熱量分析
鋁絳和鋁棒在擠壓前需預(yù)先加熱,達(dá)到接近溶線溫度(Solvus temperature),以便在鋁棒內(nèi)的及鎂能熔化,并在鋁料中均勻地流動。
當(dāng)鋁棒被放進(jìn)擠壓機(jī)內(nèi)時,溫度沒有太大的變化,在圖表中以一水平線表示。
而當(dāng)擠壓機(jī)開動時,擠壓桿的巨大推擠力量把軟化了的鋁料由模具孔擠出,產(chǎn)生很大的摸察力,這摸擦力轉(zhuǎn)化為溫度,使擠出的型材溫度超過熔線溫度,此時及鎂熔化,向四處流動,極不穩(wěn)定。
溫度的提高決不能高出固熔相線(Solidus temperature),不然鋁也會熔化,而型材就無法成型。
鋁棒溫度
鋁棒溫度應(yīng)保持在400-540°C之間(以6xxx系鋁合金為例),最好是420-440°C。太高會引起撕裂現(xiàn)象,太低會減低擠壓速度(因鋁料必須軟化)擠壓的摩擦力大部分會轉(zhuǎn)化為熱量,導(dǎo)致溫度上升. 溫度的上升與擠壓速度及擠壓壓力成正比。
出口溫度
出口溫度應(yīng)保持在550 to 575 °C 之間,起碼也要在 500 to 530°C之上. 不然鋁合金內(nèi)的鎂和就不能熔化而影向金屬性能。
但決不能高過固熔相線,太高的出口溫度會導(dǎo)致撕裂現(xiàn)象,并且影向型材的表面品資.
最佳擠壓溫度
鋁棒溫度要結(jié)合擠壓速度來調(diào)節(jié),使擠壓溫差不低於溶線溫度(Solvus temperature),也不高於固相線溫度 (Solidus temperature),即620°C。不同的合金有不同的溶線溫度,比如6063合金的溶線溫度是498°C,而6005合金的溶線溫度則是 510°C。
牽引機(jī)速度
牽引機(jī)速度是生產(chǎn)效率的一個重要指標(biāo)。但不同的型材、型狀、合金、尺寸等都有可能影向牽引機(jī)速度。固不能一概而論?,F(xiàn)代西方的擠壓型材廠都能做到每分鍾80米的牽引機(jī)速度。
擠壓桿速率
擠壓桿速率是生產(chǎn)率的另一重要指標(biāo)。它是以毫米/分鍾或 /分鍾為量度單位的。在研究生產(chǎn)效率時,擠壓桿速率往往比牽引機(jī)速度更可靠,因不同的型材、型狀、合金、尺寸等都有可能影向牽引機(jī)速度。
模具溫度
Die Oven
模具溫度對擠壓型材的品質(zhì)致為重要. 模具溫度在擠壓前須保持在426°C左右。不然會容易產(chǎn)生堵塞甚至損毀模具的現(xiàn)象。
盛料筒溫度
盛料筒溫度須保持在426°C左右。
淬火溫度(溫差)
淬火(冷卻)的目的在於"冷凍"合金元素,即鎂和 ,把不穩(wěn)定的鎂和(矽)原子穩(wěn)定下來,不讓其沉淀。以保持型材的強(qiáng)度。
三種主要的淬火方式包括:
風(fēng)冷
水霧冷卻
水槽冷卻
用哪種淬火方式取決於擠壓速度、型材厚度及所需的物理性能,特別是對強(qiáng)度的要求。
合金型態(tài)
合金型態(tài)是合金的硬度和彈性能的綜合標(biāo)示
美國鋁業(yè)協(xié)會對鋁合型態(tài)已有詳細(xì)規(guī)定: 基礎(chǔ)狀態(tài)代號
鋁、鎂及其合金的基礎(chǔ)狀態(tài)代號為:
F
自由加工狀態(tài),適用於在成型過程中對溫度或材料的加工硬化程度無特殊控制的產(chǎn)品(對加工產(chǎn)品無力學(xué)性能要求);
O
退火狀態(tài),適用於經(jīng)退火獲得最低強(qiáng)度的加工產(chǎn)品及經(jīng)退火提高延展性和尺穩(wěn)定性的鑄造產(chǎn)品,O後可綴有除零以外的一位阿拉伯?dāng)?shù)字;
H
加工硬化狀態(tài),適用於通過加工硬化提高強(qiáng)度的產(chǎn)品(這種產(chǎn)品可通過熱處理降低一些強(qiáng)度),H後總是綴有兩位以上的阿拉伯?dāng)?shù)字;
W
固溶熱處理狀態(tài)(一種不穩(wěn)定狀態(tài)),僅適用於固溶熱處理後在室溫自然時效的合金,并只有具體指出自然時效的時間才使用這種特殊代號,如W1/2小時;
T
熱處理後產(chǎn)生的穩(wěn)定狀態(tài)(不同於F、O和H狀態(tài)),適用於經(jīng)熱處理產(chǎn)生穩(wěn)定狀態(tài)的產(chǎn)品(這種產(chǎn)品也可進(jìn)行加工硬化),T字母總是綴有一位以上的阿拉伯?dāng)?shù)字;
時效
大部分型材在淬火之後,需要在時效爐內(nèi)進(jìn)行熱處理,時效的作用主要是對合金元素(鎂和)進(jìn)行重新配置,使其能均勻地分布在型材的所部位,以提高型材的強(qiáng)度。
溫度和時間是兩個人工時效需要嚴(yán)格控制的指標(biāo). 在人工時效爐內(nèi),每個部位的溫度都必須一樣。
低溫時效雖然能提高型材的強(qiáng)度,但所需的時間也需相應(yīng)地拉長。
最佳金屬物理性能的達(dá)成
要達(dá)到最佳金屬物理性能必須: 選取適當(dāng)?shù)匿X合金及其最佳的型態(tài)
選擇適當(dāng)?shù)拇慊?冷卻)方式
應(yīng)用合適的時效溫度及控制時效時間
成品率
成品率是生產(chǎn)效率的另一重要指標(biāo).100%的成品率,理論上是不可能實(shí)現(xiàn)的,因?yàn)閿D壓切頭(Butts)和因牽引機(jī)及拉伸機(jī)夾痕而切掉的料材是無可避免的。加上擠壓時出現(xiàn)的廢品、碰傷、產(chǎn)前試料、換模試機(jī)等,一般成品率都只能達(dá)到85%左右. 中國國內(nèi)的擠壓廠一般都只能達(dá)到70% - 75%的成品率.
生產(chǎn)效率
型材擠壓的主要生產(chǎn)效率指標(biāo)包括:
擠壓機(jī)利用率: 擠壓機(jī)的實(shí)際產(chǎn)出輿設(shè)計(jì)產(chǎn)能的比率
擠壓機(jī)成品率
單位時間內(nèi)的人均產(chǎn)量
內(nèi)部廢品率
退貨率
停機(jī)次數(shù)及時間