一、壁板型材擠壓工藝技術
壁板型材的特點是寬幅薄壁，寬厚比大，型材的寬度或外接圓直徑在250～2000mm之間，最大寬度可達2500 mm，寬厚比達150以上。而且帶有縱向筋條如圖3—4—13所示。壁板型材應用已越來越廣泛。如飛機的機翼壁板、艦船甲板、集裝箱壁板、大型散熱器材及體育器械。通常壁板型材的交貨長在10m以上，因此生產壁板型材具有相當大的難度，必須采取一些特殊的工藝措施和特殊結構的工、模具，才能生產出合格的產品，圖片暫時缺失，抱歉。
幾種擠壓的大型帶筋壁板型材斷面圖
1．1 壁板型材的生嚴條件及要求
壁板型材的生產條件：首先應擁有較大能力的擠壓機，一般應有35 MN以上的大型臥式擠壓機，才有可能生產大斷面型材。其次應有高比壓的擠壓筒。因為壁板型材的外形尺寸大，多為扁寬型，需要內徑大的擠壓筒，大部分采用寬展模具生產，因而擠壓筒的比壓要求很高。
生產壁板型材的鋁合金需要良好的綜合性能。如合金的可擠壓性、焊接性能、較高的強度和耐腐蝕性能。
壁板型材的形位公差尺寸要求很嚴?？梢詮谋?-4-28看出，它比建筑鋁型材的超高精級標準還嚴。當然不同種類的壁板型材的形位尺寸要求不完全相同，應有區別。
1．2壁板型材的擠壓方法
生產壁板的方法有擠壓法、模鍛法、軋制法和用厚板機械銑削加工法等多種，其中以擠壓法和銑削加工法采用較多。近年來由于大型擠壓機數量和擠壓能力的增加，用擠壓法生產壁板已成為一種趨勢。因為擠壓法有許多優點，擠壓壁板的金屬流線不遭破壞，其力學性能較高，大瀝鋁材網整理，幾何尺寸比其他方法更精確，而且可生產帶有異形加強筋的壁板和空心壁板，這是其他方法無法生產的。
表3-4-28壁板型材與建筑型材超高精級要求尺寸偏差比較表
|
檢查項目 |
壁板型材要求 |
建筑型材超高精級要求 |
|
平面間隙 彎曲度 扭擰度 尺寸偏差檢查 |
≤0.35%B，任意25 mm寬度上≤0.08 mm ≤0.5 mm/m，全長≤6 mm ≤1.7 mm/m，全長≤6 mm 逐根 |
≤0.4%B，任意25 mm寬度上≤0.10 mm 任意300mm上≤0.3mm，全長9.6mm(0.5×L) ≤9.0 mm/m，全長≤26 mm 每批l%，不少于10根 |
目前用于擠壓壁板型材的鋁合金已越來越多。主要的合金有：2A12，5A06，6005A，6061，6063，6070，7005，7A04，7A09等。擠壓壁板型材的方法有如下幾種。
1)圓筒擠壓法
用實心鑄錠在圓擠壓筒中擠壓壁板型材的方法有平板形、“V”形和圓管形三種形式。
(1)采用平板形方式擠壓壁板型材，如圖3-4-14(a)。壁板的最大寬度由擠壓筒直徑來確定，最小壁厚受擠壓合金、設備能力和工藝條件的限制。壁板最大寬度及?？拙鄶D壓筒邊緣的最小距離見表3-4-29。
表3-4-29平板擠壓壁板的最大寬度
|
擠壓能力 /MN |
擠壓簡直徑 /mm |
壁板最大寬度 /mm |
壁板合理寬度 /mm |
?？拙鄶D壓筒邊緣 最小距離/mm |
|
49 |
360 500 |
330 460 |
280～320 400～450 |
20～25 20～25 |
|
122.5 |
650 800 |
590 740 |
500～560 650～720 |
30～40 30～40 |
|
196 |
1100 |
1000 |
900～1000 |
40～50 |
圖3—4—14用圓擠壓筒擠壓平板型(a)和“V”型()壁板示意圖
1——導路；2——壓型嘴；3——支承環；4——模墊；5——模子；
6——鑄錠；7——擠壓墊；8——擠壓筒；9——擠壓軸；l0——壁板型材
圓筒平板擠壓法擠壓壁板工藝方案見表3—4—30，用軟合金擠壓壁板，其寬度可比表中增加6%～l0%，最小壁厚可為2.5 mm。
(2)圓筒V形法如圖3—4—14(b)所示。采用這種方法不僅可以增加壁板寬度，而且增加制品斷面積，降低了擠壓系數。因而可以利用比壓小的大擠壓筒生產更寬更薄的壁板型材。與“V”形類似的方法有“U”形、“C”型等方法可以更充分利用擠壓筒斷面積，生產更寬的壁板型材。表3—4—31為“V”形法擠壓壁板型材最大寬度比較。表3—4—32為圓筒“V”形法擠壓壁板型材的工藝方案。
(3)圓筒圓管法，如圖3—4—15所示。
圖3—4—15用圓筒擠壓帶筋管法生產壁板型材示意圖
1——壓型嘴；2——壓型嘴墊塊；3——橫支承；4——支承環；5——模子；6——擠壓筒
7——鑄錠；8——擠壓軸；9——穿孔針；l0——擠壓墊片；11——帶筋管
表3-4-30圓筒平板擠壓壁板工藝方案
|
擠壓機 能力 /MN |
擠壓筒 直徑 /mm |
比壓
/MPa |
壁板斷 面積 /cm2 |
壁板 寬度 /mm |
壁板 最小厚度 /mm |
合理 擠壓系數 λ |
合金
|
壁板 可能長度 /m |
|
49 |
360 500 |
480 250 |
26～50 37-74 |
330 460 |
4±0.4 5±0.45 |
20～39 27～53 |
硬合金 軟合金 |
6 10 |
|
122.5
|
500 650 800 |
624 366 243 |
50～100 65～120 90～155 |
460 590 740 |
5±0.45 6±0.5 6±0.5 |
20～40 21～36 42～78 |
硬合金 硬合金 軟合金 |
15 15 20 |
|
196 |
800 1100 |
390 207 |
104～160 120～150 |
740 1000 |
8±0.6 10±1.0 |
31～48 38～76 |
硬合金 軟合金 |
25 30 |
表3-4-31 圓筒法幾種形式擠壓壁板最大寬度比較
|
擠壓機能力 |
擠壓筒直徑 |
最大比壓 |
壁板最大寬度/mm |
|||
|
/MN |
/mm |
/MPa |
平板形 |
V形 |
U形 |
C形 |
|
49 117.6 196 |
360 570 730 |
480 461 470 |
320 520 670 |
510 830 1070 |
640 1040 1340 |
700 1140 1470 |
注：材料為2A12合金，擠壓溫度為400℃。
表3-4-32圓筒“V“形法擠壓壁板型材工藝方案
|
擠壓機 能力 /MN |
擠壓簡 直徑 /mm |
比壓 /MPa |
壁板斷 面積 /cm2 |
壁板 寬度 /mm |
壁板 最小厚度 /mm |
合適 擠壓系數 λ |
合金 |
壁板 可能長度 /m |
|
49 |
360 500 |
480 249.9 |
45～90 70～100 |
560 780 |
4 3～4 |
11～22 16～28 |
硬合金 軟合金 |
6 6 |
|
122.5 |
500 650 800 |
624.2 369.4 243 |
70～120 80～l60 100～190 |
780 1000 1100 |
4 5 5 |
16～28 21～41 26～50 |
硬合金 硬合金 軟合金 |
15 15 20 |
|
196 |
800 1100 |
390 206.7 |
120～220 150～300 |
1300 1500 |
6 8 |
22～42 31～63 |
硬合金 軟合金 |
20 30 |
2)扁擠壓筒擠壓方法
用扁擠壓筒擠壓壁板型材是最先進的方法之一，因為這種方法比較合理，其內徑斷面形狀與壁板外形相似，金屬流動均勻。扁筒的斷面積小，擠壓系數較小，而產生的單位壓力(比壓)卻較高，有利于壁板的擠壓成形。
用扁擠壓筒可生產帶各種形狀筋條和底板厚度較薄的壁板型材。所生產的壁板型材尺寸精確，易于矯直。因此在工業上已得到廣泛應用。用扁擠壓筒擠壓壁板的最大允許寬度取決于擠壓機結構特點，而不受擠壓力限制。因而對現有擠壓機進行改造都可以增大壁板最大寬度。表3—4—34dalilvcai.com列出用扁擠壓筒生產壁板型材的最大寬度。表3—4—35為扁擠壓筒生產壁板型材的工藝方案。
表3—4—33 圓筒圓管法生產壁板型材的幾何尺寸方案
|
擠壓機能力 /MN |
擠壓筒直徑 /mm |
比壓 /MPa |
壁板展開后 最大寬度/mm |
壁板最小壁厚 /mm |
壁厚差 /mm |
壁板長度 /m |
|
49 78.4 117.6 122.5 196 |
500 600 800 800 1000 |
254 283 240 248 254 |
1000 1250 1500 1650 2500 |
5～6 6 8 8 10 |
±1.5 ±2 ±3 ±3 ±4 |
7～10 12 12～15 12～15 12～l8 |
表3—4—34各類擠壓機用扁擠壓筒生產壁板的最大寬度
|
擠壓機能力/MN |
擠壓筒尺寸B×H/mm |
比壓/MPa |
壁板最大寬度/mm |
|
15 20 28 35 40 50 60 80 100 120 140 200 200 |
250×80 300×90 350×100 420×120 480×120 550×140 600×150 780×180 800×200 900×220 1000×250 1100×300 1200×450 |
750 740 800 690 700 650 670 640 630 610 560 617 395 |
210 250 300 350 400 465 510 600 680 770 870 1030 1100 |
3)寬展擠壓法
在不改變擠壓筒結構的情況下，利用寬展模生產壁板型材是一種行之有效的簡便方法。其特點是在壁板型材模具前面增設一寬展模，使擠出金屬發生預先的高向壓縮、橫向寬展變形而形成一個扇形毛坯。然后利用該毛坯進行壁板成形擠壓。采用此法生產壁板型材的寬度可比擠壓簡直徑大l0%～30%。寬展角一般為30°左右。由于寬展擠壓所需的擠壓力比正常擠壓要高20%～25%，因此生產擠壓系數大、鑄錠尺寸長、壁厚小的硬鋁合金壁板型材比較困難。寬展擠壓的變形參數見表3-4-36。
表3—4—35扁擠壓簡生產壁板型材的工藝方案
|
擠壓機能力 /MN |
擠壓筒規格 B×H/mm |
扁筒內孔 面積/cm2 |
最大單位 壓力/MPa |
壁板最大 寬度/mm |
壁板斷面積 /cm2 |
擠壓系數 λ |
|
50 |
150×570，R=75 170×570，R=85 200×570，R=100 |
807 907 954 |
606.6 539.9 513.5 |
530 520 520 |
32～80 30～90 42～105 |
10.7～28.5 10～30 10～25 |
|
93 |
240×850，R=120 |
1916 |
475.3 |
800 |
70～120 |
16～27 |
|
120 |
240×850，R=120 240×900，R=120 320×1100，R=160 |
1916 2036 2500 |
613.4 578.2 470.4 |
800 840 1020 |
60～120 59～151 80～l60 |
16～32 13.5～34.5 15～32 |
|
200 |
300×1100，R=150 450×1200，R=225 |
3107 4965 |
617.4 394.9 |
1030 1100 |
92～252 200～599 |
12.2～34.0 10～25 |
表3—4—36寬展擠壓的變形參數表
|
擠壓機 能力 /MN |
擠壓筒 直徑 /nm |
比壓 /MPa |
寬度量 /mm |
寬展 變形率 /% |
寬展角 (°) |
型材 寬度 /nlm |
型材 壁厚 /mm |
型材 斷面積 /cm2 |
擠壓 系數 λ |
|
7.5 50 50 50 50 80 125 |
95 360 420 420 420 500 650 |
1050 505 362 362 362 407 376 |
15 90 110 97 125 125 110 |
17.6 26.4 28.2 24.2 31.5 25 17.4 |
13.2 20.5 24 22 26.1 22.5 23 |
100 420 510 497 520 650 680 |
6 4 4 4 4 3.5 3.5 |
6 51.96 61 57 65 64 64 |
12.8 19.8 22.7 24.2 21.3 25.8 約55 |
1．3壁板型材的擠壓工藝
采用扁擠壓筒擠壓和寬展擠壓生產壁板型材是目前應用較普遍的方法?，F以它們為例來介紹壁板型材的擠壓工藝dalilvcai.com。用半連續鑄造的扁錠應均勻化處理，然后銑削加工成近似扁擠壓筒的形狀。其尺寸及殘料長度見表3—4—37。
表3—4—37扁擠壓筒用鑄錠尺寸及殘料長度表
|
擠壓筒尺寸W×H |
鑄錠尺寸/mm |
|||
|
/mm |
寬度 |
高度 |
最大長度 |
殘料長度/mm |
|
570×170 570×200 850×240 1100×300 |
555 555 830 1070 |
160 190 225 280 |
950 950 1150 1450 |
90～140 90～140 110～160 130～180 |
部分鋁合金壁板型材擠壓工藝見表3—4—38、表3—4—39和表3—4—40。
表3—4—38 部分鋁合金壁板型材擠壓工藝
|
合 金 |
鑄錠加熱溫度/℃ |
擠壓筒溫度/℃ |
擠壓速度/m·min-1 |
|
2A10，2A11，2A12 7A04，7A09 5A05，5A06 7005 6005A，6063，6061 |
420～470 420～460 410～490 420～460 440～540 |
410～450 410～440 400～460 410～440 430～480 |
0.3～0.6 0.2～0.5 0.4～0.8 0.8～1.6 1.5～10.0 |
表3—4—39 6061合金空心壁板型材寬展擠壓工藝參數
|
擠壓機 能力 /MN |
擠壓筒 直徑 /mm |
鑄錠 規格 /mm |
型材 斷面積 /cm2 |
擠壓 系數 λ1 |
擠壓 系數 λ |
鑄錠 溫度 /℃ |
擠壓筒 溫度 /℃ |
模具 溫度 /℃ |
擠壓 速度 /m．min-1 |
模具 結構 |
|
125 |
650 |
φ630 ×60 |
63.9 |
1.85 |
52 |
520～540 |
480～500 |
450～480 |
0.2～0.8 |
寬展平面 組合模 |
表3—4—40飛機壁板型材擠壓工藝參數舉例
|
型材 代號 |
合金 狀態 |
鑄錠 規格 /mm |
擠壓力 /MN
|
擠壓 系數 λ |
殘料 長度 /mm |
錠溫 /℃ |
筒溫 /℃ |
模溫 /℃ |
擠壓 速度 /m．min-1 |
|
Y7X－3.5 |
7A04， 7A09－T6 |
φ550 ×600 |
125 |
38.5 |
100 |
420～ 440 |
450～ 470 |
350～ 400 |
0.1～ 0.3 |
|
Y7X－4 |
7A04， 7A09－T6 |
φ550× 600 |
125 |
41.5 |
100 |
420～ 440 |
450～ 470 |
350～ 400 |
0.1～ 0.3 |
|
Y7X－6 |
2A12－T4 |
φ550×650 |
124 |
45 |
100 |
430～ 450 |
450～ 480 |
350～ 400 |
0.15～ 0.3 |
|
Y7X－7 |
2A12－T4 |
φ550 ×650 |
124 |
43 |
100 |
430～ 450 |
450～ 480 |
350～ 400 |
0.15～ 0.3 |
表3—4—41壁板型材熱處理工藝參數
|
合金 |
壁板型材熱處理工藝參數 |
||||
|
淬火溫度/℃ |
保溫時間 |
水溫/℃ |
時效溫度/℃ |
時效時間/h |
|
|
2A11 2A12 2A14 7A04 7A09 6A02 7005 6061 6063 |
498～510 495～503 497～505 465～475 460～470 520～530 在線淬火(450) 在線淬火(525) 在線淬火(520) |
根據型材最大 厚度而定 |
35～40 35～40 35～40 40～50 40～50 40～50
|
室溫 室溫 室溫 138±5 133～140 170±5 160±5 180±5 180±5 |
≥96 ≥96 ≥96 16 12 2～3 8～12 4 4 |
二、散熱器型材的擠壓技術
散熱器型材種類很多，主要有三種類型：①扁寬形如梳形或魚刺形；②圓形或橢圓形外面散熱片呈放射狀；③樹枝形，如圖3-4-16所示。它們的共同特點是：散熱片之間距離短，相鄰兩散熱片之間形成一個槽形，其深寬比很大；其次是壁厚差大，一般散熱片薄，而其根部的底板厚度大。因此給散熱型材的模具設計、制造和生產帶來很大的難度。
圖3-4-16典型散熱型材斷面圖
散熱器型材有一部分尺寸較小，形狀對稱的產品比較容易生產，大部分散熱器型材扁寬形，外形尺寸較大，有的不對稱，散熱片之問的槽形深寬比很大，其生產難度較大。需要從鑄錠、模具、擠壓工藝幾方面配合，才能順利生產出散熱器型材。擠壓散熱器型材用的合金必須具有良好的可擠壓性和導熱性。一般用的合金有：lA30，1035和6063等合金。目前普遍使用較多的是6063合金，因為它除了有良好的可擠壓性、導熱性外，還有較好的力學性能。
2.1鑄錠的品質要求
鑄錠的合金成分要嚴格控制雜質含量，保證合金成分的純潔度。對于6063合金要控制Fe、Mg、Si的含量。Fe的含量應小于0.2%，Mg、Si的含量一般都控制在國家標準的下限，Mg含量0.45%～0.55%，Si含量0.25%～0.35%。鑄錠要經過充分的均勻化處理，使鑄錠的組織、性能均勻一致。
鑄錠的表面要光滑，不允許有偏析瘤或粘有沙泥。鑄錠的端面要平整，不能切成臺階狀或切斜度太大。切斜度應在3 mm以內。因為臺階狀或切斜度太大，用平面模擠壓散熱型材時，如果沒有設計導流模，鑄錠直接碰到模具，由于鑄錠端面不平，出現有的地方先接觸模具，產生應力集中，易把模具的齒形擠斷，或造成出料的先后不一，容易產生堵?；驍D壓成型不好的現象。
2．2對模具的要求
因為散熱器型材的模具都是許多細長的齒，要承受很大的擠壓力，每個齒都要有很高的強度和韌性，如果彼此之問的性能有很大的差異，就容易使強度或韌性差的那些齒產生斷裂。因此模具鋼材的質量必須可靠。最好使用品質可靠的廠家生產的Hl3鋼材，或選用進口鋼材，大瀝鋁材網整理。模具的熱處理十分重要，要用真空淬火，最好采用高壓純氮淬火，可以保證淬火后模具的各部分性能均勻。淬火后要用三次回火，使模具的硬度保證在48～52 HRC的前提下，具有足夠的韌性。這是防止模具斷齒的重要條件。
散熱器型材能順利擠壓成功，關鍵是模具的設計要合理、制造要精確。一般盡量避免鑄錠直接擠壓到模具工作帶上。對于扁寬的梳形散熱器型材，設計一個中間較小，兩邊較大的導流模，使金屬往兩邊流，減少模具工作帶上的擠壓力，而且使其壓力分布均勻。由于散熱器型材斷面的壁厚差大，設計模具工作帶時要相應保持它們的差別，即壁厚大的地方工作帶要特別加大，可以大到20～30 mm，而齒尖的位置要突破常規，把工作帶減到最小?？傊ＷC金屬在各處流動的均勻性。對于扁寬形散熱器，為保證模具一定的剛度，模具的厚度要適當增加。厚度增加量為30%～60%。模具的制作上也要十分精細，空刀要做到上下、左右、中間保持對稱，齒與齒之間的加工誤差要小于0.05 mm，加工誤差大容易產生偏齒，即散熱片的厚薄不均勻，甚至會產生斷齒的現象。
對于設計比較成熟的斷面，用嵌鑲合金鋼模具也是一個較好的方法。因為合金鋼具有較好的剛性和耐磨性，不易產生變形，有利于散熱器型材的成形。
2．3擠壓工藝
散熱器型材生產關鍵是擠壓模具做好以后，有條件的話，可以用電腦做模擬試驗，看模具設計的工作帶是否合理，然后在擠壓機上試模。第一次試模十分重要，操縱手在主柱塞前進上壓時必須低于8MPa的低壓下慢速前進，最好有人用電筒光線照看模具出口處，等擠壓模具的每一個散熱片都均勻擠出?？缀?，才能逐漸加壓加速進行擠壓。試模成功后繼續擠壓時，應注意控制好擠壓速度，做到平穩操作。生產散熱器型材時應注意模具的加熱溫度，要使模具溫度與鑄錠溫度相近。溫差太大時由于上壓時擠壓速度慢，使金屬溫度下降，易產生堵?；蛄魉俨痪默F象。
為減少試模時的擠壓力，確保試模時能順利生產出合格產品．最好先用短鑄錠(正常鑄錠的0.3～0.6倍)試模．對于特別復雜的散熱器型材，可以考慮先用短的純鋁錠試模，試模成功后再用正常的鑄錠進行生產．因此一般選擇散熱器型材的鑄錠長度不宜太長。
表3—4—42散熱器型材擠壓工藝參數
|
合 金 |
鑄錠溫度/℃ |
擠壓筒溫度/℃ |
模具溫度/℃ |
擠壓系數 |
擠壓速度/m·min-1 |
|
1035,1A30 6063 |
400～470 500～520 |
400～440 400～450 |
400～460 480～500 |
20～60 15～40 |
15～50 10～30 |
三、階段變斷面型材的擠壓技術
3．1 階段變斷面型材的品種與用途
鋁合金變斷面型材主要有三種：階段變斷面型材，逐漸變斷面型材和兩頭大中間小的變斷面型材。后兩種變斷面型材生產的難度大，生產量較少，本節重點介紹階段變斷面型材的擠壓技術。
階段變斷面型材是沿型材長度上斷面的尺寸和形狀發生階段式變化的一種特殊型材，大瀝鋁材網編輯辛苦了。它是由基本型材、過渡區和尾部斷面很大的所謂“大頭”三部分組成，通常又稱大頭型材。如圖3—4—17所示。型材的大頭是做接頭使用的，用此接頭把型材鉚接到別的結構件上。大頭的長度一般在100～600 mm之間。過渡區長度為30～50 mm。留過渡區的目的是便于擠壓和精整所必須的工藝余量。
圖3—4—17典型的階段變斷面型材示意圖
1——大頭部分；2——過渡區；3——基本型材
型材的大頭斷面與基本型材斷面之比稱型材斷面比，用α表示。斷面比α是反映階段變斷面型材生產工藝難易程度的基本的指標之一。α值越大，表示生產的難度越大。一般α值在10以內?，F代的α值已有超過l0的。
階段變斷面型材主要用于制造受很大的構件。因此要求使用的合金必須具備很高的強度，由大瀝鋁材網整理。通常采用2A12和7A04合金來生產階段變斷面型材。這類型材在航空工業上應用較廣。如用于飛機的機翼與尾翼上。大頭經機械加工后與飛機的大梁型材鉚接，基本型材與蒙皮鉚接而形成整體的機翼和尾翼。
階段變斷型材的品種按型材和大頭部分的形狀，可分為廠字形、工字形、八字形、乙字形、槽形和異形斷面等，總計幾十個晶種l00多個規格，如圖3—4—18所示。
圖3—4—18階段變斷面型材斷面形狀示意圖
3．2 階段變斷面型材的擠壓方法
1)分步擠壓型材和大頭的方法
這是目前生產階段變斷面型材的主要方法。它是每個斷面使用一套專用的分辨模來擠壓，擠壓完型材的一個階段后，更換模具再擠壓另一階段。如圖3—4—19所示。過渡區設計在型材模上，模子前端與擠壓筒有10°的配合角，后端與模支承有3°～5°的配合角，以便換模之用。每塊分辨型材模尾端面均設計加工有φ20 mm小孔，作為專用鉤子卸模用。線性配合加工偏差必須保證在0.1 mm之內。型材過渡區設計十分重要，如設計不合理將會使過渡區產生成層，增加擠壓力，金屬流動不均勻。過渡區設計一般應近似于型材形狀，由大頭過渡到小頭時應盡量用大曲率半徑的圓滑過渡，并接近金屬自然流動角，以免產生死區，過渡區成層。
圖3—4—19用兩套分辨模生產變斷面型材示意圖
1——擠壓軸；2——墊片；3——擠壓筒；4——型材模；5——壓型嘴；6——鎖鍵
2)一次擠壓基本型材和大頭的方法
它是在模支承內同時裝入一套用于擠壓大頭部分的整體模和一套用以擠壓基本型材的分辨模，在一個擠壓過程中，把型材和大頭同時擠壓完成。如圖3—4—20所示。
圖3—4—20用一個分辨模和一個整體模同時擠壓基本型材
和大頭部分的工具結構及操作過程示意圖
(a)擠壓基本型材部分；(b)提起鎖鍵8及除去支承環6；(c)擠壓大頭部分
1——擠壓墊片；2——擠壓筒；3——鑄錠；4——擠壓大頭部的整體模；5——擠壓型材部分的分瓣模；
6——支承環；7——模支承；8——鎖鍵；9——基本型材部分；10——大頭部分
1)擠壓系數λ的確定
在同一個擠壓筒上，一次同時擠壓兩個斷面積相差很大的型材，并且擠壓系數都要選擇得合理是十分困難的。因此在這種情況下，為了滿足力學性能和組織的要求，必須兩者同時兼顧。實踐證明，型材部分的擠壓系數范圍一般為20～45。若λ太小則不易滿足定尺長度要求。λ太大則增加擠壓力，對于高強度鋁合金變斷面型材擠壓易產生悶車現象。大頭部分的擠壓系數一般要大于4。這主要考慮到大頭部分必須有足夠的變形量，以保證各向的力學性能均能滿足技術條件要求。尤其是7A04合金，其大頭部分的橫向伸長率受變形程度的影響很大，如果λ太小，不容易滿足技術條件的要求。對于各種不同的大頭部分和型材部分斷面積比的變斷面型材，其大頭部分和型材部分的擠壓系數選擇范圍見表3—4—43。
表3—4—43 階段變斷面型材各段擠壓系數選擇范圍表
|
型材斷面比n |
2A12 |
7A04 |
||
|
λ頭 |
λ型 |
λ頭 |
λ型 |
|
|
3～5 5～8 8～10 |
4～6 4～5 3.5～4.5 |
12-30 20～40 28～45 |
5～7 5～6
|
15～35 25～45
|
表3-4-44采用鐓粗變形時鑄錠直徑與擠壓筒關系表
|
擠壓機能力/MN |
擠壓筒直徑/mm |
鑄錠(毛料)直徑/mm |
鐓粗變形程度/% |
|
12 |
115 130 |
92 110 |
36 29 |
|
20 |
170 200 |
140 160 |
33 31 |
|
50 |
300 360 |
240 300 |
36 31 |
3)階段變斷面型材鑄錠長度計算
鑄錠的長度L按下式計算：
L=(Ll+L2+L3)K+h殘 (3－4－8)
式中： L1——擠壓型材部分所需鑄錠長度/mm；
L2——擠壓大部部分所需鑄錠長度/mm；
L3——過渡區所需鑄錠長度/mm；
K——綜合修正系數(主要考慮鐓粗和型材正公差系數)，K取1.14～1.2；
h殘——殘料長度，一般取40～70。
Ll[L交+(800～1000)]/λ型 (3－4－9)
L2[L頭+(800～1000)]/λ頭 (3－4－10)
(3－4－11)
上述公式中：
L交——型材部分的交貨長度/mm；
L頭——大頭部分的交貨長度/mm；
L過——過渡區型材長度/mm；
λ頭——大頭部分擠壓系數；
λ型——型材部分擠壓系數。
4)階段變斷面型材擠壓工藝
鑄錠的加熱溫度、擠壓筒溫度和擠壓速度見表3—4—45。階段變斷面型材規格及擠壓工藝參數舉例見表3—4—46。
表3—4—45 階段變斷面型材擠壓工藝參數表
|
合金 |
斷面比 |
鑄錠加熱溫度 /℃ |
擠壓筒溫度 /℃ |
擠壓速度/m·min-1 |
|
|
型材部分 |
大頭部分 |
||||
|
2A12 |
≤5 |
420～460 |
400～420 |
0.4～O．8 |
0.5～1.0 |
|
>5 |
440～470 |
430～450 |
0.3～0.7 |
0.4～0.8 |
|
|
7A04 |
所有 |
370～440 |
360～420 |
0.3～0.6 |
0.4～0.7 |
表3—4—46 階段變斷面型材規格及擠壓工藝參數舉例
|
型號 |
合金 |
斷面面積/cm2 |
斷 面 比
|
長度/mm |
擠壓 簡直 徑 /mm |
模 孔 數 |
擠壓系數λ |
殘料 長度 /mm |
壓出長度 |
鑄錠 尺寸 /mm×mm |
鐓粗 系數 |
||||
|
基本 型材 |
大頭 |
基本 型材 |
大頭 |
基本 型材 |
大頭 |
基本 型材 |
大頭 |
||||||||
|
XC，6531 XC，6541／2 XC，6561 XC，6511／2 XC，6574 XC，6578 XC，6538 |
2A12 2A12 2A12
7A04 7A04 7A04 |
2.586 4.770 6.400 8.730 7.420 12.140 10.200 |
23.580 37.910 38.840 46.350 58.340 79.670 59.840 |
9.1 7.9 6.1 5.3 7.9 6.6 5.9 |
4215 5205 2160 5210 5740 11560 11645 |
385 395 240 490 260 440 355 |
150 170 170 200 200 220 220 |
1 l 1 l 1 l 1 |
68.37 47.5 35.5 35.9 42.4 31.3 37.2 |
7.51 50 5.85 6.77 5.38 4.43 6.35 |
50 50 50 50 5.38 50 50 |
5715 6705 3660 3710 7240 13060 13145 |
885 895 740 990 760 940 855 |
142×280 162×380 162×310 192×420 192×400 212×750 212×600 |
1.11 1.10 1.10 1.08 1.08 1.07 1.O7 |
