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工业铝型材挤压工艺流程

艾普斯   丨  2016.12.07   丨  3132
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1:工业铝型材挤压原材料化学成分控制;

6063系列和6005系列铝合金型材属于铝镁合金型材,铝镁合金型材是利用铝元素搭配镁、硅、铁等化学元素经过严格配比所得到的铝合金型材(又称“工业铝型材”);铝镁合金型材具有较高的承载能力,主要应用于工业框架的搭建,对于承载能力有较高的要求,所以铝镁合金型材对于品质的把控非常严格。
影响铝镁合金型材的主要化学元素包括镁元素和硅元素,这两种元素可以直接影响铝合金型材的产品性能,镁元素过剩将直接影响铝合金型材的物理性能,而硅元素是决定铝合金型材产品硬度的关键元素,目前市场上为了提高铝型材的硬度,将硅元素行亮提高,但会直接影响铝合金型材的产品韧性。

工业铝型材化学成分标准配比:

成份牌号
硅Si
铁Fe
铜Cu
镁Mg
铬Cr
锰Mn
锌Zn
钛Ti
其他元素
铝Al
6063
0.2-0.6
≤0.35
≤0.1
≤0.49-0.9
≤0.1
≤0.1
≤0.1
≤0.1
单个≤0.05 全部≤0.15
余量
6005
0.6-0.9
≤0.35
≤0.1
0.4-0.6
≤0.1
≤0.1
≤0.1
≤0.1
单个≤0.05 全部≤0.15
余量

工业铝型材挤压生产过程中会受到诸多因素的影响最终导致铝合金型材产品品质下降,其主要体现在原材料的选取、温度控制、挤压速度、时效控制、淬火工艺等等。 

工业铝型材原材料的选取: 

铝棒是生产工业铝型材的原材料,铝棒的产品质量将直接影响工业铝型材产品质量,铝棒外表看似都大致相同,但市面具有很多经过二次甚至多次熔铸的铝棒,由于二次挤压过程中铝合金的化学成分难以控制,铝合金表面的处理物得不到去除,最终导致铝型材产品质量下降。 

铝棒上机挤压温度控制: 

对于工业铝型材挤压生产来说挤压温度的控制是最为关键的工艺,温控工艺直接影响最终的产品质量、生产效率、模具使用寿命及燃耗;铝型材挤压从铝棒加热到出料淬火工艺,都要保证可溶解的相组织不从固溶中析出或呈现小颗粒的弥散析出。 
6063合金铸锭加热温度一般都设定在Mg2Si析出的温度范围内,加热的时间对Mg2Si的析出有重要的影响,采用快速加热可以大大减少可能析出的时间。一般来说,对6063合金铸锭的加热温度可设定为: 
未均匀化铸锭:460-520℃;均匀化铸锭:430-480℃。
铝合金型材挤压温度是根据不同规格制品及单位压力大小来调整。在挤压过程中铝棒在变形区的温度是变化的,随着挤压过程的完成及挤压速度的提高而提高。因此为了防止出现挤压裂纹,随着挤压过程的进行和变形区温度的升高,挤压速度应逐渐降低。 

工业铝型材挤压速度的控制: 

工业铝型材挤压速度会直接影响铝棒通过模具均匀变形的质量、再结晶即固溶过程、产品表面光滑度以及最终产品物理性能等。 
挤压速度过快会直接导致铝型材产品质量下降,便面会出现裂痕,但为了提高挤压生产效率,可以将挤压速度和温控工艺相结合,采用感应加热,沿铝棒长度方向向上存在着温度梯度40-60℃(梯度加热),挤压时高温端朝挤压模,低温端朝挤压垫,以平衡一部分变形热;也有采用水冷模挤压的,即在模子后端通水强制冷却,试验证明可以提高挤压速度30%-50%。 
近年来在国外用氮气或液氮冷却模具(挤压模)以增加挤压速度,提高模具寿命和改善型材表面质量。

工业铝型材机上淬火工艺: 

6063系列工业铝型材挤压成型之后通常会采用风冷淬火工艺,冷却速度为38℃/分,可以根据冷风机转速来调整冷却强度,其目的是为了将高温固溶于金属基体中的Mg2Si保留下来,并将铝合金型材在进行张力矫直前温度降低到60℃以下。 

工业铝型材张力矫直工艺: 

工业铝型材张力矫直工艺就是利用牵引机将经过挤压力从模具流出的型材给予牵引力,使用牵引机的目的在于减轻多线挤压时长短不齐和抹伤,使型材均匀流出保证表面光滑,牵引力需要和挤压速度和型材流出的速度保持平行。 

人工时效工艺: 

工业铝型材挤压生产之后为了提高铝合金型材的产品硬度和物理性能,需要经过人工时效工艺来达到其标准;工业铝型材时效工艺可以分为自然时效和人工时效,自然时效相对人工失效来说生产效率低,所以很多厂家就会采用人工时效,利用设备和技术模仿自然时效所需环境,来达到最终的时效效果,从而大大提高了生产效率。 
工业铝型材人工时效对温控工艺的要求很高,必须要保持恒温,温度控制在200℃,温度差不超过±3-5℃。