佛山市南海區(qū)科本精密鋁制品廠

鋁合金擠壓過(guò)程實(shí)際是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)始的，因?yàn)楫a(chǎn)品的設(shè)計(jì)是基于給定的使用要求，使用要求決定了產(chǎn)品的許多較終參數(shù)。如產(chǎn)品的機(jī)械加工性能、表面處理性能以及使用環(huán)境要求，這些性能和要求實(shí)際就決定了被擠壓鋁合金種類的選擇。而同一中鋁合金擠壓出來(lái)的鋁型材性能則取決于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)形狀。而產(chǎn)品的形狀決定了擠壓模具的形狀。設(shè)計(jì)的問(wèn)題一旦解決了，則實(shí)際的擠壓過(guò)程就是從擠壓用鋁鑄棒開(kāi)始，鋁鑄棒在擠壓前必須加熱使其軟化，加熱好的鋁鑄棒放入擠壓機(jī)的盛錠筒內(nèi)，然后由大功率的油壓缸推動(dòng)擠壓桿，擠壓桿的前端有擠壓墊，這樣被加熱變軟的鋁合金在擠壓墊的強(qiáng)大壓力作用下從模具準(zhǔn)確成型孔擠出成型。這就是模具的作用：生產(chǎn)所需要產(chǎn)品的形狀。

該圖為：典型臥式液壓擠壓機(jī)簡(jiǎn)圖     擠壓方向?yàn)橛勺笙蛴?/p>

這就是對(duì)現(xiàn)在使用較為廣泛的直接擠壓的簡(jiǎn)單描述，間接擠壓是一個(gè)相似過(guò)程，但是也有些非常重要的不同處，在直接擠壓過(guò)程，模具是不動(dòng)的，由擠壓桿壓力推動(dòng)鋁合金通過(guò)模具孔。在間接擠壓過(guò)程。模具被安裝在中空的擠壓桿上，使模具向不動(dòng)的鋁棒坯進(jìn)行擠壓，迫使鋁合金通過(guò)模具向中空的擠壓桿擠出。

其實(shí)擠壓過(guò)程類似于擠牙膏，當(dāng)壓力作用于牙膏封閉端時(shí)，圓柱狀的牙膏就從圓形的開(kāi)口處被擠出來(lái)。如果開(kāi)口是扁平的，則擠壓出來(lái)的牙膏就是帶狀了。當(dāng)然復(fù)雜的形狀也能在相同形狀的的開(kāi)口處被擠出來(lái)。例如，蛋糕師使用特殊形狀的管子擠壓冰淇淋來(lái)做各種修飾花邊，他們所做的其實(shí)就是擠壓成型。雖然你不能用牙膏或冰淇淋生產(chǎn)很多很有用的產(chǎn)品，你也不能用手指就將鋁合金擠壓成鋁管。但是你能依靠大功率的液壓機(jī)將鋁合金從一定形狀的�？滋帞D壓出來(lái)生產(chǎn)種類繁多、很有用的幾乎任何形狀的產(chǎn)品。

下圖（左）擠壓開(kāi)始時(shí)靠前根型材剛剛被擠出一段，（右）為鋁型材生產(chǎn)過(guò)程中。

鋁棒

鋁棒就是擠壓過(guò)程的坯料，擠壓用鋁棒可以是實(shí)心也可以是空心的，通常是圓柱體，長(zhǎng)度由擠壓盛錠筒決定。鋁棒通常是通過(guò)鑄造成型，也有的鍛造或粉末鍛壓成型。通常是由調(diào)好合金成分的鋁合金棒材鋸切而成。鋁合金通常由不止一種金屬元素組成，擠壓鋁合金是由微量（通常不超過(guò)5%）元素（如：銅、鎂、硅、錳或鋅）組成，這些合金元素提高了純鋁的性能和影響了擠壓過(guò)程。

各個(gè)廠家的鋁棒長(zhǎng)度都不一致，是由于鋁型材較終所需長(zhǎng)度、擠壓比、出料長(zhǎng)度以及擠壓余量來(lái)決定。標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度一般從26英寸（660mm）到72英寸（1830mm）.外徑范圍從3英寸（76mm）到33英寸（838mm）6英寸(155 mm) to 9英寸(228 mm)

直接擠壓生產(chǎn)過(guò)程

鋁棒[billet] 加熱爐[heating furnance] 擠壓機(jī)和模具[extrusion press with die][鋸切]saw 拉直[strecher] 時(shí)效爐[aging overn]

該圖圖示了擠壓一根鋁型材的基本步驟

當(dāng)較終產(chǎn)品的形狀確定好，選擇好了合適的鋁合金，擠壓模具制造已經(jīng)完成，就開(kāi)始了實(shí)際擠壓過(guò)程的準(zhǔn)備工作就完成了。然后預(yù)熱鋁棒和擠壓工具，在擠壓過(guò)程中，鋁棒本來(lái)是固態(tài)的，但是在加熱爐中已經(jīng)變軟。鋁合金熔點(diǎn)約為660℃。擠壓加工過(guò)程典型的的加熱溫度一般大于375℃，并取決于金屬的擠壓狀況，可高達(dá)500℃。

實(shí)際的擠壓過(guò)程始于當(dāng)擠壓桿開(kāi)始對(duì)盛錠內(nèi)的鋁棒進(jìn)行施加壓力時(shí)。不同的液壓機(jī)所設(shè)計(jì)的的擠壓力大小從100噸到15，000噸，幾乎什么壓力都有。這個(gè)擠壓力就決定了擠壓機(jī)能生產(chǎn)的擠壓產(chǎn)品大小。擠壓產(chǎn)品規(guī)格由產(chǎn)品的非常大的橫截面尺寸來(lái)表示的，有時(shí)也指產(chǎn)品的外接圓直徑。

當(dāng)擠壓剛剛開(kāi)始，鋁棒受到模具的反作用力而變短、變粗，直到鋁棒的膨脹受到盛錠筒筒壁制約，然后，當(dāng)壓力繼續(xù)增加，柔軟的（仍然是固體）金屬?zèng)]有地方可流，開(kāi)始從模具的成型孔被擠壓到模具的另一端出來(lái)，這就形成了型材。

大約有10%的鋁棒（包括鋁棒表皮）被剩余在盛錠筒內(nèi)，擠壓產(chǎn)品從模具處切下來(lái)，剩余在盛錠筒的金屬也被清理回收利用。當(dāng)產(chǎn)品離開(kāi)模具后，后面的工序是，熱的擠壓產(chǎn)品被淬火，機(jī)械處理和時(shí)效。

當(dāng)加熱的鋁通過(guò)盛錠筒從模具擠出來(lái)時(shí).鋁棒的中心的金屬流動(dòng)要快于邊緣。如插圖中的黑色帶紋所示，邊緣的金屬被留在后面當(dāng)作殘余被回收利用。

擠壓速度取決于被擠壓的合金和模具出料孔形狀，用硬合金擠來(lái)擠復(fù)雜形狀材料，可能慢到每分鐘1-2英尺。而用軟合金擠壓簡(jiǎn)單形狀材料可達(dá)到每分鐘180英尺，甚至更快。

擠壓產(chǎn)品長(zhǎng)度取決于鋁棒和模具出料孔，一次不間斷的擠壓可擠壓出長(zhǎng)達(dá)200英尺的產(chǎn)品。較新的成型擠壓，當(dāng)擠壓出來(lái)的產(chǎn)品離開(kāi)擠壓機(jī)時(shí)被放置在滑出臺(tái)上（相當(dāng)于輸送帶），根據(jù)合金的不同，擠壓出來(lái)的產(chǎn)品冷卻方式：分為自然冷卻，空氣或水冷卻淬火。這是確保產(chǎn)品時(shí)效后金相性能關(guān)鍵的一步。然后擠壓產(chǎn)品被轉(zhuǎn)移到冷床上。

拉直

擠壓產(chǎn)品淬火（冷卻）后，然后用拉伸機(jī)或矯直機(jī)來(lái)進(jìn)行調(diào)直和矯正扭擰（拉伸也被分類為擠壓后的冷加工）。較后由輸送裝置將產(chǎn)品輸向鋸切機(jī)。

鋸切

典型的成品鋸切是將產(chǎn)品鋸切為特定的商用長(zhǎng)度。圓盤(pán)鋸是當(dāng)今使用較為廣泛的，如同旋臂鋸機(jī)垂直將擠壓出來(lái)的長(zhǎng)料鋸開(kāi)。也有鋸從型材上方切下來(lái)（如電動(dòng)斜切鋸）。也有用鋸臺(tái)的，鋸臺(tái)是帶有圓盤(pán)鋸片由下往上升起將產(chǎn)品鋸切的，然后鋸片再回到臺(tái)面底部進(jìn)行下一循環(huán)。

典型的成品圓盤(pán)鋸，直徑一般為16-20英寸，帶有100多個(gè)硬質(zhì)合金齒。大尺寸的鋸片用于大直徑的擠壓機(jī)。

自潤(rùn)滑鋸切機(jī)裝備有向鋸齒輸送潤(rùn)滑劑的系統(tǒng)，這樣可以保證較佳的鋸切效率和鋸口表面。

自動(dòng)裝置壓料裝置將型材固定好以便鋸切，而鋸切碎屑被收集起來(lái)回收利用。

時(shí)效：

一些擠壓產(chǎn)品需要通過(guò)時(shí)效以達(dá)到起較佳強(qiáng)度，因此也叫時(shí)效硬化。自然時(shí)效在室溫下進(jìn)行。人工時(shí)效則在時(shí)效爐內(nèi)進(jìn)行。學(xué)術(shù)而言是叫析出強(qiáng)化相熱處理。

當(dāng)型材從擠壓機(jī)擠出，型材成半固態(tài)狀態(tài)。但是很快當(dāng)其冷卻或淬火（無(wú)論空冷或水冷）時(shí)很快成為固體。非熱處理強(qiáng)化鋁合金（如加入鎂或錳的鋁合金）通過(guò)自然時(shí)效和冷加工獲得強(qiáng)度。可熱處理強(qiáng)化鋁合金（如加銅、鋅、鎂+硅的鋁合金）通過(guò)影響合金金相結(jié)構(gòu)的熱處理可獲得更好的強(qiáng)度和硬度。

另外，時(shí)效是使強(qiáng)化相粒子均勻析出，以獲得非常大的屈服強(qiáng)度、硬度以及特殊合金的彈性。

捆包

無(wú)論是時(shí)效爐還是室溫時(shí)效，充分時(shí)效完后，型材被轉(zhuǎn)移到表面處理或深加工車間或捆包準(zhǔn)備運(yùn)輸給客戶。

 
鋁型材可以用各種方法捆包/

大多數(shù)擠壓車間是根據(jù)包裝需求來(lái)包裝的。型材應(yīng)被碼垛堆放以防止表面損壞、扭曲和其他傷害。客戶有時(shí)也有他們自己的包裝要求。特定的擠壓產(chǎn)品也特定的包裝方法以便儲(chǔ)存和運(yùn)輸。

擠壓機(jī)組成部件

前后車臂[front and rear platens]被張力柱[tie rods]和螺絲[nuts]保持平行。

下圖為一臺(tái)帶四個(gè)張力柱的擠壓機(jī)。擠壓機(jī)也可只有兩根或三根張力柱。

活塞[ram piston/cylinder]推動(dòng)擠壓桿[ram stem]往前，然后將鋁棒推入盛錠筒[container]，然后通模具[die]（固定于模架處[tool carrier]）較終擠壓成型材。

下圖標(biāo)簽標(biāo)明了該過(guò)程的所有部件。

下圖為：模具[die]、模墊[backer]、模具支撐墊[bolster]的橫截面圖

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