CN104353689A - 一种实现6063铝合金低温快速挤压成型的方法 - Google Patents
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Abstract
一种实现6063铝合金低温快速挤压成型的方法，按以下步骤：1）配制铝合金棒的成份（质量百分比）：Si含量0.440-0.465%，Mg含量0.480-0.525%；2）挤压之前将铝棒预热到410-440℃；3）模具设计使得出料孔倒角25°，进料孔倒角30-45°，出流角倾斜3-5°；4）对挤压成型的铝型材快速淬火，使降温速度达到250-300℃/min。本发明通过提Si降Mg，增强了合金流变性，减少挤压力，提高挤压速度；降低合金棒预热温度减少热效应带来的危害；模具进料孔倒角的增大，一方面减少了桥位挤压过程中所承受的压力，另一方面进料口倒角增大加大了分流比，有利于金属流动与焊合，也可减少挤压力，提高挤压速度；型材快速淬火，抑制强化相Mg2Si析出，保证挤压得到的铝型材具有理想的硬度。
Description
技术领域
本发明属于金属材料成型技术领域，涉及铝合金低温快速挤压成型的方法。
背景技术
6XXX系铝合金是应用最广、用量最多的一种变形铝合金，被广泛应用于挤压建筑型材和工业型材。目前我国铝合金热变形挤压工艺已逐渐趋近成熟，但无论从挤压产品的质量还是从挤压生产的效率和标准化程度与国外发达国家相比依然存在很大差距。日本吉田工业公司采用铝型材低温快速挤压技术，挤压速度达到25m/min以上，远高于我国企业挤压速度18m/min的成型速度。低温快速挤压技术在国内金属加工领域中应用很少，有关这方面的文献也极少。国内个别铝厂曾从事过这一方面的研究和生产实践，但结果似乎并不理想。可能是由于技术保密等原因，国外也几乎没有关于低温快速挤压技术方面的报道。随着材料加工向高速、节能、连续化方向发展，近年来，很多铝材挤压生产厂家都希望采用低温快速挤压新技术。低温快速挤压成型技术不仅能使型材表面质量和力学性能提高，还能够实现提高产能、提高生产效率、降低能耗和节约成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现6063铝合金低温快速挤压成型的方法，使得在实际生产中提高生产效率，降低能耗，成本节约明显，挤压成型的型材表面质量和力学性能均能提高。
本发明是通过以下技术方案实现的。
（1）配制铝合金棒的成份（质量百分比）：Si含量0.440-0.465%，Mg含量0.480-0.525%。
（2）挤压之前将铝棒预热到410-440℃。
（3）模具设计使得出料孔倒角25°，进料孔倒角30-45°，出流角倾斜3-5°。
（4）对挤压成型的铝型材快速淬火，使降温速度达到250-300℃/min。
本发明可以加装一套水雾喷淋装置系统，控制水力大小和冷风机个数，达到快速淬火的目的。
本发明的技术效果。
（1）实际生产中，行业传统挤压工艺的合金棒成分Si含量为0.4%，Mg含量为0.6%，本发明通过提Si降Mg，增强了合金流变性，减少挤压力，提高挤压速度。
（2）挤压过程中产生的变形热和摩擦热很大，可使合金温度升高几十度。提高挤压速度会加剧这种热效应，使金属粘结工具的现象加重，增加金属变形的不均匀性，使型材表面划伤，严重时产生挤压裂纹。本发明降低合金棒预热温度减少热效应带来的危害，可以提高挤压速度，但为了保证6063型材挤压出料正常，合金棒保温在410-440℃。（传统挤压工艺标准：460℃）。
（3）模具设计时使进料孔倒角的增大（行业中传统挤压工艺模具进料孔倒角在30°），一方面减少了桥位挤压过程中所承受的压力，也就是说减小了进料时的阻力从而提高挤压速度；另一方面在模具强度允许范围内，进料口倒角增大也加大了分流比，而分流比的大小直接影响到挤压阻力的大小，制品成型和焊合质量，分流比越大有利于金属流动与焊合，也可减少挤压力，提高挤压速度。
（4）加装的水雾喷淋配合风冷以适应低温快速挤压成型的铝型材快速淬火要求，抑制强化相Mg2Si析出，出模孔后经快速冷却到室温而被保留下来，保证挤压得到的铝型材具有理想的硬度。
附图说明
图1为本发明实施例1所述的模具二维示意图。
图2（a）为本发明实施例1挤压出的型材表面，图2（b）为本发明实施例1挤压的型材碱洗露出的砂面。
图3为本发明实施例2所述的模具二维示意图。
图4（a）为本发明实施例2挤压出的型材表面，图4（b）为本发明实施例2挤压的型材碱洗露出的砂面。
图5为本发明实施例3所述的模具二维示意图。
图6（a）为本发明实施例3挤压出的型材表面，图6（b）为本发明实施例3挤压的型材碱洗露出的砂面。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施例1。
在熔炼保温炉内熔炼、配制（质量百分比）Si含量0.445%、Mg含量0.536%的6063合金，精炼，冷却到浇铸温度保温20min，使合金熔体温度和成分均匀化，然后浇铸成合金棒。挤压前先将铝棒预热到435℃，挤压过程中使用的模具进料口倒角37°，出料口倒角25°，出流角倾斜5°。挤压出来的型材降温速度为250℃/min，型材力学性能：抗拉强度为210MPa～218MPa，延伸率为9.31%～9.63%。
实施例2。
在熔炼保温炉内熔炼、配制（质量百分比）Si含量0.453%、Mg含量0.522%的6063合金，精炼，冷却到浇铸温度保温20min，使合金熔体温度和成分均匀化，然后浇铸成合金棒。挤压前先将其铝棒预热到425℃，挤压过程中使用的模具进料口倒角35°，出料口倒角25°，出流角倾斜4°。挤压出来的型材降温速度为280℃/min，型材力学性能：抗拉强度为222MPa～232MPa，延伸率为9.15%～9.49%。
实施例3。
在熔炼保温炉内熔炼、配制（质量百分比）Si含量0.459%、Mg含量0.514%的6063合金，精炼，冷却到浇铸温度保温20min，使合金熔体温度和成分均匀化，然后浇铸成合金棒。挤压前先将铝棒预热到415℃，挤压过程中使用的模具进料口倒角33°，出料口倒角25°，出流角倾斜3°。挤压出来的型材降温速度为300℃/min，型材力学性能：抗拉强度为212MPa～224MPa，延伸率为8.91%～9.23%。
Claims (1)
1.一种实现6063铝合金低温快速挤压成型的方法，其特征是按以下步骤：
（1）配制铝合金棒的成份（质量百分比）：Si含量0.440-0.465%，Mg含量0.480-0.525%；
（2）挤压之前将铝棒预热到410-440℃；
（3）模具设计使得出料孔倒角25°，进料孔倒角30-45°，出流角倾斜3-5°；
（4）对挤压成型的铝型材快速淬火，使降温速度达到250-300℃/min。
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