CN107042245B - 一种铝型材伪分流模具等温挤压工艺 - Google Patents

一种铝型材伪分流模具等温挤压工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝型材伪分流模具等温挤压工艺，其包括如下步骤：(1)设置一挤压机，将挤压筒预热温度至440℃～450℃；(2)设置一挤压模具，将该挤压模具预热温度至470℃～480℃；(3)将铝棒通过加温炉均匀加热至500℃～510℃，并在加温炉出口处增加一预热炉；(4)将经所述预热炉处理后的铝棒送入至挤压机的挤压筒进行挤压；(5)在挤压过程中等速挤压，从空刀处挤出型材半成品；(6)在模具出料口通过喷液氮辅助降温，冷却至室温后进行实效处理。本发明的等温挤压工艺具有铝型材成型稳定、挤压成型、加工效果高等优点；所制得的铝型材，采用品质好、合格率高、生产成本较低，有效的提高了企业的经济效益。

Description

一种铝型材伪分流模具等温挤压工艺
技术领域
本发明涉及一种铝挤压产品制造技术领域，尤其涉及一种铝型材伪分流模具等温挤压工艺。
背景技术
而铝合金挤压型材以其质轻、高强、优异的加工性能、焊接性能和表面处理性能，以及可循环利用等特性，被广泛应用于航空、航天、舰船、汽车等领域，成为发展国民经济与提高人民物质生活和文化生活水平的重要基础材料，社会需求量持续增长。
随着中国的汽车产业发展不断推进和新能源汽车的不断推出，中国的汽车市场产量、销量都达到了一个新高度，一些汽车品牌开始在国内寻找优质供应商，为他们的汽车零部件进行全球采购，对铝合金挤压型材的工艺、质量、稳定性、产能等方面的要求也越来越高。这对中国汽车零部件产业既是机遇也是挑战，为抓住契机，从各个方面进行突破，以满足客户日益增长的要求。很多客户对质量的要求达到了严苛程度，要求铝材的力学性能稳定在一个很小的范围内，相应的就要求铝材挤出的出料口温度稳定在很小的范围内，甚至达到近乎等温的程度。
其中，等温挤压技术是较为常用的一种挤压方法，通常有两种实现方式，一种是通过铝棒温度控制的方法，一种是通过挤压速度曲线控制的方法。但是，这种通过挤压速度曲线控制的方法，由于铝合金铸棒在挤压过程中，挤压容室和铝合金铸棒之间的相对运动产生了摩擦热，如果铝合金铸棒进入挤压容室的温度沿长度方向恒定，挤压过程中挤压速度保持不变，铝合金铸棒后部材料在经历了较长路径的摩擦过程，进入变形区域时的温度已经升高，从而导致前端出口处铝合金挤压型材温度和力学性能沿长度方向变化。
特别是针对采用伪分流模具进行铝型材的挤压工艺，为了达到等温效果，本发明从铝棒加热设备、铝棒加热工艺、挤压速度监控、模具冷却等方面着手，提供一种铝挤压型材表面质量优异、成品率高的等温挤压工艺。
发明内容
本发明为解决现有技术中的上述问题，提出的一种铝型材伪分流模具等温挤压工艺。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一个方面是提供一种铝型材伪分流模具等温挤压工艺，其包括如下步骤：
(1)设置一挤压机，将挤压筒预热温度至440℃～450℃，并保证挤压筒挤压过程中的清洁度；
(2)设置一挤压模具，其包括上模和下模，所述上模上设置有多个分流孔和多个伪分流桥，所述下模上设有与所述分流孔相配合的多级焊合室、工作带和空刀，所述伪分流桥的下底面为中心向上部拱起的弧面；所述分流孔和伪分流桥及其交汇处低于四周进料面形成凹面，所述进料面与凹面内的分流孔进料口以斜面过渡，形成第一减压角；所述进料面与凹面内的伪分流桥以斜面过渡，形成第二减压角；所述凹面内的伪分流桥与分流孔进料口以斜面过渡，形成第三减压角；并将该挤压模具预热温度至470℃～480℃；
(3)将铝棒通过加温炉均匀加热至500℃～510℃，并在加温炉出口处增加一预热炉，通过预热炉的铝棒纵向温度呈梯度递减，前后两端的递减范围为450-510℃；
(4)将经所述预热炉处理后的铝棒送入至挤压机的挤压筒，在挤压的作用下，金属料流自上模流经伪分流桥后被分成三部分，之后流经至下模的多级焊合室使金属料流流动分布均匀，温度分布均匀，实现对金属料流流动阻力得以重新调整，在多级焊合室内通过高温高压高真空焊合，再流经工作带；
(5)在挤压过程中等速挤压，挤压速度为3～5m/min，挤压压力控制为150±20kg/m2，从空刀处挤出型材半成品；
(6)在模具出料口通过喷液氮辅助降温，并通过红外线测温仪实时检测王字形型材的温度，控制挤压出料温度为500-510℃，冷却至室温后进行实效处理。
进一步地，所述的铝型材伪分流模具等温挤压工艺，所述所述多级焊合室由第一级分焊合室、第二级分焊合室、第三级分焊合室依次叠加组成，并依次呈直径渐缩的阶梯状排列，所述第一级分焊合室、第二级分焊合室、第三级分焊合室的总高度为15-20mm。
进一步地，所述所述凹面(14)的深度为5-20mm，且在所述凹面(14)内所述伪分流桥(12)略高于所述分流孔(11)进料口2-4mm。
进一步地，所述第一减压角的角度为50-90°；所述第二减压角的角度为40-70°；第三减压角的角度为30-50°。
进一步地，所述下模2的出料面的上下两端对称设置有凹槽24，所述凹槽24内设置有多个螺栓孔25。
进一步地，所述实效处理的温度为140-170℃，时间为2-5h。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明提供的铝型材伪分流模具等温挤压工艺，通过在现有铝棒加温炉出口增加一台预热炉，通过该炉子的铝棒纵向温度存在梯度；带梯度温度的铝棒通过等速挤压，出料口温度通过红外线温控仪监控，使得铝型材温度波动控制在很窄的范围内；同时在模具出料口采用喷液氮辅助降温，保证了出料口温度的稳定性；因此，采用本发明的等温挤压工艺具有铝型材成型稳定，且挤压成型、加工效果高等优点；所制得的铝型材，采用品质好、合格率高、生产成本较低，有效的提高了企业的经济效益。
附图说明
图1为本发明一种伪分流工艺铝型材挤压模具中上模部分的俯视图；
图2为图1上模部分的俯视图中A-A向的剖视图；
图3为图1上模部分的俯视图中B-B向的剖视图；
图4为本发明一种伪分流工艺铝型材挤压模具中下模部分的俯视图；
图5为图4下模部分的俯视图中C-C向的剖视图；
其中，1-上模，11-分流孔，12-伪分流桥，13-弧面，14-凹面，2-下模，21-多级焊合室，211-第一级分焊合室，212-第二级分焊合室，212-第三级分焊合室，22-工作带，23-空刀，24-凹槽，25-螺栓孔。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
本发明实施例提供了一种铝型材伪分流模具等温挤压工艺，包括如下步骤：
(1)设置一挤压机，将挤压筒预热温度至440℃～450℃，并保证挤压筒挤压过程中的清洁度；
(2)设置一挤压模具，如图1-5所示结构，其包括上模1和下模2，上模1上设置有三个分流孔11，在三个分流孔11之间中部相应的设置有两个伪分流桥12，形成王字形结构，伪分流桥12的下底面为中心向上部拱起的弧面13；在下模2上设有与分流孔11相配合的多级焊合室21、工作带22和空刀23；分流孔11和伪分流桥12及其交汇处低于四周进料面形成凹面14，进料面与凹面14内的分流孔11进料口以斜面过渡，形成第一减压角α；进料面与凹面14内的伪分流桥12以斜面过渡，形成第二减压角β；凹面14内的伪分流桥12与分流孔11进料口以斜面过渡，形成第三减压角θ；焊合室21由至少两级分焊合室组成；并将该挤压模具预热温度至470℃～480℃；
(3)将铝棒通过加温炉均匀加热至500℃～510℃，并在加温炉出口处增加一预热炉，通过预热炉的铝棒纵向温度呈梯度递减，前面高，后面低，前后两端的递减范围为450-510℃；具体地，通过感应线圈按温度梯度设计，能量分布精确，温度梯度呈线性分布，可完全抵消挤压过程的机械能发热，可达到高精度的等温挤压，也就是说铝棒在加热后温度一头高，一头低，中间呈梯度方式递减，这样在挤压过程中，越到后面摩擦热越高，但是铝棒温度低，正好抵消，保持温度的一致性，不至于超温；
(4)将经预热炉处理后的铝棒送入至挤压机的挤压筒，在挤压的作用下，金属料流自上模流经伪分流桥后被分成三部分，之后流经至下模的多级焊合室使金属料流流动分布均匀，温度分布均匀，实现对金属料流流动阻力得以重新调整，在多级焊合室内通过高温高压高真空焊合，再流经工作带；
(5)在挤压过程中等速挤压，挤压速度为3～5m/min，挤压压力控制为150±20kg/m2，从空刀处挤出型材半成品；
(6)在模具出料口通过喷液氮辅助降温，并通过红外线测温仪实时检测王字形型材的温度，红外线测温仪可以即时且不用接触就可以测出实际温度，现场进行控制，该红外线测温仪是由红外线直接照射到挤压出的产品上，控制挤压出料温度为500-510℃，冷却至室温后进行实效处理。
于上述技术方案的基础上，在本实施例的铝型材伪分流模具等温挤压工艺中，实效处理的温度为140-170℃，时间为2-5h；优选地，实效处理的温度为150℃，时间为3.5h。
于上述技术方案的基础上，在本实施例的铝型材伪分流模具等温挤压工艺中，多级焊合室21由第一级分焊合室211、第二级分焊合室212、第三级分焊合室213依次叠加组成。优选地，第一级分焊合室211、第二级分焊合室212、第三级分焊合室213呈直径渐缩的阶梯状排列，第一级分焊合室211、第二级分焊合室212、第三级分焊合室213的总高度为15-20mm，更为优选地，焊合室21的总高度为15-20mm；且第一级分焊合室211高度大于第二级分焊合室212的高度，第二级分焊合室212的高度大于第三级分焊合室213的高度，各级分焊合室的高度逐渐降低，从而改性模桥的受力状况，减少了模桥产生裂纹，断裂的现象，故而对模具的使用寿命起到了显著提高的作用。
于上述技术方案的基础上，在本实施例的铝型材伪分流模具等温挤压工艺中，凹面14的深度为5-20mm；优选地，凹面14的深度为8-15mm。
于上述技术方案的基础上在本实施例的铝型材伪分流模具等温挤压工艺中，在凹面14内，伪分流桥12略高于分流孔11进料口2-4mm；优选地，伪分流桥12高于分流孔11进料口3mm。
于上述技术方案的基础上，在本实施例的铝型材伪分流模具等温挤压工艺中，第一减压角α的角度为50-90°，优选为80-85°；第二减压角β的角度为40-70°，优选为60-65°；第三减压角θ的角度为30-50°，优选为45-50°。
作为本发明的一个优选的技术方案，在本实施例的铝型材伪分流模具等温挤压工艺中，下模2的出料面的上下两端对称设置有凹槽24，凹槽24内设置有多个螺栓孔25。通过凹槽24的设置使得上模1与下模2之间的间隙加大，加强了散热性，提高模具的使用质量。
本发明所采用的伪分流模具为不带有型芯的伪分流挤压模具，由于在悬臂一端增加分流桥，使得悬臂部分的受力由原来的悬臂梁变成了简支梁，受力更加均衡，减少了模桥产生裂纹，断裂的现象，故而对模具的使用寿命起到了显著提高的作用，解决挤压过程中模具悬臂部分过早压塌和断裂的问题，能够较好地延长模具的使用寿命。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种铝型材伪分流模具等温挤压工艺，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)设置一挤压机，将挤压筒预热至440℃～450℃；
(2)设置一挤压模具，其包括上模和下模，所述上模上设置有多个分流孔和多个伪分流桥，所述下模上设有与所述分流孔相配合的多级焊合室、工作带和空刀，所述伪分流桥的下底面为中心向上部拱起的弧面；所述分流孔和伪分流桥及其交汇处低于四周进料面形成凹面，所述进料面与凹面内的分流孔进料口以斜面过渡，形成第一减压角；所述进料面与凹面内的伪分流桥以斜面过渡，形成第二减压角；所述凹面内的伪分流桥与分流孔进料口以斜面过渡，形成第三减压角；并将该挤压模具预热至470℃～480℃；所述下模的进料面的上下两端对称设置有凹槽，所述凹槽内设置有多个螺栓孔；
(3)将铝棒通过加温炉均匀加热至500℃～510℃，并在加温炉出口处增加一预热炉，通过预热炉的铝棒纵向温度呈梯度递减，前后两端的递减范围为450-510℃；
(4)将经所述预热炉处理后的铝棒送入至挤压机的挤压筒，在挤压的作用下，金属料流自上模流经伪分流桥后被分成三部分，之后流经至下模的多级焊合室使金属料流流动分布均匀，温度分布均匀，实现对金属料流流动阻力重新调整，在多级焊合室内通过高温高压高真空焊合，再流经工作带；
(5)在挤压过程中等速挤压，挤压速度为3～5m/min，挤压压力控制为150±20kg/m2，从空刀处挤出型材半成品；
(6)所述多级焊合室由第一级分焊合室、第二级分焊合室、第三级分焊合室依次叠加组成，并依次呈直径渐缩的阶梯状排列，所述第一级分焊合室、第二级分焊合室、第三级分焊合室的总高度为15-20mm，且第一级分焊合室高度大于第二级分焊合室的高度，第二级分焊合室的高度大于第三级分焊合室的高度，各级分焊合室的高度逐渐降低；
(7)在模具出料口通过喷液氮辅助降温，并通过红外线测温仪实时检测王字形型材的温度，控制挤压出料温度为500-510℃，冷却至室温后进行时效处理。
2.根据权利要求1所述的铝型材伪分流模具等温挤压工艺，其特征在于，所述凹面(14)的深度为5-20mm，且在所述凹面(14)内所述伪分流桥(12)高于所述分流孔(11)进料口2-4mm。
3.根据权利要求1所述的铝型材伪分流模具等温挤压工艺，其特征在于，所述第一减压角的角度为50-90°；所述第二减压角的角度为40-70°；第三减压角的角度为30-50°。
4.根据权利要求1所述的铝型材伪分流模具等温挤压工艺，其特征在于，所述时效处理的温度 为140-170℃，时间为2-5h。
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