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如何优化铝材挤压和热处理工艺
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  1.铸锭加热

  对挤压生产来说,挤压温度是最基本的且最关键的工艺因素。挤压温度对产品质量、生产效率、模具寿命、能量消耗等都产生很大影响。

  挤压最重要的问题是金属温度的控制,从铸锭开始加热到挤压型材的淬火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℃。

  其挤压温度在操作时视不同制品及单位压力大小来调整。在挤压过程中铸锭在变形区的温度是变化的,随着挤压过程的完成,变形区的温度逐渐升高,而且随着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。

  2.控制铝材挤压速度

  挤压过程中必须认真控制挤压速度。挤压速度对变形热效应、变形均匀性、再结晶和固溶过程、制品力学性能及制品表面质量均有重要影响。

  挤压速度过快,制品表面会出现麻点、裂纹等倾向。同时挤压速度过快增加了金属变形的不均匀性。挤压时的流出速度取决于合金种类和型材的几何形状、尺寸和表面状况。

  6063合金型材挤压速度(金属的流出速度)可选为20-100米/分。

  近代技术的进步,挤压速度可以实现程序控制或模拟程序控制,同时也发展了等温挤压工艺和CADEX等新技术。通过自动调节挤压速度来使变形区的温度保持在某一恒定范围内,可达到快速挤压而不产生裂纹的目的。

  为了提高生产效率,在工艺上可以采取很多措施。当采用感应加热时,沿铸锭长度方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。在挤压过程中将氮气引到挤压模出口处放出,可以使被冷却的制品急速收缩,冷却挤压模和变形区金属,使变形热被带走,同时模子出口处被氮的气氛所控制,减少了铝的氧化,减少了氧化铝粘接和堆积