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如何優化工業鋁型材擠壓和熱處理工藝?

2022-08-04 14:37:09

對擠壓生產來說,擠壓溫度是基本且關鍵的工藝因素。擠壓溫度對產品質量、生產效率、模具壽命、能量消耗等都產生很大影響。


擠壓主要的問題是金屬溫度的控制,從鑄錠開始加熱到擠壓型材的淬火都要確??扇芙獾南嘟M織不從固溶中析出或呈現小顆粒的彌散析出。

佛山工業鋁型材

6063鋁合金鑄錠加熱溫度一般都設定在Mg2Si析出的溫度范圍內,加熱的時間對Mg2Si的析出有重要的影響,采用快速加熱可以大大減少可能析出的時間。一般來說,對6063鋁合金鑄錠的加熱溫度可設定為:未均勻化鑄錠:460-520℃;均勻化鑄錠:430-480℃。其擠壓溫度在操作時視不同制品及單位壓力大小來調整。在擠壓過程中鑄錠在變形區的溫度是變化的,隨著擠壓過程的完成,變形區的溫度逐漸升高,而且隨著擠壓速度的提高而提高。因此為了防止出現擠壓裂紋,隨著擠壓過程的進行和變形區溫度的升高,擠壓速度應逐漸降低。


控制工業鋁型材擠壓速度:


擠壓過程中必須認真控制擠壓速度。擠壓速度對變形熱效應、變形均勻性、再結晶和固溶過程、制品力學性能及制品表面質量均有重要影響。擠壓速度過快,制品表面會出現麻點、裂紋等傾向。同時擠壓速度過快增加了金屬變形的不均勻性。擠壓時的流出速度取決于鋁合金型材種類和型材的幾何形狀、尺寸和表面狀況。6063鋁合金型材型材擠壓速度(金屬的流出速度)可選為20-100米/分。近代技術的進步,擠壓速度可以實現程序控制或模擬程序控制,同時也發展了等溫擠壓工藝和CADEX等新技術。通過自動調節擠壓速度來使變形區的溫度保持在某一恒定范圍內,可達到快速擠壓而不產生裂紋的目的。為了提高生產效率,在工藝上可以采取很多措施。當采用感應加熱時,沿鑄錠長度方向上存在著溫度梯度40-60℃(梯度加熱),擠壓時高溫端朝擠壓模,低溫端朝擠壓墊,以平衡一部分變形熱;也有采用水冷模擠壓的,即在模子后端通水強制冷卻,試驗證明可以提高擠壓速度30%-50%。


近年來在國外用氮氣或液氮冷卻模具(擠壓模)以增加擠壓速度,提高模具壽命和改善型材表面質量。在擠壓過程中將氮氣引到擠壓模出口處放出,可以使被冷卻的制品急速收縮,冷卻擠壓模和變形區金屬,使變形熱被帶走,同時模子出口處被氮的氣氛所控制,減少了鋁的氧化,減少了氧化鋁粘接和堆積,所以氮氣的冷卻提高了制品的表面質量,可大大的提高擠壓速度。


機上淬火:


6063-T5淬火是為了將在高溫下固溶于基體金屬中的Mg2Si出??缀蠼浛焖倮鋮s到室溫而被保留下來。冷卻速度常和強化相含量成正比。6063鋁合金型材可強化的小的冷卻速度為38℃/分,因此適合于風冷淬火。改變風機和風扇轉數可以改變冷卻強度,使制品在張力矯直前的溫度降至60℃以下。


張力矯直:


型材出??缀?,一般皆用牽引機牽引。牽引機工作時在給擠壓制品以一定的牽引張力,同時與制品流出速度同步移動。使用牽引機的目的在于減輕多線擠壓時長短不齊和抹傷,同時也可防止型材出??缀笈Q、彎曲,給張力矯直帶來麻煩。張力矯直除了可以使制品消除縱向形狀不整外,還可以減少其殘余應力,提高強度特性并能保持其良好的表面。


人工時效:


時效處理要求溫度均勻,溫差不超過±3-5℃。6063鋁合金型材人工時效溫度一般為200℃。時效保溫時間為1-2小時。為了提高力學性能,也有采用180-190℃時效3-4小時,但此時生產效率會有所降低。

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