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    鋁型材擠壓
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    淺談鋁型材擠壓流程及技術控制點!

    2023-03-22 16:33:46

    一般來說,為了獲得較高的機械性能,應選擇較高的擠壓溫度。


    然而,對于6063合金,一般擠壓溫度高于540℃時,型材的機械性能不再增加,


    低于480℃時,抗拉強度有不合格的危險。


    擠壓溫度過高將會使產品出現氣泡、裂紋及由于模具工作粘鋁而造成的產品表面劃痕嚴重,甚至出現毛刺等缺陷。


    因此,鋁型材擠壓為了獲得高表面質量的產品,常采用較低的擠壓溫度。


    為了提高鋁材擠壓生產效率,好的設備也是關鍵,


    特別是鋁材擠壓機、鋁棒加熱爐、模具加熱爐這三大件,另外重要的當成是有一個好的擠壓班廠及擠壓工。



    一、熱量分析

    鋁條和鋁棒在擠壓前需預先加熱,達到接近溶線溫度,以便在鋁棒內的及鎂能熔化,并在鋁料中均勻地流動。

    當鋁棒被放進擠壓機內時,溫度沒有太大的變化。

    而當擠壓機開動時,擠壓桿的巨大推擠力量把軟化了的鋁料由模具孔擠出,產生很大的摩擦力,

    這摩擦力轉化為溫度,使擠出的型材溫度超過熔線溫度,此時鎂熔化,向四處流動,極不穩定。

    溫度的提高絕不能高出固熔相線,不然鋁也會熔化,而型材就無法成型。

    鋁棒溫度鋁棒溫度應保持在400-540°C之間(以6xxx系鋁合金為例),建議是470-500°C。

    太高會引起撕裂現象,太低會減低擠壓速度(因鋁料必須軟化)擠壓的摩擦力大部分會轉化為熱量,

    導致溫度上升,溫度的上升與擠壓速度及擠壓壓力成正比。

    這就是大家常說的三溫:鋁棒溫度、模具溫度、擠壓筒溫度,另一個就是擠壓速度一定要控制好。

    出口溫度出口溫度應保持在550-575°C之間,起碼也要在500-530°C之上,

    不然鋁合金內的鎂和就不能熔化而影響金屬性能。

    但絕不能高過固熔相線,太高的出口溫度會導致撕裂現象,并且影響型材的表面品質。

    至佳擠壓溫度鋁棒溫度要結合擠壓速度來調節,使擠壓溫差不低于溶線溫,也不高于固相線溫度,即620°C。

    不同的合金有不同的溶線溫度,比如6063合金的溶線溫度是498°C,而6005合金的溶線溫度則是510°C。


    鋁型材擠壓


    二、牽引機速度

    牽引機速度是生產效率的一個重要指標。

    但不同的型材、形狀、合金、尺寸等都有可能影響牽引機速度,固不能一概而論。

    現代西方的擠壓型材廠都能做到每分鐘80米的牽引機速度。

    擠壓桿速率擠壓桿速率是生產率的另一重要指標。

    它是以毫米/分鐘為量度單位的,在研究生產效率時,擠壓桿速率往往比牽引機速度更可靠。

    模具溫度Die Oven模具溫度對擠壓型材的品質至關重要。

    模具溫度在擠壓前須保持在426°C左右,不然會容易產生堵塞甚至損毀模具的現象。

    盛料筒溫度盛料筒溫度須保持在426°C左右。

    淬火溫度(溫差)淬火(冷卻)的目的在于"冷凍"合金元素,即鎂和,

    把不穩定的鎂和(矽)原子穩定下來,不讓其沉淀,以保持型材的強度。


    三、三種主要的淬火方式包括:

    1、風冷水霧冷卻水槽冷卻。

    用哪種淬火方式取決于擠壓速度、型材厚度及所需的物理性能,特別是對強度的要求。

    合金型態是合金的硬度和彈性能的綜合標示,

    美國鋁業協會對鋁合型態已有詳細規定:基礎狀態代號鋁、鎂及其合金的基礎狀態代號為:F自由加工狀態,

    適用于在成型過程中對溫度或材料的加工硬化程度無特殊控制的產品(對加工產品無力學性能要求);


    2、O退火狀態。

    適用于經退火獲得至低強度的加工產品及經退火提高延展性和尺穩定性的鑄造產品,

    O後可綴有除零以外的一位阿拉伯數字;

    H加工硬化狀態,適用于通過加工硬化提高強度的產品(這種產品可通過熱處理降低一些強度),

    H後總是綴有兩位以上的阿拉伯數字;


    3、W固溶熱處理狀態(一種不穩定狀態)。

    僅適用于固溶熱處理後在室溫自然時效的合金,

    并只有具體指出自然時效的時間才使用這種特殊代號,如W1/2小時;

    T熱處理後產生的穩定狀態(不同於F、O和H狀態),

    適用于經熱處理產生穩定狀態的產品(這種產品也可進行加工硬化),T字母總是綴有一位以上的阿拉伯數字;

    時效大部分型材在淬火之後,需要在時效爐內進行熱處理,

    時效的作用主要是對合金元素(鎂)進行重新配置,使其能均勻地分布在型材的所部位,以提高型材的強度。


    溫度和時間是兩個人工時效需要嚴格控制的指標。在人工時效爐內,每個部位的溫度都必須一樣。低溫時效雖然能提高型材的強度,但所需的時間也需相應地拉長。


    佳金屬物理性能的達成要達到佳金屬物理性能必須:選取適當的鋁合金及其至佳的型態選擇適當的淬火(冷卻)方式,應用合適的時效溫度及控制時效時間成品率,成品率是生產效率的另一重要指標。


    百分百的成品率,理論上是不可能實現的,因為擠壓切頭和因牽引機及拉伸機夾痕而切掉的料材是無可避免的。


    加上擠壓時出現的廢品、碰傷、產前試料、換模試機等,一般成品率都只能達到85%左右,我國國內的擠壓廠一般都只能達到70%-75%的成品率。

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