铝合金挤压生产知识

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1、1一、 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：填充挤压阶段；平流压出阶段；紊流压出阶段。 2、什么是挤压比（）？挤压 6063 型材时，挤压比（）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（）或挤压系数（） 。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 940 时使用寿命较长，分流模的挤压系数应在 2070 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10125 管材，当 =15 时焊合不好，选择 =38 时管材焊合良好。挤压系数太大，挤压困难，而且因

2、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 440520之间（以 6063 为例） ，加热时间均在 6 小时以上。挤压筒加热到 400440。模具温度为400510，保温时间 14 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 470510 之间，有时也可在较低温度下挤压。选择铝棒温度的原则：为获得较高的机械性能，应选择较高的挤压温度；当挤压机能力不足，可通过提高铝棒温度来提高挤压速度；当模具悬臂过大时，可提高铝棒温度，以减小2铝棒对模具的压力及摩擦力；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

3、划痕严重；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：980M/min，其中实心型材为：2080M/min，空心型材的挤压速度一般为实心型材挤压速度的0508 倍。6、 什么是均匀化？通常将 6063 铝棒在 560保温 68 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

4、。7、 在挤压生产中，均匀化有什么作用？能提高型材的机械性能；降低挤压力约 1015；大大提高挤压速度；降低合金的挤压摩擦，提高模具寿命；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=3600FP1Vitf/（Ld-1） 其中：As-挤压机每小时产能（t/h）F-铸锭截面积（）3P-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？严格控制铸锭的化学成分，如采用铝含量 997以上的铝锭作为基体，Mg+Si 总量在 10

5、左右，Mg：Si 控制在1517，Fe 含量要在 020以下；用 Ti-B 细化铸锭晶粒，对铸锭均匀化处理；挤压出口处型材温度控制在 515525左右；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：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；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

6、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？4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0515。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

7、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

8、金属或石墨条内有较硬的夹杂物，5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）

9、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6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；2） 强化风冷条件，有条件的工厂可安装雾化冷却装置，以期达到 6063 合金冷却梯

10、度的最低要求；3） 加强铸锭的质量管理；4） 对铸锭进行均匀化处理；5） 合理确定时效工艺，正确安装热电偶，正确摆放型材以保证热风循环通畅。（三） 几何尺寸超差主要原因1） 由于模具设计不合理或制造有误，挤压工艺不当，模具与挤压筒不对中、不合理润滑等，导致金属流动中各点流速相差过大，从而产生内应力致使型材变形；2） 由于拉伸矫直量过大导致型材尺寸超差。解决办法1） 合理设计模具，保证模具精度；2） 正确执行挤压工艺，合理设定挤压温度和挤压速度；3） 保证设备的对中性；4） 采用适中的牵引力，严格控制型材的拉伸矫直量。（四）条纹 挤压型材的条纹缺陷种类比较多，形成因素也较复杂，这里仅就一些常见条

11、纹的产生原因及解决方法加以论述。7A摩擦纹 模具每次抛光上机挤压后，纹路都不能一一对应，有轻有重。主要原因在挤压过程中，型材流出模孔的瞬间与工作带紧紧地靠在一起，构成一对热状态下的干摩擦副，且将工作带分成两个区粘着区和滑动区。在粘着区内，金属质点受到至少来自两个方面的力的作用：摩擦力和剪切力。当粘着区内金属质点所受摩擦力大于剪切力时，金属质点就会粘附在粘着区工作带表面上，并将型材表面擦伤形成摩擦纹。解决办法1） 调整模具工作带出口角 ，使其在-1-3范围内，这样可降低工作带粘着区高度，减小该区的摩擦力，增大滑动区；2） 保证模具氮化处理质量，使模具表面硬度保持在 HV900 以上；工作带表面渗

12、硫可降低粘着区摩擦力，减少摩擦纹。B 组织条纹主要原因铸锭铸造组织不均匀，成分偏析，铸锭表皮下存在较严重的缺陷，铸锭的均匀化处理不充分等，在随后的挤压过程中导致型材表面成分不均匀，从而使型材氧化后的着色能力不相同，形成组织条纹。解决办法1） 合理执行铸造工艺，消除或减轻组织条纹；82） 铸锭表面车皮；3） 严格按工艺对铸锭均匀化处理。C金属亮线在氧化白料中表面发亮，大多数情况下为笔直条状且宽度不定，在氧化着色料和表面喷涂料中该条纹呈浅色条纹。主要原因由于金属流动出现摩擦或变形极其剧烈时，金属局部温度会上升很高，另外金属流动不均匀也会导至晶粒发生剧烈破碎，然后发生再结晶，致使该处组织发生变化，在

13、随后的氧化处理中导致型材表面出现纵向的亮条纹，着色处理和表面喷涂中致使型材呈现浅色条纹。解决办法1） 合理设计模具结构；2） 模具加工要注意工作带的过度，工作带要圆滑过渡，防止出现较大落差。焊合条纹焊合条纹又称焊合线，笔直通长，在氧化白料中多呈现浅色，着色料和表面喷凃料中多呈浅色。主要原因1） 挤压比、分流比过小；2） 焊合室深度不够，不能保证有足够的压力；3） 挤压工艺不合理，润滑不当。解决办法91） 采用大吨位挤压机，提高挤压比；2） 焊合室深度不够，不能保证有足够的压力； 3） 设计模具时必需考虑有足够的分流比；保证模桥呈水滴形，消除棱角；设计模具时尽量把焊合线避在角部；4） 合理控制挤

14、压工艺参数。（五） 挤压波纹 挤压波纹是指在挤压型材表面出现的类似于水波纹的情况，一般无手感，在光的作用下表现明显。主要原因1） 牵引机发生周期性上下跳动使型材表面发生局部弯折；2） 模具设计不合理，工作带在挤压力作用下发生颤动导致型材出现波纹。解决办法 1） 保证牵引机运行平稳；2） 合理设计模具结构。（六） 气泡 型材表层金属与基体金属出现局部连续或断续的分离，表现为圆形或局部连续凸起。 主要原因 1） 由于挤压筒经长期使用后尺寸超差，挤压时筒内气体未排除，变型金属表层沿前端弹性区流出而造成气泡；2） 铸锭表面有沟槽或铸锭组织中有汽孔，铸锭在墩粗时包进了汽体，挤压时汽体进入金属表层；3）

15、挤压时，铸锭或模具中带有水分和油污，由于水和油污受热10挥发成汽体，在高温高压的金属流动中被卷入型材表面型成汽体；4） 设备排汽装置工作不正常；5） 金属填充过快造成挤压排气不好。解决办法 1） 合理选择和配备挤压工具，及时检查、修理或更换；2） 加强铸锭的质量管理，严格控制铸锭的表面质量和含气量；3） 尽量少涂油或不涂油；4） 保证设备的排气系统正常；5） 合理控制挤压速度，按要求进行排气。（七） 麻面 麻面是指在型材表面出现的密度不等、带有拖尾、非常细小的瘤状物，手感明显，有尖刺的感觉。主要原因由于铸锭中的夹杂物或模具工作带上粘有金属或杂物，在挤压时被高温高压的铝夹带着脱落，在型材表面形成

16、麻面。解决办法1） 适当降低挤压速度，采用合理的挤压温度和模具温度；2） 严格控制铸锭质量，降低铸锭中的夹杂物含量，将铸锭进行均匀化处理；3） 加强修模质量管理。（八） 黑斑型材阳极氧化后局部出现近似圆形的黑色斑点，在型材纵向贴摆床的面上等距离分布或不均匀分布，大小不一。11主要原因1） 由于挤压机出口处风冷量不够，特别是夏季气温高时，导致铝材在较高温度下接触高温毡，接触部位的冷却速度于其它位置不同，有粗大的 Mg2Si 相析出，在阳极氧化处理后该部位变为黑灰色。2） 采用水冷却时，因操作不当，冷却不均匀，造成局部部位的冷却速度于其它位置不同，有粗大的 Mg2Si 相析出，在阳极氧化处理后该部位变为近似圆形的黑灰色斑块。解决办法1） 加强风冷