CN103286150A - 铝挤型的成形方法 - Google Patents

Abstract

一种铝挤型的成形方法包括一加热步骤、一温控步骤、一挤模步骤以及一定形步骤。加热步骤是将一原料加热，使其成为熔融状的过热熔液原料。温控步骤是将熔融的过热熔液原料进行温度调控，使其降温至半固态状。挤模步骤是根据一挤型成品的横断面厚度，以将半固态状的原料分别施以不同压力和流量，并使其通过一型模。定形步骤牵引通过型模的挤型品，并使其冷却定形。本发明的铝挤型的成形方法具有原料的尺寸不受限、挤型成品的宽厚比不受限制、长度不受限制，可节省能量的损耗及使挤制设备小型化的优点。

Description

铝挤型的成形方法

技术领域

本发明关于一种成形方法，特别关于一种铝挤型的成形方法。

背景技术

铝是地壳中含量最多的金属元素之一，其质地轻且具有良好的延展性，另外，又不容易生锈，也可和铜、铁等金属混合，以制造出坚固耐用的合金。现代工业及日常生活的应用上，随时可见铝金属的制品，例如无尘室隔间材料、机台骨架、铝梯、卫浴设备扶手、医院机场告示牌架、百货公司展示柜内的玻璃框架、电脑铝散热器、大楼冷气通风口、照相机三角架、门窗及座椅骨架，高速火车车箱，飞机机身等等。由于铝合金具有材质轻，硬度强及回收率高的优点，因此，近年来已成为各先进国家投入大量研究的材料。其中，挤型品为铝金属一次加工极为重要的一种。

请参照图1所示，其为现有一种铝挤型的成形方法流程图。铝挤型的成形方法包含步骤P01至P05。

步骤P01为铝锭原料熔化，并浇注成挤压用的长铝挤棒。于此，可以此调整铝合金的成份。

步骤P02为根据所需铝挤型成品的尺寸及数量，将对应直径尺寸的长铝挤棒原料进行切割。

步骤P03为将切断的铝挤棒加热及模具预热。其中，铝挤棒加热是将步骤P02中切割后的铝挤棒装入电炉加热至可塑温度(约480～510℃)。另外，为了防止加热后的铝挤棒于下一步骤中与模具温度相差太大而冷却，因此，需先将模具预热至大约400℃。

步骤P04为将加热后的棒材经输送装置放入挤压模腔。其中，通过挤压机的挤压力量(例如利用油压式的挤压机加压)对具可塑温度的原料加压，使步骤P03加热后的铝挤棒通过挤型模具后变成挤型成品的形状。挤型成品的形状依模具不同而有所不同，例如挤型成品的形状可包括型材、管材、棒材、线材或片材。

步骤P05为牵引拉伸及冷却定形，其是将经模具后的挤型成品牵引及拉伸，经由冷却后，就可定形而成为铝挤型制品。其中，凡是挤型成品的横断面完全一致者就可利用上述的铝挤型成形方法来制造。

然而，现有的铝挤型的成形过程中，由于是将铝挤棒加热至可塑温度，且不同的挤型成品尺寸需使用对应直径尺寸的铝挤棒原料，因此，铝挤棒原料直径的使用将受限于挤型成品的不同而不同。另外，受限于现有的制程设备及其成形方法，铝挤型成品的宽厚比将有所限制。另外，必须使用二次加热步骤(步骤P01及P03)，因此，能量的损耗相当大。此外，所使用的挤型设备需随挤型成品的宽度而变宽，因此，对具有相当大宽度的挤型成品时，必须使用相当大吨位的挤型设备。

因此，如何提供一种铝挤型的成形方法，不仅原料的型式和尺寸不受限，且挤型成品的宽厚比也不受限制外，长度也不受限制，又具有可节省能量的损耗以及使挤制设备小型化的优点，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种不仅原料的型式和尺寸不受限，且挤型成品的宽厚比也不受限制外，长度也不受限制，又具有可节省能量的损耗以及使挤制设备小型化的优点的铝挤型的成形方法。

为达上述目的，依据本发明的一种铝挤型的成形方法，其包括：

一加热步骤，其是将原料加热，使原料成为熔融状的过热熔液原料；

一温控步骤，其是将该熔融状的过热熔液原料进行温度调控，使该熔融状的过热熔液原料降温至半固态状；

一挤模步骤，其是根据一挤型成品的横断面厚度，以将该半固态状的原料分别施以不同流量，并使该半固态状的原料通过一型模；以及

一定形步骤，其是牵引通过该型模的挤型品，并使该型模的挤型品冷却定形。

在本发明的一实施例中，其中于温控步骤之前，是先将该熔融状的过热熔液原料加压，使该熔融状的过热熔液原料进入一模具的模腔。

在本发明的一实施例中，其中将该熔融状的过热熔液原料加压之前，是先将该模具预热。

在本发明的一实施例中，其中于该温控步骤中，是于该模具的模腔中进行，以将进入模具的熔融状的过热熔液原料降温至半固态状。

在本发明的一实施例中，其中于该挤模步骤中，该挤型成品的横断面厚度越薄，半固态状的原料所需加压的流量越小。

在本发明的一实施例中，其中于该挤模步骤中，该挤型成品的横断面厚度越厚，其半固态状的原料所需加压的流量越大。

在本发明的一实施例中，其中于该挤模步骤中，是通过加压泵，使该半固态状的原料分别加压，使该半固态状的原料通过该型模。

在本发明的一实施例中，其中于该挤模步骤中，为不间断连续挤出制程。

在本发明的一实施例中，其中该原料为铝、铝合金或以铝合金为基材的金属基复合材料。

承上所述，因依据本发明的铝挤型的成形方法是通过一加热步骤将一原料加热成熔融状的过热熔液，由此，不同的挤型成品尺寸并不需使用对应尺寸的铝挤棒原料，因此，铝挤棒原料的使用将不受限制。另外，是根据挤型成品的横断面厚度，以将降温后的半固态状的原料分别加压，使其通过一型模，由此，可依据挤型成品的横断面的厚度调整加压设备的数量及各别所需的加压压力和流量大小。其中，挤型成品的横断面厚度越薄时，其加压设备对半固态原料加压的流量越小，另外，挤型成品的横断面厚度越厚时，其加压设备对半固态原料加压的流量越大。因此，本发明的铝挤型的成形方法亦具有挤型成品的宽厚比不受限制长度也不受限制的优点。此外，与现有相较，本发明只需一加热步骤，因此，能量的使用及损耗相对较小而具有节能的效果。另外，本发明所使用的挤型设备并不需随挤型成品的宽度而变大及变宽，因此，即使是相当大宽度的挤型成品，也不需使用大吨位的挤型设备，因此，本发明的铝挤型的成形方法亦具有使挤制设备小型化的优点。

附图说明

图1为现有一种铝挤型成形方法的流程图；

图2为本发明较佳实施例的一种铝挤型成形方法的流程图；

图3为一铝挤型成品的横断面的示意图；以及

图4为应用本发明的挤模步骤的设备示意图。

附图标记说明：1-挤型成品；2-型模；31～33-加压设备；A、B、C-区域；P01～P05-步骤；S01-加热步骤；S02-温控步骤；S03-挤模步骤；S04-定形步骤。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的一种铝挤型的成形方法，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

请参照图2所示，其为本发明较佳实施例的一种铝挤型成形方法的流程图。

铝挤型的成形方法包括一加热步骤S01、一温控步骤S02、一挤模步骤S03以及一定形步骤S04。

加热步骤S01是将原料加热，例如将原料装入坩锅中周波感应加热超过640度，使其成为熔融状的过热熔液。其中，更可通过加热的过程调整铝合金的成份。而原料例如可为铝金属、铝合金或以铝合金为基材的金属基复合材料(MMC)。其中，铝金属或铝合金可为任何形状的铝，例如铝锭、铝削、铝管或铝棒等。另外，典型的金属基复合材料是于铝合金中(例如编号6061或编号7005)中添加陶瓷颗粒(例如氧化铝)，以增加铝挤型成品的刚性、耐磨性与强度。由于在加热步骤S01中，是将铝金属、或铝合金或以铝合金为基材的金属基复合材料等原料加热而成为熔融状的过热熔液原料，因此，原料的使用将不受限于铝挤型成品的尺寸。换言之，不同的铝挤型成品的尺寸并不需使用对应尺寸的铝锭原料。再者，与现有的两个加热步骤相较，本发明只需一加热步骤S01，因此，能量的使用及损耗相对较小而具有节能的效果。

温控步骤S02是将步骤S01中的熔融的过热熔液原料进行温度调控，以将熔融状的过热熔液原料降温至半固态状。其中，于温控步骤S02之前，先将步骤S01中的熔融状的过热熔液原料例如经加压泵加压，使其进入一模具的模腔。于此，为了避免熔融状的过热熔液原料通过模具的模腔时，因模腔的温度太低而使原料与模具黏合，因此，将熔融状的过热熔液原料加压进入模具之前，是先将模具预热。另外，温控步骤S02中，是于模具的模腔中进行，以将进入模具的熔融状的过热熔液原料降温至半固态状，例如降温至大约500～635度，以使过热熔液原料变成半固态状原料。

换言之，于此步骤S02中，先与模具预热，并将加热步骤S01的熔融状的过热熔液原料加压，以进入模具的模腔，并将进入模腔的过热熔液原料降温，以使其成为半固态的原料。

请同时参照图3及图4所示，其中，图3为一铝挤型成品1的横断面的示意图。于此，本实施例的铝挤型成品1的横断面如图3所示。另外，图4为应用本发明的挤模步骤S03对应设备的示意图。

挤模步骤S03是根据挤型成品1的横断面厚度，以将降温后的半固态状的原料分别施以不同流量，并使其通过一型模2。于此，型模2为制造横断面为图3的挤型成品1的型模。

如图4所示，在挤模步骤S03中，是根据图3的挤型成品1的横断面的厚度分别对步骤S02的半固态状的原料分别施以不同的流量，以通过型模2，以制得具有不同厚度的横断面的挤型成品1。其中，半固态状的原料是由图4设备的左侧箭头进入，并由型模2的右侧输出。

在本实施例中，如图3所示，假设挤型成品1的横断面具有三种不同厚度的区域A、B及C。其中，区域A的厚度最薄，而区域C的厚度最厚。于挤模步骤S03中，挤型成品1的横断面厚度越薄时，对半固态状的原料所需施加的流量越小。另外，挤型成品1的横断面厚度越厚，其半固态状的原料所需施加的流量越大。因此，区域A对应的加压设备31对半固态状原料施以的和流量为最小，而区域C对应的加压设备33对半固态状原料施以的和流量为最大，且区域B对应的加压设备32对半固态状原料施以的压力为加压设备31与加压设备33的间。其中，加压设备31～33是通过例如齿轮加压泵，使半固态状的原料分别加压并通过型模2，于此，并不限定使用的加压设备31～33为何种加压泵或加压设备，也不限制通过何种加压方式，使半固态状的原料分别加压并通过型模2。

换言之，在挤模步骤S03中，先根据挤型成品1的横断面的不同厚度，以决定设置加压设备3的数量及各别加压设备所需的加压压力和流量，以分别将降温后的半固态状的原料加压，使其通过型模2，以挤压出所需形状的铝挤型成品1。在其它的实施例中，可根据所要制造的挤型成品1的横断面的厚度设置对应的加压设备的数量及其对应施加压力和流量的大小，以生产所需形状的铝挤型成品1。

由于在挤模步骤S03中，可根据挤型成品1的横断面的不同厚度来决定加压设备的数量及加压的压力流量大小，且挤型成品1的横断面厚度越薄时，其加压设备对半固态原料所施加的流量越小，另外，挤型成品1的横断面厚度越厚时，其加压设备对半固态原料所施加的流量越大。因此，本发明的铝挤型的成形方法具有挤型成品的宽厚比不受限制的优点。再者，本发明所使用的加压设备并不需随挤型成品的宽度而变大及变宽，因此，即使是相当大宽度的挤型成品，也不需使用大吨位的挤型设备。

再说明的是，现有的铝挤型制程中，需将铝挤棒以定长度挤制，并将挤制出制品的前后约10％的料体切除后，新的铝挤棒才能进入挤型机，以挤制下一制品，如此循环，以制作所需数量的铝挤型制品。而本发明的铝挤型的成形方法是将原料加热，并可不间断而连续地挤制出铝挤型制品，再裁切成适当长度，以制得所需长度及数量的挤型成品。因此，本发明的挤模制程为不间断连续挤出的制程。

另外，铝挤型的成形方法1更包括一定形步骤S04，其牵引通过型模2的挤型品，并使其冷却定形。其中，是将经型模2后的挤型品成品1牵引及拉伸并以惰性气体冷却和防氧化后，即可定形而成为铝挤型成品1。

综上所述，因依据本发明的铝挤型的成形方法是通过一加热步骤将一原料加热成熔融状的过热熔液，由此，不同的挤型成品尺寸并不需使用对应尺寸的铝挤棒原料，因此，铝挤棒原料的使用将不受限制。另外，根据挤型成品的横断面厚度，以将降温后的半固态状的原料分别加压，使其通过一型模，由此，可依据挤型成品的横断面的厚度调整加压设备的数量及各别所需的加压流量大小。其中，挤型成品的横断面厚度越薄时，其加压设备对半固态原料加压的流量越小，另外，挤型成品的横断面厚度越厚时，其加压设备对半固态原料加压的流量越大。因此，本发明的铝挤型的成形方法亦具有挤型成品的宽厚比不受限制的优点。此外，与现有相较，本发明只需一加热步骤，因此，能量的使用及损耗相对较小而具有节能的效果。另外，本发明所使用的挤型设备并不需随挤型成品的宽度而变大及变宽，因此，即使是相当大宽度的挤型成品，也不需使用大吨位的挤型设备，因此，本发明的铝挤型的成形方法亦具有使挤制设备小型化的优点。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的申请专利范围中。

Claims (9)

1.一种铝挤型的成形方法，其特征在于，包括：

一加热步骤，其是将原料加热，使原料成为熔融状的过热熔液原料；

一温控步骤，其是将该熔融状的过热熔液原料进行温度调控，使该熔融状的过热熔液原料降温至半固态状；

一挤模步骤，其是根据一挤型成品的横断面厚度，以将该半固态状的原料分别施以不同流量，并使该半固态状的原料通过一型模；以及

一定形步骤，其是牵引通过该型模的挤型品，并使该型模的挤型品冷却定形。

2.如权利要求1所述的铝挤型的成形方法，其特征在于，于温控步骤之前，是先将该熔融状的过热熔液原料加压，使该熔融状的过热熔液原料进入一模具的模腔。

3.如权利要求2所述的铝挤型的成形方法，其特征在于，将该熔融状的过热熔液原料加压之前，是先将该模具预热。

4.如权利要求2所述的铝挤型的成形方法，其特征在于，于该温控步骤中，是于该模具的模腔中进行，以将进入模具的熔融状的过热熔液原料降温至半固态状。

5.如权利要求1所述的铝挤型的成形方法，其特征在于，于该挤模步骤中，该挤型成品的横断面厚度越薄，半固态状的原料所需加压的流量越小。

6.如权利要求1所述的铝挤型的成形方法，其特征在于，于该挤模步骤中，该挤型成品的横断面厚度越厚，其半固态状的原料所需加压的流量越大。

7.如权利要求1所述的铝挤型的成形方法，其特征在于，于该挤模步骤中，是通过加压泵，使该半固态状的原料分别加压，使该半固态状的原料通过该型模。

8.如权利要求1所述的铝挤型的成形方法，其特征在于，于该挤模步骤中，为不间断连续挤出制程。

9.如权利要求1所述的铝挤型的成形方法，其特征在于，该原料为铝、铝合金或以铝合金为基材的金属基复合材料。

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