6063铝型材挤压工艺优化

   2023-11-15 互联网1920

  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,所以氮气的冷却提高了制品的表面质量,可大大的提高挤压速度。CADEX是最近发展的一种挤压新工艺,它挤压过程中的挤压温度、挤压速度和挤压力形成一个闭环系统,以最大限度地提高挤压速度和生产效率,同时保证最优良的性能。

  3.3 在线淬火

  6063-T5淬火是为了将在高温下固溶于基体金属中的Mg2Si出模孔后经快速冷却到室温而被保留下来。冷却速度常和强化相含量成正比。6063合金可强化的最小的冷却速度为38℃/分,因此适合于风冷淬火。改变风机和风扇转数可以改变冷却强度,使制品在张力矫直前的温度降至60℃以下。

  3.4 张力矫直

  型材出模孔后,一般皆用牵引机牵引。牵引机工作时在给挤压制品以一定的牵引张力,同时与制品流出速度同步移动。使用牵引机的目的在于减轻多线挤压时长短不齐和抹伤,同时也可防止型材出模孔后扭拧、弯曲,给张力矫直带来麻烦。

  张力矫直除了可以使制品消除纵向形状不整外,还可以减少其残余应力,提高强度特性并能保持其良好的表面。

  3.5 人工时效

  时效处理要求温度均匀,温差不超过±3-5℃。6063合金人工时效温度一般为200℃。时效保温时间为1-2小时。为了提高力学性能,也有采用180-190℃时效3-4小时,但此时生产效率会有所降低。

  3.6 铸锭长度的优化与计算

  铸锭长度的计算方法有体积法和质量法。通过建立数学关系式,就很容易地选取出最佳的铸锭规格,大大提高型材的几何成品率。

  (1) 体积法

  Vo=V1十Vn

  AoLo=A1·L1十A·Ln

  Lo/Ko=L1/λ十Ln

  Lo=(L1/λ+Ln)·K …………………………………………………(1)

  式中:Vo——铸锭体积(mm3);

  V1——型材体积(mm3);

  Vn——压余体积(mm3);

  Ao——铸锭面积(mm2);

  Lo——铸锭长度(mm);

  A1——型材截面积(mm2);

  L1——型材长度(mm);

  A——挤压筒面积(mm2);

  Ln——压余长度(mm);

  K=A/Ao 充填系数;

  λ=A/A1 挤压系数。

  按照体积不变道理,经简化之后整理为公式(1),K与Ln可以认为是常数,只要求λ,确定Lmax,可方便地求出Lo,即铸锭长度。

  (2)质量法

  mo=m1十mn

  ρLoLo=L1·ρL1+mn

  Lo=(L1·ρL1+mn)·PLo …………………………………………………(2)

  式中:Lo 铸锭长度;

  L1 型材压出长度(m);

  ρL1 型材线密度(Kg/m);

  mn 压余重量(Kg);

  mo 铸锭重量(kg)

  m1 压出型材重量(kg)

  ρLo 铸锭线密度(Kg/m);

  (2)式还可以再变化一下,即:L1=n·L定+L12

  Lo=[·L定十L12)·ρL1+mn]·ρLo-1

  ………………………………………………(3)

  式中:n 定尺支数;

  L定 定尺寸长度(m);

  L12 切头切尾长度(m)。

  (3)式比较直观方便的计算出Lo在实际工作中ρL1是随着型材壁厚的不断变化而增加的。为方便上工序供锭,大设备的铸锭长度可设定30mm为一档,小设备设定为20mm为一档。我们可以根据公式(3)制订ρL1、Lo、n、L1对照表。一般民用建筑型材供货长度为6m。这种对照表对工艺技术员和计划员的使用是十分方便的。

 
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