材料成型作业.doc

6063铝合金民用建筑型材的挤压工艺组员：郭贺洁 2220093233程志雷 22200932326063铝合金民用建筑型材的挤压工艺一、背景 铝及铝合金型材被广泛应用于建筑、交通运输、电子、航空航天等部门。据资料，挤压加工制品中，铝及铝合金制品约占70%以上，民用建筑型材绝大多数采用6063T5合金生产，这是因为6063合金质轻，具有良好的塑性，工艺成型性能好，接口特点优良，在高温下变形抗力低，容易涂层，加工性好，具有良好的淬火性能和表面处理性能。因此，可以用它生产出轻巧、美观、耐用的优质型材。2、 可挤压型与挤压条件金属的可挤压性体现在挤压力的大小、最大可达挤压速度（生产效率）、挤压制品的质量、成品率、模具寿命等指标上影响金属可挤压性的因素有挤压坯料、挤压技术、模具质量等，以及由此设定的6063铝合金的可挤压性与科技压条件分别如下表一、二所示： 表一：影响金属可挤压性的因素坯料合金成分铸造组织均匀化处理变形抗力 挤压技术坯料温度工模具温度润滑条件挤压温度速度控制技术模具结构工作带尺寸工作带表面质量金属流动控制（如导流模） 表二6063铝合金的可挤压性与科技压条件：合金可挤压型指数挤压温度/挤压比制品流出速度/m/mm分流模挤压6063 601010043052030801580可3、 可挤压成形尺寸范围 6063型材与分流模管材的挤压生产范围 （各曲线表示其最小壁厚） 铝合金挤压制品的断面尺寸主要根据用户的要求而定。常规挤压条件下6063铝合金型材的较为合理的挤压尺寸范围如右图，纵坐标为型材壁厚，横坐标为型材外接圆直径，单位均为毫米。 这里指的最小壁厚，是指在一般情况下综合考虑合金的可挤压性、挤压生产效率、模具寿命及生产成本等诸多因素而言的。 图中确定的只是一个大概值，实际上采用一些新的挤压技术，或者为了一些特殊的需要，可以成型壁厚尺寸更小的制品。如采用硬质合金模具，一些特殊的薄壁精密型材的成型也是可能的。四、6063铝合金民用建筑型材材模具的设计6063铝合金民用建筑型材模具的设计除了遵循普通模具的设计原则外，尚具有如下特点：（1） 、挤压机的最佳比压范围为400700MPa；（2） 、挤压系数的最佳范围为3080；（3） 、最佳比压和挤压系数可通过挤压机、挤压筒、挤压工艺参数、铸锭长度以及模孔模数来进行调节。 挤压铝合金民用建筑型材的模具可分为平面模和空心模两大类，空心模又可分为四类分别为平面模、平面分流组合模、叉架势组合模、舌形模（桥模）。其中平面分流组合模最为常用，站空心模的95%以上。见下图: （a） （b） （c） （d） a平面模 b平面分流组合模 c叉架势组合模 d舌形模（桥模） 平面模用于挤压实心型材，模子可以做得很薄，在15MN以下的中小型挤压机上使用的模子，其厚度可小至2025mm，1635MN挤压机上可取30mm左右。薄模易于加工制造，便于修模和抛光工作带表面。为了保证模子强度和产品的尺寸稳定性，可增加模垫的厚度和数目。 平面分流组合模用于挤压空心型材，因需经二次变形，股所需压力较大，易造成闷车（挤不动）。用它挤压空心型材，成品率高，模具易于加工制造，生产操作简便，能生产各种高精度、高光洁表面的形状复杂的薄壁空心型材和多孔空心型材，但在挤压中和挤压完毕时修模和清理凹模（下模）内残料较困难。 叉架试组合模弥补了平面分流组合模的缺点，但模子加工较困难，适用于外形尺寸较大的空心型材。 舌型模所需压余较长，成材率低，磨具加工困难度介于上述两者之间，但挤压阻力小，且残料易清理，修模方便，故多用于挤压需要较高挤压力和质量要求较高的薄壁空心型材。 五、6063铝合金民用建筑型材用挤压设备的特点 目前世界上有数千台挤压机，大部分是泵式直接传动的油式挤压机。 近年来挤压设备方面的主要进步，是在主机周围设置包括坯料供给、挤压垫片分离，模具更换的机械化及自动化装置。挤压轴速度的自动控制也前进了一大步。新设置的挤压机主机周围的操作人员只需一名或根本不需要人工操作。机后的在线热处理设备，以及从制品的输出辊道经过冷却台到矫直机，基本上做到了完全的自动化，并已在专门挤压型材的工厂投入实际运行。六、铝合金型材的总体加工工艺流程 七、对于6063铝合金能否可用其他成型方法 对于铝合金锻件的生产可在多种锻造设备上进行。锻锤可用于开式模锻和闭式模锻，其生产费用较低，锻打时需要控制好锤头的高度、打击力量和速度，因为在急剧变形过程中铝合金对应变速率敏感并具有放热性。液压机适于生产非常大的闭式模锻件或非常复杂的铝合金锻件。在液压机上进行变形比其他设备较易控制，因此液压机尤为适用于生产普通的、高清晰轮廓的、无拔模斜度的精密的和净尺寸的铝合金锻件。在这种情况下，慢的或可控的应变速率使铝合金的变形抗力降到最小值，减小了所需压力和易于达到预定形状。由于铝合金的流动性差(比钢及钛合金差，比镁合金好)，并对裂纹比较敏感，故不宜采用聚集工步，另外锻造温度范围窄，故一般采用单型槽模锻。模锻所需坯料，多采用自由锻制得。自由锻制坯要准确，以防锻件充不满或流线混乱。综上所述：铝合金也有其他方法成型，但对比分析可知运用挤压成型方法有比较好的经济实用性。对于企业成本低产量高才是最终目的。因此对