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铝合金型材精密挤压技术

作者: 时间:2019-04-232241 次浏览

    1 精密铝(Al)挤压型材实例 

    有一些小型精密铝型材的公差比JIS标准中特殊级的公差还小一半以上,一般精密铝型材要求的尺寸公差在±0.04~±0.07mm之间。 
    电位差计用的精密铝(Al)型材断面为 ;︼ ;型材重量30 g/m,断面尺寸公差范围为±0 07 mm.织机用的精密铝型材断面为 ;■ ;断面尺寸公差为±0.04mm,角度偏差小于0.5°;折叠度为0.83×L. 
    A1050、A1100、A3003、A6061、A6063(低、中强度合金(alloy))小型精密挤压型材的最小壁厚0.5mm,最小断面积20mm2.A5083、A2024、A7075、(中、强度特别高的铝合金)小型精密挤压型材的最小壁厚0.9mm,最小断面积110mm2. 
    精密铝型材尺寸公差举例 
    尺寸/mm 尺寸允许公差/mm 
    JIS特殊级 小型、精密 
    A 2.54 ±0.15 ±0.07 
    B 1.78 ±0.15 ±0.07 
    C 3.23 ±0.19 ±0.07 
    2 精密(precise)挤压技术要求 
    一般说,铝合金热挤压变形程度大,挤压温度和速度的变化、挤压设备的对中性、工模具(称号:工业之母)的变形等都容易对型材尺寸的精度产生影响(influence),而且它们相互影响因素很难克服。图3列出精密挤压的影响因素。 
    2.1 对工模具的要求 
    模具是影响挤压制品尺寸精度(度)最直接的因素,要保证挤压制品在生产中断面尺寸不变或变化很小,必须使模具的刚性、耐热性、耐磨性达到一定的要求。 
    首先要保证模具(称号:工业之母)在高温高压下不易变形,有很高的耐热性,对精密(precise)挤压来说更为严格,要求在工作温度(500℃左右)下,模具材料(Material)的屈服(弯曲起伏)强度不小于1200N/mm2.其次需要有高的耐磨性,这主要决定于氮化层硬度和厚度,一般要求氮化层的硬度在1150HV以上,氮化层深度在0.25 mm~0.45mm之间,而氮化后模具尺寸的变化应在0.02mm以内。 
    对于断面有悬壁的实心型材和空心型材,还要考虑模具的弹性变形,为了使模具保证一定的刚度,可以考虑适当增加模具的厚度或配形状相似的专用垫。 
    为控制(control)型材开口尺寸的变化,可以在模子上开导流槽来控制金属的流动。 
    2.2 对挤压工艺要求 
    挤压方法对制品的精度(度)有影响。正向挤压一般容易出现前端(开始挤出部分)比后端的壁厚较大的现象,反向挤压制品的前后端壁厚变化很小,如图5所示。因此采用反相挤压较容易控制制品尺寸的精度。 
    挤压制品在热状态下冷却会产生收缩变形。其变形量S% 
    沿挤压方向的位置(position )/m 中: 
    s%——收缩率; 
    lt——热状态的断面尺寸; 
    l0——冷却后的断面尺寸; 
    a——热膨胀系数; 
    Te——挤压温度; 
    Ts——周围环境温度(temperature)。 
    可知,温度的变化会引起制品尺寸的变化,温度变化越大,其变形量越大,因此要保证制品尺寸的,挤压机应有Tips控制系统(system)(等温挤压系统)。即采用等温挤压。如挤压机没有这种装置,对铝棒可采用梯度加热,做到近似等温挤压,总之要保证制品前后端温度一致或相差较小。 
    另外,可以看出,挤压温度(temperature)越高,产生的变形越大,因此在保证制品力学性能情况下,尽可能来用较低的挤压温度。纺织铝配件对毛料的表面质量要求标准有明显降低,粉末涂层并且可以完全覆盖型材表面的挤压纹,掩盖一部分铝型材表面的瑕疵,提高铝型材成品的表面质量。 
    挤压速度的变化也会使制品的尺寸发生变化,特别是有开口的制品易引起开口尺寸的变化,应采用等速挤压、现代挤压机一般都有Fi控制系统(等速挤压控制系统)。 
    制品从挤压模孔出来的冷却至关重要,必须保持均匀、恒定的冷却速度,使制品的收缩保持一致。工业铝材是一种以铝为主要成份的合金材料,铝棒通过热熔,挤压从而得到不同截面形状的铝材料,但添加的合金的比例不同,生产出来的工业铝型材的机械性能和应用领域也不同。执行标准按GB/T5237.1-2004。工业铝材按照应用的领域划分,工业铝型材是指除建筑门窗、幕墙、室内外装饰及建筑结构用铝型材以外的所有铝型材。 
    2.3 对设备的要求 
    挤压机的品质(Character)影响挤压制品的精度。一般要求挤压机张力(解释:物体受到拉力作用时的相互牵引力)柱为预应力的整体结构,设备的刚度和对中性要好,一般挤压轴、挤压筒、模具(称号:工业之母)、送料机械手之间更大允许偏差小于1.5mm,通常控制在1.2mm以内。对于精密挤压来说,模具、挤压筒、挤压杆中心偏差应小于0.2mm用于精密挤压的挤压机应有等温挤压控制系统和等速挤压控制系统,至少应有等速挤压控制。 
    除此之外,模具应有冷却装置,确保模具在一定温度下的刚性、耐磨耗性和尺寸的稳定性。 
    2.4 对铸棒材料品质的要求 
    铸棒的成分、组织不均匀,有夹杂、偏析、晶粒粗大等缺陷都会影响金属的流动和变形,使制品的尺寸发生变异。对于精密挤压而言,对铸棒的材料品质要求更为严格,必须经过均匀化处理,晶粒应控制在一级以内。 
    3 结束语 
    精密挤压是一项综合性(integrity)技术。要求模具的材料品质、设计、制造非常严格;挤压机必须是的设备;根据不同的制品断面选择[考试|大|不同的挤压方法和工艺;铝棒需经均匀化处理(chǔ lǐ),其组织、性能必须均匀。只有这样才能满足精密挤压的要求。来源