鋁型材擠壓加工鋁型材

鋁合金型材是工業(yè)中應用較廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶，建筑，裝修。及化學工業(yè)中已大量應用。隨著近年來科學技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。

鋁合金型材簡介

鋁合金型材是工業(yè)中應用較廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶，建筑，裝修。及化學工業(yè)中已大量應用。隨著近年來科學技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應用促進了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展，同時焊接技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應用領(lǐng)域，因此鋁合金的焊接技術(shù)正成為研究的熱點之一。

鋁合金型材性能

純鋁的密度�。�ρ=2.7g/cm3），大約是鐵的 1/3，熔點低（660℃），鋁是面心立方結(jié)構(gòu)，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各種型材、板材，抗腐蝕性能好；但是純鋁的強度很低，退火狀態(tài) σb 值約為8kgf/mm2，故不宜作結(jié)構(gòu)材料。通過長期的生產(chǎn)實踐和科學實驗，人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。 添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點的同時還能具有較高的強度，σb 值分別可達 24～60kgf/mm2。這樣使得其“比強度”（強度與比重的比值 σb/ρ）勝過很多合金鋼，成為理想的結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業(yè)等方面，飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造，以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接，結(jié)構(gòu)重量可減輕50%以上。

一般來講，工業(yè)用鋁合金型材是指除建筑門窗、幕墻及室內(nèi)外裝飾用鋁型材以外的所有鋁擠壓型材。鋁合金型材大多數(shù)工業(yè)用鋁擠壓型材對型材斷面、合金材料和性能都有特殊要求，并廣泛應用于機器制造業(yè)、電子電器業(yè)、交通運輸業(yè)和輕工業(yè)。

工業(yè)用鋁型材主要為2XXX?、5XXX?、6XXX和7XXX?系合金，熱處理狀態(tài)大多為T4?、T5和T6，絕大多數(shù)產(chǎn)品不需要表面處理，但對合金成分、尺寸精度、機械性能和表面質(zhì)量等有嚴格要求，屬鋁擠壓型材領(lǐng)域內(nèi)的高技術(shù)含量產(chǎn)品，對生產(chǎn)工藝和設備有較高的要求。發(fā)達國家工業(yè)用鋁擠壓材占整個鋁擠壓材產(chǎn)量的比例較高（表1?)?，而工業(yè)用鋁擠壓材中鋁型材占半數(shù)以上。?

工業(yè)鋁型材的發(fā)展趨勢  在結(jié)構(gòu)、裝飾和功能方面，鋁合金型材是一種不衰敗的材料。隨著科學技術(shù)的進步和國民經(jīng)濟的發(fā)展，各種大型扁寬、薄壁、高精、復雜的實心和空心型材應運而生，成為許多重要領(lǐng)域，如航天航空、交通運輸、現(xiàn)代汽車、電子電器、艦船兵器、空調(diào)散熱器、電力能源、石油化工、機械制造等部門的較好材料。鋁合金大、中型工業(yè)用的結(jié)構(gòu)型材是當今世界短缺緊俏商品之一。由于供不應求，設計者和使用者不得不采用幾根小型材接合成大、中型材或者改用木材、塑料、鋼鐵、銅材來代替，造成能源浪費、環(huán)境污染、成本增高，影響了國民經(jīng)濟的發(fā)展。為了改變這種局面，各國紛紛斥巨資新建或擴建35MN 以上的大、中型擠壓生產(chǎn)線，21 世紀是大擠壓機和鋁合金大、中型擠壓材發(fā)展的大好時機。 

我國鋁合金型材行業(yè)經(jīng)過20多年的快速發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平有了很大的提高，目前世界上先進的鋁合金型材生產(chǎn)工藝及設備在國內(nèi)大都能找到，如氣滑鑄造、矮結(jié)晶器鑄造、大噸位雙動油壓擠壓機、大噸位反向油壓擠壓機等。但是，某些企業(yè)雖然擁有非常先進的擠壓生產(chǎn)線，但熔鑄設備、熱處理設備、模具加工設備落后，或者生產(chǎn)裝備不配套，不適合生產(chǎn)工業(yè)用鋁型材。工業(yè)用鋁型材的特點是合較好號多、一次汀貨量少，然而許多企業(yè)沒有專門適合于這種特點的熔鑄設備，仍然使用生產(chǎn)建筑鋁型材的熔鑄設備來籌備生產(chǎn)，不僅有諸多不便，而且生產(chǎn)成本高。有的企業(yè)熱處理設備不配套，很難保證產(chǎn)品質(zhì)量和成品率。凡此等等，都在制約著我國工業(yè)用鋁擠壓型材的生產(chǎn)和技術(shù)水平的提高。生產(chǎn)工業(yè)鋁型材除要求有先進的主機設備外，對后部設備的要求也較高，要點體現(xiàn)在熱處理設備和精整矯直設備上。先進**的熱處理設備是型材力學性能滿足要求，縮短擠壓工時，提高生產(chǎn)效率的保證。熱處理設備包括在線準確水、霧、氣淬火裝置、淬火爐、時效爐等。精整矯直設備是型材的尺寸及形位公差達標的重要保證，鋁合金型材主要有拉伸矯直設備、輥式矯直設備等。隨著鋁合金型材的開發(fā)和生產(chǎn)越來越多地受到重視，較近幾年一些企業(yè)正在建設或計劃建設設備配套齊全的以生產(chǎn)工業(yè)用鋁型材為主的車間或生產(chǎn)線，這些項目的建成投產(chǎn)將會大大提高我國工業(yè)用鋁型材的生產(chǎn)技術(shù)水平。?3.2?擠壓工藝及熱處理工藝生產(chǎn)工業(yè)用鋁合金型材所用的鑄錠要求比較嚴格，需要經(jīng)過均勻化處理，使鑄錠中的不平衡共晶籌備在基體中分布趨于均勻，過飽和固溶元素從固溶體中析出，以達到消除鑄造應力，提高鑄錠塑性，減小變形抗力，改善加工產(chǎn)品的籌備和性能。鋁合金擠壓型材的生產(chǎn)工藝合理與否是保證型材達到力學性能設計指標的關(guān)鍵因素，同時也是型材形位偏差的決定性因素。特別是在超長（近30m?長）、寬截面、嚴公差的車體型材中，擠壓工藝的合理性顯得更為重要。擠壓工藝參數(shù)包括鑄錠的加熱溫度、擠壓速度、工模具的加熱溫度等等，合理的工藝是獲得優(yōu)良籌備和性能的重要保證。同時，熱處理工藝參數(shù)對型材的性能也有著重要的影響，為了獲得高的力學性能，必須采用冷卻強度較大，或冷卻強度可調(diào)節(jié)的在線準確水、霧、氣淬火裝置。當淬火溫度較低或淬火冷卻強度不夠時，型材會淬不上火或者力學性能達不到要求；而當人水溫度過高或淬火冷卻強度過大時，整個型材就會產(chǎn)生嚴重的扭曲或者彎曲變形，以致在以后的拉矯或輥矯時很難矯正過來。因此，在線準確淬火裝置的設計、制造和淬火工藝的控制是十分重要的。對于不同合金、不同形狀、不同壁厚的型材必須嚴格控制鑄錠加熱溫度、擠壓速度、擠壓出口溫度、型材人水溫度、水壓、水量、淬火槽出口溫度等十幾個工藝參數(shù)才能達到目的。時效工藝的也在很大程度上影響著型材的各種性能，有時甚至起著關(guān)鍵的作用。

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