鋁合金型材擠壓生產加工全過程
專欄:行業資訊
發布日期:2016-07-05
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作者:佚名
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擠壓過程實際是從產品設計開始的,因為產品的設計是基于給定的使用要求,使用要求決定了產品的許多最終參數。如產品的性能、表面處理性能以及使用環境要求,這些性能和要求實際就決定了被擠壓鋁合金種類的選擇。而同一合金擠壓出來的性能則取決于產品的設計形狀。而產品的形狀決定了的形狀。設計的問題一旦解決了,則實際的擠壓過程就是從擠壓用鋁鑄棒開始,鋁鑄棒在擠壓前必須加熱使其軟化,加熱好的..........
          鋁合金擠壓過程實際是從產品設計開始的,因為產品的設計是基于給定的使用要求,使用要求決定了產品的許多最終參數。如產品的機械加工性能、表面處理性能以及使用環境要求,這些性能和要求實際就決定了被擠壓鋁合金種類的選擇。而同一中鋁合金擠壓出來的鋁型材性能則取決于產品的設計形狀。而產品的形狀決定了擠壓模具的形狀。設計的問題一旦解決了,則實際的擠壓過程就是從擠壓用鋁鑄棒開始,鋁鑄棒在擠壓前必須加熱使其軟化,加熱好的鋁鑄棒放入擠壓機的盛錠筒內,然后由大功率的油壓缸推動擠壓桿,擠壓桿的前端有擠壓墊,這樣被加熱變軟的鋁合金在擠壓墊的強大壓力作用下從模具精密成型孔擠出成型。這就是模具的作用:生產所需要產品的形狀。 
  擠壓方向為由左向右這就是對現在使用最為廣泛的直接擠壓的簡單描述,間接擠壓是一個相似過程,但是也有些非常重要的不同處,在直接擠壓過程,模具是不動的,由擠壓桿壓力推動鋁合金通過模具孔。在間接擠壓過程。模具被安裝在中空的擠壓桿上,使模具向不動的
鋁棒坯進行擠壓,迫使鋁合金通過模具向中空的擠壓桿擠出。
  其實擠壓過程類似于擠牙膏,當壓力作用于牙膏封閉端時,圓柱狀的牙膏就從圓形的開口處被擠出來。如果開口是扁平的,則擠壓出來的牙膏就是帶狀了。當然復雜的形狀也能在相同形狀的的開口處被擠出來。例如,蛋糕師使用特殊形狀的管子擠壓冰淇淋來做各種修飾花邊,他們所做的其實就是擠壓成型。雖然你不能用牙膏或冰淇淋生產很多很有用的產品,你也不能用手指就將鋁合金擠壓成
鋁管。但是你能依靠大功率的液壓機將鋁合金從一定形狀的模孔處擠壓出來生產種類繁多、很有用的幾乎任何形狀的產品。
  鋁棒就是擠壓過程的坯料,擠壓用鋁棒可以是實心也可以是空心的,通常是圓柱體,長度由擠壓盛錠筒決定。鋁棒通常是通過鑄造成型,也有的鍛造或粉末鍛壓成型。通常是由調好合金成分的
鋁合金棒材鋸切而成。鋁合金通常由不止一種金屬元素組成,擠壓鋁合金是由微量(通常不超過5%)元素(如:銅、鎂、硅、錳或鋅)組成,這些合金元素提高了純鋁的性能和影響了擠壓過程。各個廠家的鋁棒長度都不一致,是由于鋁型材最終所需長度、擠壓比、出料長度以及擠壓余量來決定。標準的長度一般從26英寸(660mm)到72英寸(1830mm).外徑范圍從3英寸(76mm)到33英寸(838mm)6英寸(155mm)to9英寸(228mm)直接擠壓生產過程 
  當最終產品的形狀確定好,選擇好了合適的鋁合金,擠壓模具制造已經完成,就開始了實際擠壓過程的準備工作就完成了。然后預熱鋁棒和擠壓工具,在擠壓過程中,鋁棒本來是固態的,但是在
加熱爐中已經變軟。鋁合金熔點約為660℃。擠壓加工過程典型的的加熱溫度一般大于375℃,并取決于金屬的擠壓狀況,可高達500℃。
  實際的擠壓過程始于當擠壓桿開始對盛錠內的鋁棒進行施加壓力時。不同的液壓機所設計的的擠壓力大小從100噸到15,000噸,幾乎什么壓力都有。這個擠壓力就決定了擠壓機能生產的擠壓產品大小。擠壓產品規格由產品的最大的橫截面尺寸來表示的,有時也指產品的外接圓直徑。
  
  當擠壓剛剛開始,鋁棒受到模具的反作用力而變短、變粗,直到鋁棒的膨脹受到盛錠筒筒壁制約,然后,當壓力繼續增加,柔軟的(仍然是固體)金屬沒有地方可流,開始從模具的成型孔被擠壓到模具的另一端出來,這就形成了型材。
  大約有10%的鋁棒(包括鋁棒表皮)被剩余在盛錠筒內,擠壓產品從模具處切下來,剩余在盛錠筒的金屬也被清理回收利用。當產品離開模具后,后面的工序是,熱的擠壓產品被淬火,機械處理和時效。當加熱的鋁通過盛錠筒從模具擠出來時.鋁棒的中心的金屬流動要快于邊緣。如插圖中的黑色帶紋所示,邊緣的金屬被留在后面當作殘余被回收利用。 
  擠壓速度取決于被擠壓的合金和模具出料孔形狀,用硬合金擠來擠復雜形狀材料,可能慢到每分鐘1-2英尺。而用軟合金擠壓簡單形狀材料可達到每分鐘180英尺,甚至更快。
  擠壓產品長度取決于鋁棒和模具出料孔,一次不間斷的擠壓可擠壓出長達200英尺的產品。最新的成型擠壓,當擠壓出來的產品離開擠壓機時被放置在滑出臺上(相當于輸送帶),根據合金的不同,擠壓出來的產品冷卻方式:分為自然冷卻,空氣或水冷卻淬火。這是確保產品時效后金相性能關鍵的一步。然后擠壓產品被轉移到
冷床上。 
  拉直擠壓產品淬火(冷卻)后,然后用
拉伸機矯直機來進行調直和矯正扭擰(拉伸也被分類為擠壓后的冷加工)。最后由輸送裝置將產品輸向鋸切機。鋸切典型的成品鋸切是將產品鋸切為特定的商用長度。圓盤鋸是當今使用最為廣泛的,如同旋臂鋸機垂直將擠壓出來的長料鋸開。也有鋸從型材上方切下來(如電動斜切鋸)。也有用鋸臺的,鋸臺是帶有圓盤鋸片由下往上升起將產品鋸切的,然后鋸片再回到臺面底部進行下一循環。 
  典型的成品圓盤鋸,直徑一般為16-20英寸,帶有100多個硬質合金齒。大尺寸的鋸片用于大直徑的擠壓機。
  自潤滑鋸切機裝備有向鋸齒輸送潤滑劑的系統,這樣可以保證最佳的鋸切效率和鋸口表面。 
  自動裝置壓料裝置將型材固定好以便鋸切,而鋸切碎屑被收集起來回收利用。時效:一些擠壓產品需要通過時效以達到起最佳強度,因此也叫時效硬化。自然時效在室溫下進行。人工時效則在
時效爐內進行。學術而言是叫析出強化相熱處理。 
  當型材從擠壓機擠出,型材成半固態狀態。但是很快當其冷卻或淬火(無論空冷或水冷)時很快成為固體。非熱處理強化鋁合金(如加入鎂或錳的鋁合金)通過自然時效和冷加工獲得強度。可熱處理強化鋁合金(如加銅、鋅、鎂+硅的鋁合金)通過影響合金金相結構的熱處理可獲得更好的強度和硬度。
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