M/min，空心型材的挤压速度一般为实心型材挤压速度的0．5～0．8倍。

6、什么是均匀化？

通常将6063铝棒在560℃保温6～8小时，使合金的Mg2si相以细小质点均匀分布在整个金属基体中，且消除铸造应力，铸锭出炉后以较高速度冷却（水冷或风冷），这种热处理工艺称作均匀化。

7、在挤压生产中，均匀化有什么作用？

⑴能提高型材的机械性能；⑵降低挤压力约10～15％；⑶大大提高挤压速度；⑷降低合金的挤压摩擦，提高模具寿命；⑸减少型材的挤压痕，改善型材的氧化着色质量。

8、怎样计算挤压机每小时产量？

挤压机每小时产量按下面公式计算：

As=3600×F×P［1Vi÷tf/（Ld-1）］

其中：As-挤压机每小时产能（t/h）

F-铸锭截面积（㎡）

P-铸锭密度（m3）

tf-辅助机构空程和工作行程时间（秒）

Ld-铸锭长度（m）1-压余长度（m）

Vi-平均挤压速度（m）

9、如何实现6063合金的快速挤压？

⑴严格控制铸锭的化学成分，如采用铝含量99．7％以上的铝锭作为基体，Mg+Si总量在1．0 ％左右，Mg：Si控制在1．5～1．7，Fe含量要在0．20％以下；⑵用Ti-B细化铸锭晶粒，对铸锭均匀化处理；⑶挤压出口处型材温度控制在515～525℃左右；⑷模具工作带应光洁，并生产一定量型材后就要氮化处理重新抛光。

10．型材在挤压过程中，如何消除弯曲、扭拧、尺寸不合格等缺陷？除了正确设计模具和认真修理模具外，可采取以下措施消除上述缺陷：⑴设置导路：让温度高具有可塑性的型材沿着规定路线移动，从而消除缺陷；⑵使用牵引机：通过牵引型材，起到导路作用，从而克服各模孔流速不均匀而引起的各类缺陷。

11．什么是淬火处理？

淬火是为了使模子出口处的型材快速冷却到室温，将在淬火温度下固溶于基体金属中的强化项Mg2Si保留在基体内。6063合金的淬火敏感性较低，可以实现风冷淬火；而6061合金则必需采用水冷淬火。12．张力矫直有什么作用？

张力矫直是使型材在张力作用下产生塑性变形而实现矫直，从而消除型材的弯曲、扭拧、波浪等缺陷。6063-T5合金型材的拉伸量为0．5％～1．5％。

13．什么是人工时效处理？

人工时效是合金过饱和固溶体在固溶温度以下析出Mg2Si强化相而使合金强化的过程，人工时效处理是铝合金最重要的热处理，是改善合金组织构造和性能的重要手段，经过人工时效处理后强度可提高50％以上，消除了挤压残余应力，合金元素在时效中变得更均匀，固溶化更好，为氧化着色提供了一个组织均匀的表面，可获得色差小色调均匀的优质型材。

时效处理的温度和时间依合金种类、合金元素含量而变化，如果工艺参数选择不当，同样会造成组织结构和表面状态的差异。6063铝合金通常采用200℃，保温两小时，决不宜高于210℃。

二、铝合金挤压型材常见缺陷及解决办法

⑴划、擦、碰伤：划伤、擦伤、碰伤是当型材从模孔流出以及在随后工序中与工具、设备等相接触时导致的表面损伤。

主要原因

1)铸锭表面附着有杂物或铸锭成分偏析，在挤压过程中金属流经

工作带时，这些杂物或偏析浮出物附着在工作带表面或对工作带造成损伤，，最终对型材表面造成划伤；

2)模具型腔或工作带上有杂物，模具工作带硬度较低，使工作带

表面在挤压时受伤而划伤型材；

3)出料轨道或摆床上有裸露的金属或石墨条内有较硬的夹杂物，

当其与型材接触时对型材表面造成划伤；

4)在叉料杆将型材从出料轨道上时，由于速度过快造成型材碰伤；

5)在摆床上人为拖动型材造成擦伤；

6)在运输过程中型材之间相互摩擦或挤压造成损伤。

解决方法

1）加强对铸锭质量的控制；

2）提高修模质量，模具定期氮化并严格执行氮化工艺；

3）用软质毛毡将型材与辅具隔离，尽量减少型材与辅具的接触损伤；

4）生产中要轻拿轻放，尽量避免随意拖动或翻动型材；

5）在料框中合理摆放型材，尽量避免相互摩擦。

（二）机械性机能不合格

主要原因

1）挤压时温度过低，挤压速度太慢，型材在挤压机的出口温度达不到固溶温度，起不到固溶强化作用；

2）型材出口处风机少，风量不够，导至冷却速度慢，不能使型材在最短的时间内降到200℃以下，使粗大的Mg2Si过早析出，从而使固溶相减少，影响了型材热处理后的机械性能；

3）铸锭成分不合格，铸锭中的Mg、Si含量达不到标准要求；4）铸锭未均匀化处理，使铸锭组织中析出的Mg2Si相无法在较短时间内重新固溶，造成固溶不充分而影响了产品性能；

5）时效工艺不当，热风循环不畅或热电偶安装位置不正确，导至时效不充分或过时效。

解决办法

1）合理控制挤压温度和挤压速度，使型材在挤压机出口温度保持在最低固溶温度以上；