第二章 铝型材挤压

1、第四章 铝型材挤压一、 概 论挤压就是对放在挤压筒中的铝锭施加以压力，使之通过模孔成型的一种压力加工方法。最基本的挤压方法有正向挤压与反向挤压，它们的区别在于金属流动的方向与挤压杆的运动方向是否相同，是则为正向挤压，反则为反向挤压。特点区别在于金属与挤压筒内壁间有无相对运动，或者说有无外摩擦。除此之外，工业上常用的挤压方法还有：测向挤压、玻璃润滑挤压、静液挤压、连续挤压。挤压过程可分为三个阶段：首先是填充阶段，在此阶段铝棒受到挤压杆的作用，首先充满挤压筒和模孔，此时压力急剧上升到100Kg/mm2左右，即从进料到脱气结束。其次是挤压平流阶段，挤压筒充满铝后，挤压力迅速上升到210Kg/mm2左

2、右，开始出料。此阶段压力随着铝棒与挤压筒接触长度的缩短，外摩擦力不断减小，挤压力几乎呈直线下降。再次是挤压终了阶段，即挤压筒内铝棒长度减小到变形区压缩锥高度时到挤压完成。正挤压挤压力挤压轴位移反挤压图11：正、反向挤压时典型的挤压力与行程曲线挤压加工的优点：提高金属的变形能力。制品综合质量高。产品范围广。生产灵活性大。工艺流程简单、设备投资少。挤压加工的缺点：制品组织性能不均匀。挤压工模具的工作条件恶劣、工模具损耗大。生产效率较低。挤型车间工作流程：均质（预热）挤压矫直锯切装框后段。二、 均匀化处理合金的均匀化处理能提高挤压速度，同未均匀化处理的铸锭相比，大约可以使挤压力降低6%10%。均匀化

3、处理后冷却速度对组织的析出行为有重要影响。对均热后快冷的铸锭，Mg2Si几乎能全部固溶于基体，过剩的Si也将固溶或以弥散析出的细小质点存在。这样的铸锭可以在较低温度下快速挤压，并获得优良的力学性能和表面光洁度。在挤型一车间，铸锭均匀化退火和挤压前铝锭加热是在同一铝棒加热炉中完成的。进料区的温度一般设在580左右，保温区的温度一般设在560左右，出料区的温度一般设在500左右。在挤型新车间，挤压使用的铝棒在从熔铸车间生产出来后已经进行了专门的均质处理，在挤压前只需在燃气炉中加热快速升温至挤压温度即可。铝合金熔体在非平衡条件下凝固时，首先结晶的固相和随后析出的固相成分来不及扩散均匀，使结晶组织形成

4、晶内及晶界偏析，由于枝晶网胞间及晶界上非平衡相较脆，加工性能不良，所以需要实行均质处理措施。非平衡相结晶使晶粒间存在铸造应力，引起成分不均。这种状态在热力学上不稳定，有加热提高原子热扩散能力，转化为平衡状态的趋势。均匀化退火，主要的组织变化是枝晶偏析消除，非平衡相溶解和过渡元素相沉淀，溶质浓度均匀化，过均匀化退火时，不溶的过剩相也会发生聚集球化。保温慢冷时，高温下溶入固溶体的溶质，将按照溶解度随温度降低而减小的规律，在晶粒内部较均匀地沉淀析出。通常采用的均质温度为0.90.95 Tm，其中Tm表示非平衡固相线温度。有时，在低于非平衡固相线温度进行均匀化退火，难以达到组织均匀的目的，即使能达到也

5、往往需要极长的保温时间。因此实现在非平衡固相线温度以上但在平衡固相线温度以下的退火工艺，称为高温均匀化退火。高温均匀化退火时，非平衡共晶在开始阶段熔化，保温相当长时间后，液相消失，溶质元素进入固溶体中，在原来生成液相的部位，即在晶粒间和枝晶网胞间留下显微空隙，若铸锭氢含量不超过一定值或不产生晶间氧化，则这些显微缺陷可以修复。三、 挤 压图12：挤压过程前后期金属流动比较挤压过程中，关键要控制好温度和速度。首先是棒温，温度太高则制品表面质量差，温度太低则有可能挤不动，或者导致出口温度过低达不到淬火温度，从而形成的固溶体过饱和度低，导致硬度不够。其次是模具温度，温度低则制品表面光滑，但是太低则可能

6、挤不动，温度太高则制品表面质量差，所以必须严格控制模具加温时间。导致产品硬度偏低的几个原因：铝棒成分偏低。挤压温度不够，导致出料温度没有达到淬火温度（原则上淬火温度必须达到固溶曲线以上，固相线以下。但如果没有达到固溶曲线以上，则过饱和度低一些）。淬火冷却速度不够，使已经溶解的强化相又从基体从析出来（为使制品充分固溶，当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等必须过水冷却，淬冷速度要求达到50/S。其他一般合金（如6063）要求达到2.53.0/S，也就是说要在100S左右冷却到200以下）。时效工艺不对或者装框方式不对。挤压过程一些基本参数：盛锭筒温度一般400，最高450；液压油允许最高温度50；挤压机主缸油压一般控制在210Kg/cm2之内；盛锭筒直径比压饼直径大0.2mm0.3mm，盛锭筒直径比清缸垫大0