一般來說,為了獲得較高的機(jī)械性能,應(yīng)選擇較高的擠壓溫度。
然而,對于6063合金,一般擠壓溫度高于540℃時,型材的機(jī)械性能不再增加,
低于480℃時,抗拉強(qiáng)度有不合格的危險。
擠壓溫度過高將會使產(chǎn)品出現(xiàn)氣泡、裂紋及由于模具工作粘鋁而造成的產(chǎn)品表面劃痕嚴(yán)重,甚至出現(xiàn)毛刺等缺陷。
因此,鋁型材擠壓為了獲得高表面質(zhì)量的產(chǎn)品,常采用較低的擠壓溫度。
為了提高鋁材擠壓生產(chǎn)效率,好的設(shè)備也是關(guān)鍵,
特別是鋁材擠壓機(jī)、鋁棒加熱爐、模具加熱爐這三大件,另外重要的當(dāng)成是有一個好的擠壓班廠及擠壓工。
一、熱量分析
鋁條和鋁棒在擠壓前需預(yù)先加熱,達(dá)到接近溶線溫度,以便在鋁棒內(nèi)的及鎂能熔化,并在鋁料中均勻地流動。
當(dāng)鋁棒被放進(jìn)擠壓機(jī)內(nèi)時,溫度沒有太大的變化。
而當(dāng)擠壓機(jī)開動時,擠壓桿的巨大推擠力量把軟化了的鋁料由模具孔擠出,產(chǎn)生很大的摩擦力,
這摩擦力轉(zhuǎn)化為溫度,使擠出的型材溫度超過熔線溫度,此時鎂熔化,向四處流動,極不穩(wěn)定。
溫度的提高絕不能高出固熔相線,不然鋁也會熔化,而型材就無法成型。
鋁棒溫度鋁棒溫度應(yīng)保持在400-540°C之間(以6xxx系鋁合金為例),建議是470-500°C。
太高會引起撕裂現(xiàn)象,太低會減低擠壓速度(因鋁料必須軟化)擠壓的摩擦力大部分會轉(zhuǎn)化為熱量,
導(dǎo)致溫度上升,溫度的上升與擠壓速度及擠壓壓力成正比。
這就是大家常說的三溫:鋁棒溫度、模具溫度、擠壓筒溫度,另一個就是擠壓速度一定要控制好。
出口溫度出口溫度應(yīng)保持在550-575°C之間,起碼也要在500-530°C之上,
不然鋁合金內(nèi)的鎂和就不能熔化而影響金屬性能。
但絕不能高過固熔相線,太高的出口溫度會導(dǎo)致撕裂現(xiàn)象,并且影響型材的表面品質(zhì)。
至佳擠壓溫度鋁棒溫度要結(jié)合擠壓速度來調(diào)節(jié),使擠壓溫差不低于溶線溫,也不高于固相線溫度,即620°C。
不同的合金有不同的溶線溫度,比如6063合金的溶線溫度是498°C,而6005合金的溶線溫度則是510°C。
二、牽引機(jī)速度
牽引機(jī)速度是生產(chǎn)效率的一個重要指標(biāo)。
但不同的型材、形狀、合金、尺寸等都有可能影響牽引機(jī)速度,固不能一概而論。
現(xiàn)代西方的擠壓型材廠都能做到每分鐘80米的牽引機(jī)速度。
擠壓桿速率擠壓桿速率是生產(chǎn)率的另一重要指標(biāo)。
它是以毫米/分鐘為量度單位的,在研究生產(chǎn)效率時,擠壓桿速率往往比牽引機(jī)速度更可靠。
模具溫度Die Oven模具溫度對擠壓型材的品質(zhì)至關(guān)重要。
模具溫度在擠壓前須保持在426°C左右,不然會容易產(chǎn)生堵塞甚至損毀模具的現(xiàn)象。
盛料筒溫度盛料筒溫度須保持在426°C左右。
淬火溫度(溫差)淬火(冷卻)的目的在于"冷凍"合金元素,即鎂和,
把不穩(wěn)定的鎂和(矽)原子穩(wěn)定下來,不讓其沉淀,以保持型材的強(qiáng)度。
三、三種主要的淬火方式包括:
1、風(fēng)冷水霧冷卻水槽冷卻。
用哪種淬火方式取決于擠壓速度、型材厚度及所需的物理性能,特別是對強(qiáng)度的要求。
合金型態(tài)是合金的硬度和彈性能的綜合標(biāo)示,
美國鋁業(yè)協(xié)會對鋁合型態(tài)已有詳細(xì)規(guī)定:基礎(chǔ)狀態(tài)代號鋁、鎂及其合金的基礎(chǔ)狀態(tài)代號為:F自由加工狀態(tài),
適用于在成型過程中對溫度或材料的加工硬化程度無特殊控制的產(chǎn)品(對加工產(chǎn)品無力學(xué)性能要求);
2、O退火狀態(tài)。
適用于經(jīng)退火獲得至低強(qiáng)度的加工產(chǎn)品及經(jīng)退火提高延展性和尺穩(wěn)定性的鑄造產(chǎn)品,
O後可綴有除零以外的一位阿拉伯?dāng)?shù)字;
H加工硬化狀態(tài),適用于通過加工硬化提高強(qiáng)度的產(chǎn)品(這種產(chǎn)品可通過熱處理降低一些強(qiáng)度),
H後總是綴有兩位以上的阿拉伯?dāng)?shù)字;
3、W固溶熱處理狀態(tài)(一種不穩(wěn)定狀態(tài))。
僅適用于固溶熱處理後在室溫自然時效的合金,
并只有具體指出自然時效的時間才使用這種特殊代號,如W1/2小時;
T熱處理後產(chǎn)生的穩(wěn)定狀態(tài)(不同於F、O和H狀態(tài)),
適用于經(jīng)熱處理產(chǎn)生穩(wěn)定狀態(tài)的產(chǎn)品(這種產(chǎn)品也可進(jìn)行加工硬化),T字母總是綴有一位以上的阿拉伯?dāng)?shù)字;
時效大部分型材在淬火之後,需要在時效爐內(nèi)進(jìn)行熱處理,
時效的作用主要是對合金元素(鎂)進(jìn)行重新配置,使其能均勻地分布在型材的所部位,以提高型材的強(qiáng)度。
溫度和時間是兩個人工時效需要嚴(yán)格控制的指標(biāo)。在人工時效爐內(nèi),每個部位的溫度都必須一樣。低溫時效雖然能提高型材的強(qiáng)度,但所需的時間也需相應(yīng)地拉長。
至佳金屬物理性能的達(dá)成要達(dá)到至佳金屬物理性能必須:選取適當(dāng)?shù)匿X合金及其至佳的型態(tài)選擇適當(dāng)?shù)拇慊穑ɡ鋮s)方式,應(yīng)用合適的時效溫度及控制時效時間成品率,成品率是生產(chǎn)效率的另一重要指標(biāo)。
百分百的成品率,理論上是不可能實現(xiàn)的,因為擠壓切頭和因牽引機(jī)及拉伸機(jī)夾痕而切掉的料材是無可避免的。
加上擠壓時出現(xiàn)的廢品、碰傷、產(chǎn)前試料、換模試機(jī)等,一般成品率都只能達(dá)到85%左右,我國國內(nèi)的擠壓廠一般都只能達(dá)到70%-75%的成品率。
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