铝合金型材生产过程中的挤压工艺环节主要包括以下几个部分:
一、铝棒准备
铝棒选择
根据铝合金型材的zui终用途、性能要求和合金成分来选择合适的铝棒。常见的铝合金有 6061、6063 等,6063 铝合金具有良好的挤压性能和表面处理性能,常用于建筑门窗等型材的生产;6061 铝合金强度较高,适用于对力学性能要求较高的工业型材。在选择铝棒时,要注意其质量、直径和长度等参数,确保铝棒的质量符合生产标准,直径和长度能够满足挤压设备的要求。
铝棒加热
加热目的:铝棒加热是为了使铝合金材料达到合适的温度,降低其变形抗力,使其在挤压过程中能够更容易地通过模具型腔,从而顺利挤出所需形状的型材。同时,合适的温度可以改善铝合金的流动性,确保型材的成型质量。
加热温度控制:不同合金成分的铝棒加热温度不同。例如,6063 铝合金棒的加热温度一般在 480 - 520℃之间,6061 铝合金棒的加热温度通常在 480 - 530℃之间。加热过程中需要使用精确的温度测量和控制设备,如热电偶和温度控制器,以确保温度控制在合适的范围内。温度过高可能会导致铝合金材料过热,产生组织缺陷,影响型材的性能;温度过低则会使铝合金的流动性变差,增加挤压压力,甚至可能导致挤压失败。
二、模具安装与预热
模具安装
将设计好的模具安装到挤压机的模具座上。在安装过程中,要确保模具安装位置准确,与挤压机的中心线对齐。这是因为模具的位置不准确可能会导致铝液在模具内流动不均匀,使挤出的型材形状和尺寸出现偏差。同时,要检查模具的固定装置是否牢固,防止在挤压过程中模具发生松动或位移。
模具预热
预热目的:模具预热是为了减少铝液与模具之间的温差,避免铝液在接触模具时迅速冷却凝固,从而保证铝液能够顺利地填充模具型腔。此外,预热还可以提高模具的使用寿命,因为过大的温差可能会导致模具产生热应力,引发模具开裂等损坏情况。
预热温度和时间:模具预热温度一般在 300 - 400℃左右,预热时间根据模具的大小和材质等因素而定,通常需要 1 - 2 小时。预热过程中同样需要使用温度测量设备进行监控,确保模具达到合适的预热温度。
三、挤压过程
填充阶段
当加热后的铝棒被送入挤压机的料筒中,在挤压杆的推动下,铝液开始进入模具的分流孔。在这个阶段,铝液在压力的作用下逐渐填充模具的各个部分,包括分流孔、导流槽和型腔。填充过程的关键是要保证铝液能够均匀地分布在模具内,这取决于模具的设计(如分流孔的数量、位置和大小,导流槽的形状等)以及挤压速度和压力等因素。如果填充不均匀,可能会导致型材出现空心、壁厚不均等缺陷。
成型阶段
铝液在完全填充模具型腔后,继续在挤压压力的作用下,按照模具型腔的形状挤出,形成铝合金型材的基本形状。挤压压力在这个阶段起着关键作用,它需要根据型材的形状、尺寸和合金成分等因素进行调整。例如,对于复杂形状和大型尺寸的型材,需要较高的挤压压力才能保证型材的完整成型。同时,挤压速度也要合理控制,一般来说,挤压速度适中可以使铝液在模具内的流动状态良好,有利于型材的成型质量;速度过快可能会导致铝液流动不稳定,产生涡流等不良现象,影响型材质量。
脱模阶段
当铝合金型材挤出一定长度后,需要将型材从模具上顺利脱模。脱模的关键是要保证型材表面光滑,没有拉伤或粘模等现象。这与模具的表面质量(如光洁度、涂层等)和脱模剂的使用有关。脱模剂可以在模具和型材之间形成一层隔离层,降低型材与模具之间的摩擦力,使型材更容易脱模。同时,在脱模过程中,要注意型材的牵引方向和速度,确保型材能够平稳地离开模具。
四、挤压后处理
在线淬火(部分型材需要)
淬火目的:对于一些需要提高强度的铝合金型材,在挤压后需要进行在线淬火处理。淬火是一种热处理工艺,通过快速冷却使铝合金的组织发生变化,从而提高型材的力学性能。例如,6061 铝合金型材经过适当的淬火处理后,其强度可以得到显著提高。
淬火方式和控制:在线淬火通常采用水冷或风冷的方式。水冷淬火速度快,但需要精确控制冷却水的温度、流量和淬火时间,以避免型材因淬火过度而产生变形或裂纹等缺陷。风冷淬火速度相对较慢,适用于对淬火速度要求不高的型材。淬火过程中要根据型材的合金成分、尺寸和形状等因素来选择合适的淬火方式和参数。
牵引和定尺切割
牵引过程:在铝合金型材挤出后,需要使用牵引设备将型材牵引出来,使其保持一定的直线度和速度。牵引设备的速度要与挤压速度相匹配,一般通过控制系统来实现同步牵引。牵引过程中要注意型材的表面质量,避免因牵引设备的夹具对型材造成损伤。
定尺切割:当型材达到一定长度后,需要进行定尺切割。切割精度直接影响型材的最终长度尺寸,一般使用高精度的切割设备,如锯床或飞锯。在切割过程中,要控制好切割速度和刀具的磨损情况,确保切割面平整、尺寸准确。