CN107377648A - 一种铝合金型材的挤压工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金型材的挤压工艺，包括铝棒加热、模具加热、盛锭筒加热、挤压、淬火、校直、定尺、时效这些步骤。本发明通过合适的挤压工艺参数的设置，有利于材料形成以纤维晶粒为主，极少量再结晶组织的微观结构，经过一定的拉伸变形量，使得型材各个地方形成均匀一致的晶粒组织，加上后处理方式的合理设计，获得组织、成分均匀性能良好的铝型材，使铝型材具备更佳的综合力学性能，铝型材的抗拉强度达600Mpa以上，断后延伸率达15%以上。

Description

一种铝合金型材的挤压工艺
技术领域
本发明属于铝型材制备技术领域，具体涉及一种铝合金型材的挤压工艺。
背景技术
铝合金型材是目前比较常见的一种材料，其具有较好的抗腐蚀性、导电性能、导热性能、非铁磁性、可加工型、可成形性和回收性等优点，在很多行业中深受青睐，如广泛用于国防、航空、建筑、电力、通讯、汽车、医用及生活用品等领域。近年来，随着我国大规模的基建投资和工业化进程的推进，铝型材全行业的产量和消费量迅猛增长。铝型材是铝棒通过熔铸、挤压和表面处理等工艺从而得到的不同截面形状的铝材料，其中挤压是型材成型的关键步骤，它是先根据型材产品断面设计而制造出模具，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成型，然后经过风冷淬火、人工时效过程，以完成热处理强化。但因现有的铝棒在挤压成型前的加热温度普遍在450-500℃，温度较高，而且铝棒的挤压速度较慢，以及挤压后的淬火及校直处理不当，故无法保证棒材组织、成分的均匀性，从而无法获得较佳的综合力学性能的铝型材。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种铝合金型材的挤压工艺，以获得组织、成分均匀并具较佳力学性能的铝型材。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案：一种铝合金型材的挤压工艺，包括铝棒加热、模具加热、盛锭筒加热、挤压、淬火、校直、定尺、时效这些步骤，
其中铝铸锭加热为：将铝铸锭放入加热炉中，加热至400-420℃；
模具加热为：将模具通过感应加热炉加热至420-480℃，然后保温20min-8h，得到加热后的模具；
盛锭筒加热为：将盛锭筒加热至380-430℃，长时间保温，交班时不断电；
挤压：将加热后的模具装配到挤压机上，并确定挤压机中的模具、挤压杆及盛锭筒在同一条直线上，将加热后的铝铸锭放入加热后的盛锭筒内进行挤压，挤压的压力不超过210kg/cm²，保持挤压速度恒定且挤压速度控制在3-5m/min，每压一个铸锭，在起压初期的墩粗阶段，当压力达到90-110 kg/cm²时，应泄压排气，然后再重新起压进行正常挤压，挤压时控制压余长度为15-30mm厚，脱模时在模具端面、垫片端面上涂少量脱模油脂，以防模具端面、盛锭筒端面和挤压垫片端面粘铝；
淬火：将挤压后的型材加热到510-550℃后风冷淬火，以200-250℃/min的速度冷却至170℃以下；
校直：淬火后的型材在冷床上要冷却到50℃以下才能进行第一次拉直，第一次拉直变形量应控制在1-2%，将第一次拉直的型材再次加热到480-510℃后风冷淬火至50℃以下，淬火速度为250-300℃/min，进行第二次拉直，第二次拉直变形量控制在2-3%；
定尺：定尺前先检查型材表面质量，将有起皮、气泡、波浪、弯曲、扭拧、划伤、碰伤这些不合格部分切掉；定尺锯切时，应在锯片上涂油润滑，但要防止润滑油粘到铝材表面；不要将型材叠起来锯切，型材前进时，应先将锯台上的铝屑吹扫干净；锯切后的型材锯口应垂直于型材轴线且光滑平整；定尺后的型材装框；
时效：将装框的型材送入时效炉中，时效炉设定温度为200±10℃，保温2-3h，保温时间一到立即出炉，当出炉型材冷却到100℃以下时，用硬度钳检测型材的硬度。
本发明的有益效果是：本发明通过合适的挤压工艺参数的设置，有利于材料形成以纤维晶粒为主，极少量再结晶组织的微观结构，经过一定的拉伸变形量，使得型材各个地方形成均匀一致的晶粒组织，加上后处理方式的合理设计，获得组织、成分均匀性能良好的铝型材，使铝型材具备更佳的综合力学性能，铝型材的抗拉强度达600Mpa以上，断后延伸率达15%以上。
具体实施方式
现结合具体实施例，来对本发明作进一步的详细描述。显然，不能因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均应属于本发明的保护范围。下述实施例中未注明具体条件的种植及管理方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例一
铝合金型材的挤压工艺，包括铝棒加热、模具加热、盛锭筒加热、挤压、淬火、校直、定尺、时效这些步骤，
其中铝铸锭加热为：将铝铸锭放入加热炉中，加热至400-420℃；
模具加热为：将模具通过感应加热炉加热至420-480℃，然后保温1h，得到加热后的模具；
盛锭筒加热为：将盛锭筒加热至380-430℃，长时间保温，交班时不断电；
挤压：将加热后的模具装配到挤压机上，并确定挤压机中的模具、挤压杆及盛锭筒在同一条直线上，将加热后的铝铸锭放入加热后的盛锭筒内进行挤压，挤压的压力为180kg/cm²，保持挤压速度恒定且挤压速度控制在5m/min，每压一个铸锭，在起压初期的墩粗阶段，当压力达到90 kg/cm²时，应泄压排气，然后再重新起压进行正常挤压，挤压时控制压余长度为15-30mm厚，脱模时在模具端面、垫片端面上涂少量脱模油脂，以防模具端面、盛锭筒端面和挤压垫片端面粘铝；
淬火：将挤压后的型材加热到510℃后风冷淬火，以200℃/min的速度冷却至170℃以下；
校直：淬火后的型材在冷床上要冷却到50℃以下才能进行第一次拉直，第一次拉直变形量应控制在2%，将第一次拉直的型材再次加热到480℃后风冷淬火至50℃以下，淬火速度为250℃/min，进行第二次拉直，第二次拉直变形量控制在3%；
定尺：定尺前先检查型材表面质量，将有起皮、气泡、波浪、弯曲、扭拧、划伤、碰伤这些不合格部分切掉；定尺锯切时，应在锯片上涂油润滑，但要防止润滑油粘到铝材表面；不要将型材叠起来锯切，型材前进时，应先将锯台上的铝屑吹扫干净；锯切后的型材锯口应垂直于型材轴线且光滑平整；定尺后的型材装框；
时效：将装框的型材送入时效炉中，时效炉设定温度为200±10℃，保温2-3h，保温时间一到立即出炉，当出炉型材冷却到100℃以下时，用硬度钳检测型材的硬度。
挤压型材的晶粒组织主要取决于铸棒的微观组织、挤压温度和速度，以及挤压后的处理方式，而晶粒组织决定材料的力学性能和高速碰撞吸能的效果。
经检测，硅含量为0.40%，镁含量为0.56%，硬度为11度，抗拉强度为达620Mpa，断后延伸率达15. 8%，符合国家技术要求标准。
实施例二
铝合金型材的挤压工艺，包括铝棒加热、模具加热、盛锭筒加热、挤压、淬火、校直、定尺、时效这些步骤，
其中铝铸锭加热为：将铝铸锭放入加热炉中，加热至400-420℃；
模具加热为：将模具通过感应加热炉加热至420-480℃，然后保温6h，得到加热后的模具；
盛锭筒加热为：将盛锭筒加热至380-430℃，长时间保温，交班时不断电；
挤压：将加热后的模具装配到挤压机上，并确定挤压机中的模具、挤压杆及盛锭筒在同一条直线上，将加热后的铝铸锭放入加热后的盛锭筒内进行挤压，挤压的压力200kg/cm²，保持挤压速度恒定且挤压速度控制在3m/min，每压一个铸锭，在起压初期的墩粗阶段，当压力达到110 kg/cm²时，应泄压排气，然后再重新起压进行正常挤压，挤压时控制压余长度为15-30mm厚，脱模时在模具端面、垫片端面上涂少量脱模油脂，以防模具端面、盛锭筒端面和挤压垫片端面粘铝；
淬火：将挤压后的型材加热到550℃后风冷淬火，以250℃/min的速度冷却至170℃以下；
校直：淬火后的型材在冷床上要冷却到50℃以下才能进行第一次拉直，第一次拉直变形量应控制在1%，将第一次拉直的型材再次加热到510℃后风冷淬火至50℃以下，淬火速度为300℃/min，进行第二次拉直，第二次拉直变形量控制在3%；
定尺：定尺前先检查型材表面质量，将有起皮、气泡、波浪、弯曲、扭拧、划伤、碰伤这些不合格部分切掉；定尺锯切时，应在锯片上涂油润滑，但要防止润滑油粘到铝材表面；不要将型材叠起来锯切，型材前进时，应先将锯台上的铝屑吹扫干净；锯切后的型材锯口应垂直于型材轴线且光滑平整；定尺后的型材装框；
时效：将装框的型材送入时效炉中，时效炉设定温度为200±10℃，保温2-3h，保温时间一到立即出炉，当出炉型材冷却到100℃以下时，用硬度钳检测型材的硬度。
挤压型材的晶粒组织主要取决于铸棒的微观组织、挤压温度和速度，以及挤压后的处理方式，而晶粒组织决定材料的力学性能和高速碰撞吸能的效果。
经检测，硅含量为0.40%，镁含量为0.65%，硬度为9度，抗拉强度为达600Mpa，断后延伸率达16. 2%，符合国家技术要求标准。

Claims (1)

1.一种铝合金型材的挤压工艺，包括铝棒加热、模具加热、盛锭筒加热、挤压、淬火、校直、定尺、时效这些步骤，其特征在于，
其中铝铸锭加热为：将铝铸锭放入加热炉中，加热至400-420℃；
模具加热为：将模具通过感应加热炉加热至420-480℃，然后保温20min-8h，得到加热后的模具；
盛锭筒加热为：将盛锭筒加热至380-430℃，长时间保温，交班时不断电；
挤压：将加热后的模具装配到挤压机上，并确定挤压机中的模具、挤压杆及盛锭筒在同一条直线上，将加热后的铝铸锭放入加热后的盛锭筒内进行挤压，挤压的压力不超过210kg/cm²，保持挤压速度恒定且挤压速度控制在3-5m/min，每压一个铸锭，在起压初期的墩粗阶段，当压力达到90-110 kg/cm²时，应泄压排气，然后再重新起压进行正常挤压，挤压时控制压余长度为15-30mm厚，脱模时在模具端面、垫片端面上涂少量脱模油脂，以防模具端面、盛锭筒端面和挤压垫片端面粘铝；
淬火：将挤压后的型材加热到510-550℃后风冷淬火，以200-250℃/min的速度冷却至170℃以下；
校直：淬火后的型材在冷床上要冷却到50℃以下才能进行第一次拉直，第一次拉直变形量应控制在1-2%，将第一次拉直的型材再次加热到480-510℃后风冷淬火至50℃以下，淬火速度为250-300℃/min，进行第二次拉直，第二次拉直变形量控制在2-3%；
定尺：定尺前先检查型材表面质量，将有起皮、气泡、波浪、弯曲、扭拧、划伤、碰伤这些不合格部分切掉；定尺锯切时，应在锯片上涂油润滑，但要防止润滑油粘到铝材表面；不要将型材叠起来锯切，型材前进时，应先将锯台上的铝屑吹扫干净；锯切后的型材锯口应垂直于型材轴线且光滑平整；定尺后的型材装框；
时效：将装框的型材送入时效炉中，时效炉设定温度为200±10℃，保温2-3h，保温时间一到立即出炉，当出炉型材冷却到100℃以下时，用硬度钳检测型材的硬度。
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