CN112222768B - 一种超细晶6061铝合金的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝合金制备技术领域，具体的说是一种超细晶6061铝合金的制备工艺，该工艺使用的挤压装置包括底座、压板、顶板和控制器；所述底座的截面形状为矩形，底座的内部设置有一号空腔；所述一号空腔内固定安装有电阻丝；所述底座的上方设置有顶板；所述顶板为长方体，顶板的四个拐角固连有支柱，顶板的下端固连有液压缸；所述液压缸的端部固连有U形板；本发明所述的一种超细晶6061铝合金的制备工艺中使用的挤压装置通过液压缸带动压板向下运动与电机通过螺杆带动压板沿着滑杆滑动相配合，从而实现了对圆锭坯整体搓揉的效果，进而避免了内外层金属流动变形时存在较大应变速率差的问题，抑制了粗晶的产生，进而提高了6061铝合金的品质和性能。

Description

一种超细晶6061铝合金的制备工艺

技术领域

本发明涉及铝合金制备技术领域，具体的说是一种超细晶6061铝合金的制备工艺。

背景技术

6061铝合金是一种含有镁和硅元素的合金材料，具有好的机械性质，可以进行热处理及焊接是目前应用最广的铝合金；6061铝合金热挤压制品在热挤压后的组织中形成粗大晶粒或淬火后，会在制品断面周边形成粗大的再结晶区，称为粗晶组织，它是铝合金挤压制品中常见的缺陷，导致后续加工过程中制品表面起皱、氧化后表面花斑、色差等问题，更为严重的是会造成铝合金材料的力学性能剧烈下降，在使用过程中过早失效，从而严重地限制了6061铝合金在高品质、高性能要求领域的应用；随着航空航天工业、汽车工业、电子工业等的迅速发展，对6061铝合金挤压制品的质量要求越来越高，既要求制品无粗晶环，又要求制品有较高的力学性能，在实际挤压过程中，铝合金受到模具高温传递和强烈摩擦，型材内、外层金属流动变形时存在较大应变速率差，从而导致外层组织发生粗化，会导致粗晶的形成，进而影响6061铝合金的品质和性能，因此如何保证6061铝合金在热挤压和热处理过程中阻止粗晶形成是长期困扰国内外工程技术人员的技术难题。

现有技术中也出现了关于一些关于超细晶6061铝合金的制备工艺的技术方案，如申请号为CN201210561011.8的一项专利公开了一种超细晶6061铝合金及其制备方法，该技术方案通过添加Mn元素和Cr元素调整6061铝合金成分的比例，经过熔铸、热挤压成型、热处理、拉伸矫直、锯切、检测等步骤获得超细6061铝合金，从而阻止了粗晶的形成，该技术方案易于操作、制备效率高；但是该技术方案在实际挤压过程中，铝合金受到模具高温传递和强烈摩擦，型材内、外层金属流动变形时存在较大应变速率差，从而导致外层组织发生粗化，仍然会导致粗晶的形成，造成了该方案的局限性。

鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明提出了一种超细晶6061铝合金的制备工艺，采用了特殊的挤压装置，解决了上述技术问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种超细晶6061铝合金的制备工艺，本发明中使用的挤压装置通过液压缸带动压板向下运动与电机通过螺杆带动压板沿着滑杆滑动相配合，从而实现了对圆锭坯整体搓揉的效果，进而避免了内外层金属流动变形时存在较大应变速率差的问题，抑制了粗晶的产生，进而提高了6061铝合金的品质和性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种超细晶6061铝合金的制备工艺，包括以下步骤：

S1：熔炼：先对熔炼炉进行预热，再将原料倒入熔炼炉内，原料由铝元素、铜元素、镁元素、锌元素和硅元素组成，待熔炼炉内的原料完全熔化后再开始搅拌，控制熔炼炉的温度为700-750摄氏度，搅拌2-3小时后取出，最后将搅拌完成后的原料注入模具中形成圆锭坯；通过对熔炼炉进行预热，加快了原料熔炼的效率，通过控制原料的搅拌时间和温度，进而使得原料的各成分能够均匀混合；

S2：前准备：将挤压装置内的电阻丝通电，使得电阻丝将底座加热至450-500摄氏度，再将圆锭坯放置在底座的上端，保证圆锭坯的轴线与滑杆的轴线垂直；通过对底座进行加热，防止圆锭坯直接放置在底座上端产生温度的骤变，从而造成圆锭坯表面形成粗晶，影响6061铝合金的品质；

S3：挤压成型：启动挤压装置中的控制器，通过控制器控制液压缸伸长，从而通过液压缸驱动U形板将压板抵在圆锭坯的外表面，电机带动螺杆转动，从而通过螺杆带动压板沿着滑杆滑动，进而通过压板带动圆锭坯在底座的上端滚动，实现了对圆锭坯的搓揉，直到圆锭坯搓揉至规定的尺寸为止；通过液压缸带动压板向下运动与电机通过螺杆带动压板沿着滑杆滑动相配合，从而实现了对圆锭坯整体搓揉的效果，进而避免了内外层金属流动变形时存在较大应变速率差的问题，抑制了粗晶的产生，进而提高了6061铝合金的品质和性能；

S4：锯切：将S3中搓揉完成后的圆锭坯放入切割机内，通过切割机将圆锭坯切割成相应的长度，从而完成超细晶6061铝合金的制备；通过将圆锭坯切割成相应的长度，方便了工作人员使用，同时还便于运输；

其中，S2-S3中使用的挤压装置包括底座、压板、顶板和控制器；所述底座的截面形状为矩形，底座的内部设置有一号空腔；所述一号空腔内固定安装有电阻丝；所述底座的上方设置有顶板；所述顶板为长方体，顶板的四个拐角固连有支柱，顶板的下端固连有液压缸；所述液压缸的端部固连有U形板；所述U形板的开口朝下；U形板的两侧壁之间固连有滑杆，U形板的两侧壁之间转动连接着螺杆，U形板的两侧壁之间设有压板；所述压板滑动连接着滑杆，压板螺纹连接着螺杆，压板的形状为长方体，压板的上端与U形板中部的下端贴合，压板位于底座的正上方；所述U形板的其中一侧壁的外部安装有电机；所述电机的输出轴连接着螺杆的一端；所述控制器用于控制挤压装置自动运行；使用时，在实际挤压过程中，铝合金受到模具高温传递和强烈摩擦，型材内、外层金属流动变形时存在较大应变速率差，从而导致外层组织发生粗化，会导致粗晶的形成，进而影响6061铝合金的品质和性能；因此本发明工作人员启动控制器控制电阻丝通电，从而通过电阻丝对底座进行升温，工作人员再将圆锭坯放置在底座的上端，启动控制器控制液压缸伸长，因液压缸的端部固连有U形板，U形板中部的下端与压板的上端贴合，故U形板会抵着压板向下运动，因压板位于底座的正上方，故压板会与圆锭坯接触，因U形板的其中一侧壁的外部安装有电机，故控制器启动电机转动，螺杆、滑杆和压板组成丝杆滑块副，因电机的输出轴连接着螺杆的一端，故电机转动时会带动螺杆转动，因压板滑动连接着滑杆，同时还螺纹连接着螺杆，故螺杆转动会带动压板沿着滑杆滑动，因压板的下端与圆锭坯接触，故压板会与圆锭坯发生摩擦，从而使得压板通过摩擦带动圆锭坯在底座的上端滚动，同时在圆锭坯滚动的过程中，控制器会控制液压缸匀速伸长，从而实现了对圆锭坯的搓揉，圆锭坯的各个部位均受到形变，因压板对整个圆锭坯进行搓揉，使得圆锭坯不存在应变速率差，使得圆锭坯的外表面不会产生粗晶，压板对圆锭坯继续搓揉，直到圆锭坯搓揉至规定的尺寸为止，通过将压板的上端与U形板中部的下端贴合，从而保证压板对圆锭坯挤压产生的反作用力直接传递至液压缸上，从而保证了压板不会长时间使用后变形，通过电阻丝通过底座将热量传递至圆锭坯内，从而保证了圆锭坯的温度，进而提高了圆锭坯的挤压效果；本发明通过液压缸带动压板向下运动与电机通过螺杆带动压板沿着滑杆滑动相配合，从而实现了对圆锭坯整体搓揉的效果，进而避免了内外层金属流动变形时存在较大应变速率差的问题，抑制了粗晶的产生，缩减了工人对6061铝合金均化处理的工序，促进了6061铝合金的抗疲劳强度和整体的力学性能，采用本发明能够提高了6061铝合金的品质和性能。

优选的，所述底座的上端设置有凹槽；所述凹槽靠近底座的边缘设置，凹槽内滑动连接着挡板，凹槽内还设有弹簧；所述弹簧的一端连接着凹槽的槽底，另一端连接着挡板；所述挡板的两侧面与滑杆的轴线垂直；使用时，工作人员需要人工控制圆锭坯的轴线始终垂直滑杆的轴线，从而保证圆锭坯被压板搓动时的应变速率相同，其人工调节过程繁琐，影响6061铝合金的制备效率；因此本发明中工作人员启动液压缸带动压板与圆锭坯接触，再启动电机转动，从而使得压板带动圆锭坯在底座上滚动，进而使得圆锭坯靠近挡板，当圆锭坯的一端与挡板的一侧面接触时，挡板会将圆锭坯的一端抵住，圆锭坯的另一端受到压板作用会沿着基座的上端继续滚动，从而使得圆锭坯的两端均与挡板的一侧面接触为止，故圆锭坯的轴线与挡板的一侧面平行，同时圆锭坯的轴线垂直滑杆的轴线，通过挡板滑动连接在凹槽内，凹槽内还设有弹簧，故压板向下运动时，挡板会受到压板挤压下会克服弹簧弹力沿着凹槽滑动，保证了压板的运行不受挡板影响，通过弹簧的作用保证了挡板伸出底座上端的高度；本发明通过压板带动圆锭坯沿着底座的上端滚动与底座的上端设有挡板相配合，使得该挤压装置能够自动纠正圆锭坯的位置，从而保证圆锭坯的轴线始终垂直滑杆的轴线，进而使得圆锭坯被压板搓动时的应变速率相同，进而使得6061铝合金的品质和性能得到提高。

优选的，所述挡板的上端设置有弧形面；所述弧形面朝向电机设置，弧形面的竖直高度大于压板下端到滑杆的垂直距离；使用时，挤压装置纠正圆锭坯的位置时，需要将压板的下端同时与挡板的上端和圆锭坯接触，否则弹簧会将挡板抵在滑杆和螺杆上，从而造成压板移动卡死的现象，进而使得压板的运动范围受到限制，影响压板纠正圆锭坯位置的效率；因此本发明中电机带动压板沿着滑杆靠近螺杆的一端时，再通过液压缸控制压板与圆锭坯接触，挡板受到弹簧弹力的作用下会抵在螺杆和滑杆上，压板带动圆锭坯靠近挡板移动过程中，因挡板的上端设置有弧形面，故压板会与挡板的上端进行挤压，从而使得挡板受到挤压后克服弹簧弹力向下移动，使得挡板不会造成压板卡死的现象，进而完成挡板对圆锭坯位置的纠正；本发明通过将挡板的上端设置有弧形面，使得电机带动挡板沿着滑杆滑动过程中不会造成卡死的现象，进而提高了压板的运动范围，使得挤压装置纠正圆锭坯的效率得到提高，进而提高了6061铝合金的制备效率。

优选的，所述凹槽的槽底与一号空腔通过一号气孔连通；所述底座的上端还设置有二号气孔；所述二号气孔与一号空腔连通；使用时，压板带动圆锭坯在底座的上端滚动，因底座的上端温度高于其他位置，即使圆锭坯在底座的上端滚动来保证圆锭坯外壁的温度，但仍然存在圆锭坯外壁温度差，进而易形成粗晶，影响6061铝合金的品质；因此本发明中挡板受到压板的挤压沿着凹槽滑动时，凹槽内部空间受到压缩，从而使得凹槽内部产生气压，因凹槽与一号空腔通过一号气孔连通，故气体会从凹槽沿着一号气孔进入一号空腔内，因底座的上端设置有二号气孔，二号气孔与一号空腔连通，故一号空腔内部的气体会沿着二号气孔排出，因一号空腔内的气体受到电阻丝的作用下温度升高，故一号空腔内的气体会将热量移动至底座的上端，从而使得气体对圆锭坯的周围进行吹动，进一步提高了圆锭坯周围的温度，保证了圆锭坯外壁上温度的均匀；本发明通过挡板沿着凹槽滑动，再与凹槽内的气体受到挤压后将一号空腔内热量带离至圆锭坯的周围，从而有效提高了圆锭坯外壁温度的均匀性，进而抑制粗晶的形成，使得6061铝合金的品质得到提高。

优选的，所述挡板的与弧形面相对的另一侧面固连有刮板；所述刮板设置成弧形，刮板的弧口朝向挡板，刮板端部的水平高度与挡板的上端齐平；使用时，压板对圆锭坯的搓动时产生少部分粗晶，底座上端的粗晶会受到二号气孔内部的气体吹动下脱落，但压板下端附着的粗晶无法清除，使得粗晶会受到压板作用下重新压入圆锭坯内，影响6061铝合金的品质；因此本发明中挡板受到压板挤压沿着凹槽滑动后，挡板受到弹簧的弹力作用会抵在压板的下端，从而通过挡板的上端对压板的下端进行刮动，同时挡板的另一侧面固连有刮板，故刮板的端部与压板的下端进行摩擦，使得挡板下端的粗晶受到刮板的作用而刮落，刮落的粗晶会移动至底座的上端，从而通过二号气孔内的气流吹离；本发明通过挡板受到弹簧作用抵在压板的下端与挡板带动刮板对压板的下端进行刮动相配合，从而使得压板下端的粗晶受到刮动后脱落，防止粗晶再次被压板压入圆锭坯内，使得6061铝合金的品质得到提高。

优选的，所述刮板的端部设置有一组V形槽；所述V形槽至少为两个，V形槽均匀分布在刮板的端部；使用时，刮板与压板的摩擦力有限，从而影响刮板刮动压板下端粗晶的效果；因此本发明中挡板带动刮板对压板的下端进行刮动过程中，因刮板的端部设置有V形槽，从而减少了刮板与压板的接触面积，进而增大了刮板与压板之间的压强，进而增大了刮板与压板的摩擦力，使得压板上的粗晶受到刮板的作用下而掉落；本发明通过挡板带动刮板对压板的下端进行刮动与刮板的端部设置有V形槽相配合，从而增大了刮板与压板之间的摩擦力，进而提高了刮板对压板下端的清理效果。

优选的，所述二号气孔的孔口设有圆片；所述圆片铰接在二号气孔的孔口；所述二号气孔的孔口还设置有挡块；所述圆片在挡块的作用下与底座的上端平行；使用时，压板下端的粗晶受到刮动下脱落，部分粗晶会落在二号气孔内，沿着二号气孔流落着一号空腔内，长时间会将一号空腔堵死，因此本发明中部分粗晶会落在底座的上端时，因二号气孔的孔口设有圆片，圆片在挡块的作用下与底座的上端平行，故圆片会阻挡粗晶流入二号气孔内，因圆片铰接在二号气孔的孔口，故二号气孔喷出气体时，圆片会受到气流作用下打开；本发明通过在二号气孔的孔口设有圆片，在气流喷出时圆片打开仍然可以将粗晶粉吹走，没有气流时圆片关闭防止二号气孔和一号空腔被堵死，进而提高了挤压装置运行的稳定性。

优选的，所述刮板具有弹性，刮板的两端面之间设置有通槽；所述通槽的截面形状为弧形，通槽内设有敲棒和弹力绳；所述弹力绳的一端固连在通槽远离底座的槽壁上，另一端固连着敲棒；所述通槽的槽壁上涂有隔热材料；使用时，刮板将压板下端的粗晶刮下后，部分粗晶会卡在V形槽内，从而影响刮板的使用效果；因此本发明中刮板对压板的下端刮动时会产生晃动，因刮板的两端面之间设置有通槽，通槽内设有敲棒和弹力绳，故刮板会带动弹力绳发生晃动，因弹力绳的另一端固连着敲棒，故刮板通过弹力绳带动敲棒进行晃动，从而使得敲棒对通槽的槽壁进行敲击，刮板受到敲击后产生震动，再与刮板受到压板作用下产生晃动相配合，从而使得刮板端部的粗晶受到震动的作用下脱落，进而提高了刮板的实际应用效果。

优选的，所述敲棒的内部设置有二号空腔；所述二号空腔内设有一组圆球，所述圆球至少为两个；使用时，敲棒对通槽的槽壁敲击效果有限，从而影响刮板的震动效果；因此本发明中弹力绳带动敲棒对通槽的槽壁敲击过程中，因敲棒的内部设置有二号空腔，二号空腔内设有圆球，故敲棒会带动圆球运动，从而使得各圆球之间发生撞击，圆球受到撞击后会产生震动力，从而将震动效果传递至敲棒上，进一步增大了敲棒的震动效果，使得敲棒将震动力传递至刮板上，增大了刮板的震动效果，使得刮板的实际应用效果得到增强。

优选的，所述刮板靠近挡板的一面铰接着连棒；所述连棒的一端直径大于另一端直径；使用时，敲棒对刮板的敲击效果有限，从而影响刮板的震动效果；因此本发明中因刮板靠近挡板的一面铰接着连棒，故刮板震动会带动连棒晃动，因连棒的一端直径大于另一端，故连棒晃动会对刮板进行敲击，进而进一步增大了刮板的震动效果，使得刮板的实际应用效果得到增强。

优选的，所述连棒的大端设置有凸起；凸起随机分布在连棒的大端，凸起的截面形状为半圆形；使用时，连棒对刮板的敲击力度有限，从而影响连棒对刮板的敲击效果；因此本发明中通过在连棒的端部设置有凸起，从而连棒会带动凸起对刮板进行敲击，通过改变连棒与刮板的接触面积，从而增大了连棒对刮板作用的压强，进而进一步增大了连棒对刮板的敲击效果，使得连棒的实用性得到增强。

本发明的有益效果如下：

1.本发明中使用的挤压装置通过液压缸带动压板向下运动与电机通过螺杆带动压板沿着滑杆滑动相配合，从而实现了对圆锭坯整体搓揉的效果，进而避免了内外层金属流动变形时存在较大应变速率差的问题，抑制了粗晶的产生，缩减了工人对6061铝合金均化处理的工序，促进了6061铝合金的抗疲劳强度和整体的力学性能，采用本发明能够提高了超细晶6061铝合金的品质和性能。

2.本发明中使用的挤压装置通过压板带动圆锭坯沿着底座的上端滚动与底座的上端设有挡板相配合，使得该挤压装置能够自动纠正圆锭坯的位置，从而保证圆锭坯的轴线始终垂直滑杆的轴线，进而使得圆锭坯被压板搓动时的应变速率相同，进而使得6061铝合金的品质和性能得到提高。

3.本发明中使用的挤压装置通过将挡板的上端设置有弧形面，使得电机带动挡板沿着滑杆滑动过程中不会造成卡死的现象，进而提高了压板的运动范围，使得挤压装置纠正圆锭坯的效率得到提高，进而提高了6061铝合金的制备效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的流程图；

图2是本发明的挤压装置的立体图；

图3是本发明的挤压装置中底座的立体图；

图4是图3中A处放大图；

图5是本发明的挤压装置中敲棒的剖视图；

图6是本发明的挤压装置中底座的剖视图；

图7是图6中B处放大图；

图中：底座1、一号空腔11、电阻丝12、凹槽13、一号气孔14、二号气孔15、圆片151、挡块152、压板2、顶板3、支柱31、液压缸32、U形板33、滑杆34、螺杆35、电机36、挡板4、刮板41、通槽411、V形槽42、敲棒43、二号空腔431、圆球432、弹力绳44、连棒45、凸起451、弹簧5。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图7所示，本发明所述的一种超细晶6061铝合金的制备工艺，包括以下步骤：

S1：熔炼：先对熔炼炉进行预热，再将原料倒入熔炼炉内，原料由铝元素、铜元素、镁元素、锌元素和硅元素组成，待熔炼炉内的原料完全熔化后再开始搅拌，控制熔炼炉的温度为700-750摄氏度，搅拌2-3小时后取出，最后将搅拌完成后的原料注入模具中形成圆锭坯；通过对熔炼炉进行预热，加快了原料熔炼的效率，通过控制原料的搅拌时间和温度，进而使得原料的各成分能够均匀混合；

S2：前准备：将挤压装置内的电阻丝12通电，使得电阻丝12将底座1加热至450-500摄氏度，再将圆锭坯放置在底座1的上端，保证圆锭坯的轴线与滑杆34的轴线垂直；通过对底座1进行加热，防止圆锭坯直接放置在底座1上端产生温度的骤变，从而造成圆锭坯表面形成粗晶，影响6061铝合金的品质；

S3：挤压成型：启动挤压装置中的控制器，通过控制器控制液压缸32伸长，从而通过液压缸32驱动U形板将压板2抵在圆锭坯的外表面，电机36带动螺杆35转动，从而通过螺杆35带动压板2沿着滑杆34滑动，进而通过压板2带动圆锭坯在底座1的上端滚动，实现了对圆锭坯的搓揉，直到圆锭坯搓揉至规定的尺寸为止；通过液压缸32带动压板2向下运动与电机36通过螺杆35带动压板2沿着滑杆34滑动相配合，从而实现了对圆锭坯整体搓揉的效果，进而避免了内外层金属流动变形时存在较大应变速率差的问题，抑制了粗晶的产生，进而提高了6061铝合金的品质和性能；

S4：锯切：将S3中搓揉完成后的圆锭坯放入切割机内，通过切割机将圆锭坯切割成相应的长度，从而完成超细晶6061铝合金的制备；通过将圆锭坯切割成相应的长度，方便了工作人员使用，同时还便于运输；

其中，S2-S3中使用的挤压装置包括底座1、压板2、顶板3和控制器；所述底座1的截面形状为矩形，底座1的内部设置有一号空腔11；所述一号空腔11内固定安装有电阻丝12；所述底座1的上方设置有顶板3；所述顶板3为长方体，顶板3的四个拐角固连有支柱31，顶板3的下端固连有液压缸32；所述液压缸32的端部固连有U形板33；所述U形板33的开口朝下；U形板33的两侧壁之间固连有滑杆34，U形板33的两侧壁之间转动连接着螺杆35，U形板33的两侧壁之间设有压板2；所述压板2滑动连接着滑杆34，压板2螺纹连接着螺杆35，压板2的形状为长方体，压板2的上端与U形板33中部的下端贴合，压板2位于底座1的正上方；所述U形板33的其中一侧壁的外部安装有电机36；所述电机36的输出轴连接着螺杆35的一端；所述控制器用于控制挤压装置自动运行；使用时，在实际挤压过程中，铝合金受到模具高温传递和强烈摩擦，型材内、外层金属流动变形时存在较大应变速率差，从而导致外层组织发生粗化，会导致粗晶的形成，进而影响6061铝合金的品质和性能；因此本发明工作人员启动控制器控制电阻丝12通电，从而通过电阻丝12对底座1进行升温，工作人员再将圆锭坯放置在底座1的上端，启动控制器控制液压缸32伸长，因液压缸32的端部固连有U形板33，U形板33中部的下端与压板2的上端贴合，故U形板33会抵着压板2向下运动，因压板2位于底座1的正上方，故压板2会与圆锭坯接触，因U形板33的其中一侧壁的外部安装有电机36，故控制器启动电机36转动，螺杆35、滑杆34和压板2组成丝杆滑块副，因电机36的输出轴连接着螺杆35的一端，故电机36转动时会带动螺杆35转动，因压板2滑动连接着滑杆34，同时还螺纹连接着螺杆35，故螺杆35转动会带动压板2沿着滑杆34滑动，因压板2的下端与圆锭坯接触，故压板2会与圆锭坯发生摩擦，从而使得压板2通过摩擦带动圆锭坯在底座1的上端滚动，同时在圆锭坯滚动的过程中，控制器会控制液压缸32匀速伸长，从而实现了对圆锭坯的搓揉，圆锭坯的各个部位均受到形变，因压板2对整个圆锭坯进行搓揉，使得圆锭坯不存在应变速率差，使得圆锭坯的外表面不会产生粗晶，压板2对圆锭坯继续搓揉，直到圆锭坯搓揉至规定的尺寸为止，通过将压板2的上端与U形板33中部的下端贴合，从而保证压板2对圆锭坯挤压产生的反作用力直接传递至液压缸32上，从而保证了压板2不会长时间使用后变形，通过电阻丝12通过底座1将热量传递至圆锭坯内，从而保证了圆锭坯的温度，进而提高了圆锭坯的挤压效果；本发明通过液压缸32带动压板2向下运动与电机36通过螺杆35带动压板2沿着滑杆34滑动相配合，从而实现了对圆锭坯整体搓揉的效果，进而避免了内外层金属流动变形时存在较大应变速率差的问题，抑制了粗晶的产生，进而提高了6061铝合金的品质和性能。

作为本发明的一种实施方式，所述底座1的上端设置有凹槽13；所述凹槽13靠近底座1的边缘设置，凹槽13内滑动连接着挡板4，凹槽13内还设有弹簧5；所述弹簧5的一端连接着凹槽13的槽底，另一端连接着挡板4；所述挡板4的两侧面与滑杆34的轴线垂直；使用时，工作人员需要人工控制圆锭坯的轴线始终垂直滑杆34的轴线，从而保证圆锭坯被压板2搓动时的应变速率相同，其人工调节过程繁琐，影响6061铝合金的制备效率；因此本发明中工作人员启动液压缸32带动压板2与圆锭坯接触，再启动电机36转动，从而使得压板2带动圆锭坯在底座1上滚动，进而使得圆锭坯靠近挡板4，当圆锭坯的一端与挡板4的一侧面接触时，挡板4会将圆锭坯的一端抵住，圆锭坯的另一端受到压板2作用会沿着基座的上端继续滚动，从而使得圆锭坯的两端均与挡板4的一侧面接触为止，故圆锭坯的轴线与挡板4的一侧面平行，同时圆锭坯的轴线垂直滑杆34的轴线，通过挡板4滑动连接在凹槽13内，凹槽13内还设有弹簧5，故压板2向下运动时，挡板4会受到压板2挤压下会克服弹簧5弹力沿着凹槽13滑动，保证了压板2的运行不受挡板4影响，通过弹簧5的作用保证了挡板4伸出底座1上端的高度；本发明通过压板2带动圆锭坯沿着底座1的上端滚动与底座1的上端设有挡板4相配合，使得该挤压装置能够自动纠正圆锭坯的位置，从而保证圆锭坯的轴线始终垂直滑杆34的轴线，进而使得圆锭坯被压板2搓动时的应变速率相同，进而使得6061铝合金的品质和性能得到提高。

作为本发明的一种实施方式，所述挡板4的上端设置有弧形面；所述弧形面朝向电机36设置，弧形面的竖直高度大于压板2下端到滑杆34的垂直距离；使用时，挤压装置纠正圆锭坯的位置时，需要将压板2的下端同时与挡板4的上端和圆锭坯接触，否则弹簧5会将挡板4抵在滑杆34和螺杆35上，从而造成压板2移动卡死的现象，进而使得压板2的运动范围受到限制，影响压板2纠正圆锭坯位置的效率；因此本发明中电机36带动压板2沿着滑杆34靠近螺杆35的一端时，再通过液压缸32控制压板2与圆锭坯接触，挡板4受到弹簧5弹力的作用下会抵在螺杆35和滑杆34上，压板2带动圆锭坯靠近挡板4移动过程中，因挡板4的上端设置有弧形面，故压板2会与挡板4的上端进行挤压，从而使得挡板4受到挤压后克服弹簧5弹力向下移动，使得挡板4不会造成压板2卡死的现象，进而完成挡板4对圆锭坯位置的纠正；本发明通过将挡板4的上端设置有弧形面，使得电机36带动挡板4沿着滑杆34滑动过程中不会造成卡死的现象，进而提高了压板2的运动范围，使得挤压装置纠正圆锭坯的效率得到提高，进而提高了6061铝合金的制备效率。

作为本发明的一种实施方式，所述凹槽13的槽底与一号空腔11通过一号气孔14连通；所述底座1的上端还设置有二号气孔15；所述二号气孔15与一号空腔11连通；使用时，压板2带动圆锭坯在底座1的上端滚动，因底座1的上端温度高于其他位置，即使圆锭坯在底座1的上端滚动来保证圆锭坯外壁的温度，但仍然存在圆锭坯外壁温度差，进而易形成粗晶，影响6061铝合金的品质；因此本发明中挡板4受到压板2的挤压沿着凹槽13滑动时，凹槽13内部空间受到压缩，从而使得凹槽13内部产生气压，因凹槽13与一号空腔11通过一号气孔14连通，故气体会从凹槽13沿着一号气孔14进入一号空腔11内，因底座1的上端设置有二号气孔15，二号气孔15与一号空腔11连通，故一号空腔11内部的气体会沿着二号气孔15排出，因一号空腔11内的气体受到电阻丝12的作用下温度升高，故一号空腔11内的气体会将热量移动至底座1的上端，从而使得气体对圆锭坯的周围进行吹动，进一步提高了圆锭坯周围的温度，保证了圆锭坯外壁上温度的均匀；本发明通过挡板4沿着凹槽13滑动，再与凹槽13内的气体受到挤压后将一号空腔11内热量带离至圆锭坯的周围，从而有效提高了圆锭坯外壁温度的均匀性，进而抑制粗晶的形成，使得6061铝合金的品质得到提高。

作为本发明的一种实施方式，所述挡板4的与弧形面相对的另一侧面固连有刮板41；所述刮板41设置成弧形，刮板41的弧口朝向挡板4，刮板41端部的水平高度与挡板4的上端齐平；使用时，压板2对圆锭坯的搓动时产生少部分粗晶，底座1上端的粗晶会受到二号气孔15内部的气体吹动下脱落，但压板2下端附着的粗晶无法清除，使得粗晶会受到压板2作用下重新压入圆锭坯内，影响6061铝合金的品质；因此本发明中挡板4受到压板2挤压沿着凹槽13滑动后，挡板4受到弹簧5的弹力作用会抵在压板2的下端，从而通过挡板4的上端对压板2的下端进行刮动，同时挡板4的另一侧面固连有刮板41，故刮板41的端部与压板2的下端进行摩擦，使得挡板4下端的粗晶受到刮板41的作用而刮落，刮落的粗晶会移动至底座1的上端，从而通过二号气孔15内的气流吹离；本发明通过挡板4受到弹簧5作用抵在压板2的下端与挡板4带动刮板41对压板2的下端进行刮动相配合，从而使得压板2下端的粗晶受到刮动后脱落，防止粗晶再次被压板2压入圆锭坯内，使得6061铝合金的品质得到提高。

作为本发明的一种实施方式，所述刮板41的端部设置有一组V形槽42；所述V形槽42至少为两个，V形槽42均匀分布在刮板41的端部；使用时，刮板41与压板2的摩擦力有限，从而影响刮板41刮动压板2下端粗晶的效果；因此本发明中挡板4带动刮板41对压板2的下端进行刮动过程中，因刮板41的端部设置有V形槽42，从而减少了刮板41与压板2的接触面积，进而增大了刮板41与压板2之间的压强，进而增大了刮板41与压板2的摩擦力，使得压板2上的粗晶受到刮板41的作用下而掉落；本发明通过挡板4带动刮板41对压板2的下端进行刮动与刮板41的端部设置有V形槽42相配合，从而增大了刮板41与压板2之间的摩擦力，进而提高了刮板41对压板2下端的清理效果。

作为本发明的一种实施方式，所述二号气孔15的孔口设有圆片151；所述圆片151铰接在二号气孔15的孔口；所述二号气孔15的孔口还设置有挡块152；所述圆片151在挡块152的作用下与底座1的上端平行；使用时，压板2下端的粗晶受到刮动下脱落，部分粗晶会落在二号气孔15内，沿着二号气孔15流落着一号空腔11内，长时间会将一号空腔11堵死，因此本发明中部分粗晶会落在底座1的上端时，因二号气孔15的孔口设有圆片151，圆片151在挡块152的作用下与底座1的上端平行，故圆片151会阻挡粗晶流入二号气孔15内，因圆片151铰接在二号气孔15的孔口，故二号气孔15喷出气体时，圆片151会受到气流作用下打开；本发明通过在二号气孔15的孔口设有圆片151，在气流喷出时圆片151打开仍然可以将粗晶粉吹走，没有气流时圆片151关闭防止二号气孔15和一号空腔11被堵死，进而提高了挤压装置运行的稳定性。

作为本发明的一种实施方式，所述刮板41具有弹性，刮板41的两端面之间设置有通槽411；所述通槽411的截面形状为弧形，通槽411内设有敲棒43和弹力绳44；所述弹力绳44的一端固连在通槽411远离底座1的槽壁上，另一端固连着敲棒43；所述通槽411的槽壁上涂有隔热材料；使用时，刮板41将压板2下端的粗晶刮下后，部分粗晶会卡在V形槽42内，从而影响刮板41的使用效果；因此本发明中刮板41对压板2的下端刮动时会产生晃动，因刮板41的两端面之间设置有通槽411，通槽411内设有敲棒43和弹力绳44，故刮板41会带动弹力绳44发生晃动，因弹力绳44的另一端固连着敲棒43，故刮板41通过弹力绳44带动敲棒43进行晃动，从而使得敲棒43对通槽411的槽壁进行敲击，刮板41受到敲击后产生震动，再与刮板41受到压板2作用下产生晃动相配合，从而使得刮板41端部的粗晶受到震动的作用下脱落，进而提高了刮板41的实际应用效果。

作为本发明的一种实施方式，所述敲棒43的内部设置有二号空腔431；所述二号空腔431内设有一组圆球432，所述圆球432至少为两个；使用时，敲棒43对通槽411的槽壁敲击效果有限，从而影响刮板41的震动效果；因此本发明中弹力绳44带动敲棒43对通槽411的槽壁敲击过程中，因敲棒43的内部设置有二号空腔431，二号空腔431内设有圆球432，故敲棒43会带动圆球432运动，从而使得各圆球432之间发生撞击，圆球432受到撞击后会产生震动力，从而将震动效果传递至敲棒43上，进一步增大了敲棒43的震动效果，使得敲棒43将震动力传递至刮板41上，增大了刮板41的震动效果，使得刮板41的实际应用效果得到增强。

作为本发明的一种实施方式，所述刮板41靠近挡板4的一面铰接着连棒45；所述连棒45的一端直径大于另一端直径；使用时，敲棒43对刮板41的敲击效果有限，从而影响刮板41的震动效果；因此本发明中因刮板41靠近挡板4的一面铰接着连棒45，故刮板41震动会带动连棒45晃动，因连棒45的一端直径大于另一端，故连棒45晃动会对刮板41进行敲击，进而进一步增大了刮板41的震动效果，使得刮板41的实际应用效果得到增强。

作为本发明的一种实施方式，所述连棒45的大端设置有凸起451；凸起451随机分布在连棒45的大端，凸起451的截面形状为半圆形；使用时，连棒45对刮板41的敲击力度有限，从而影响连棒45对刮板41的敲击效果；因此本发明中通过在连棒45的端部设置有凸起451，从而连棒45会带动凸起451对刮板41进行敲击，通过改变连棒45与刮板41的接触面积，从而增大了连棒45对刮板41作用的压强，进而进一步增大了连棒45对刮板41的敲击效果，使得连棒45的实用性得到增强。

使用时，工作人员启动控制器控制电阻丝12通电，从而通过电阻丝12对底座1进行升温，工作人员再将圆锭坯放置在底座1的上端，启动控制器控制液压缸32伸长，因液压缸32的端部固连有U形板33，U形板33中部的下端与压板2的上端贴合，故U形板33会抵着压板2向下运动，因压板2位于底座1的正上方，故压板2会与圆锭坯接触，因U形板33的其中一侧壁的外部安装有电机36，故控制器启动电机36转动，螺杆35、滑杆34和压板2组成丝杆滑块副，因电机36的输出轴连接着螺杆35的一端，故电机36转动时会带动螺杆35转动，因压板2滑动连接着滑杆34，同时还螺纹连接着螺杆35，故螺杆35转动会带动压板2沿着滑杆34滑动，因压板2的下端与圆锭坯接触，故压板2会与圆锭坯发生摩擦，从而使得压板2通过摩擦带动圆锭坯在底座1的上端滚动，同时在圆锭坯滚动的过程中，控制器会控制液压缸32匀速伸长，从而实现了对圆锭坯的搓揉，圆锭坯的各个部位均受到形变，因压板2对整个圆锭坯进行搓揉，使得圆锭坯不存在应变速率差，使得圆锭坯的外表面不会产生粗晶，压板2对圆锭坯继续搓揉，直到圆锭坯搓揉至规定的尺寸为止，通过将压板2的上端与U形板33中部的下端贴合，从而保证压板2对圆锭坯挤压产生的反作用力直接传递至液压缸32上，从而保证了压板2不会长时间使用后变形，通过电阻丝12通过底座1将热量传递至圆锭坯内，从而保证了圆锭坯的温度，进而提高了圆锭坯的挤压效果；压板2带动圆锭坯在底座1上滚动后，进而使得圆锭坯靠近挡板4，当圆锭坯的一端与挡板4的一侧面接触时，挡板4会将圆锭坯的一端抵住，圆锭坯的另一端受到压板2作用会沿着基座的上端继续滚动，从而使得圆锭坯的两端均与挡板4的一侧面接触为止，故圆锭坯的轴线与挡板4的一侧面平行，同时圆锭坯的轴线垂直滑杆34的轴线，通过挡板4滑动连接在凹槽13内，凹槽13内还设有弹簧5，故压板2向下运动时，挡板4会受到压板2挤压下会克服弹簧5弹力沿着凹槽13滑动，保证了压板2的运行不受挡板4影响，通过弹簧5的作用保证了挡板4伸出底座1上端的高度；压板2带动圆锭坯靠近挡板4移动过程中，因挡板4的上端设置有弧形面，故压板2会与挡板4的上端进行挤压，从而使得挡板4受到挤压后克服弹簧5弹力向下移动，使得挡板4不会造成压板2卡死的现象，进而完成挡板4对圆锭坯位置的纠正；挡板4受到压板2的挤压沿着凹槽13滑动时，凹槽13内部空间受到压缩，从而使得凹槽13内部产生气压，因凹槽13与一号空腔11通过一号气孔14连通，故气体会从凹槽13沿着一号气孔14进入一号空腔11内，因底座1的上端设置有二号气孔15，二号气孔15与一号空腔11连通，故一号空腔11内部的气体会沿着二号气孔15排出，因一号空腔11内的气体受到电阻丝12的作用下温度升高，故一号空腔11内的气体会将热量移动至底座1的上端，从而使得气体对圆锭坯的周围进行吹动，进一步提高了圆锭坯周围的温度，保证了圆锭坯外壁上温度的均匀；挡板4受到压板2挤压沿着凹槽13滑动后，挡板4受到弹簧5的弹力作用会抵在压板2的下端，从而通过挡板4的上端对压板2的下端进行刮动，同时挡板4的另一侧面固连有刮板41，故刮板41的端部与压板2的下端进行摩擦，使得挡板4下端的粗晶受到刮板41的作用而刮落，刮落的粗晶会移动至底座1的上端，从而通过二号气孔15内的气流吹离；因刮板41的端部设置有V形槽42，从而减少了刮板41与压板2的接触面积，进而增大了刮板41与压板2之间的压强，进而增大了刮板41与压板2的摩擦力，使得压板2上的粗晶受到刮板41的作用下而掉落；部分粗晶会落在底座1的上端时，因二号气孔15的孔口设有圆片151，圆片151在挡块152的作用下与底座1的上端平行，故圆片151会阻挡粗晶流入二号气孔15内，因圆片151铰接在二号气孔15的孔口，故二号气孔15喷出气体时，圆片151会受到气流作用下打开；刮板41对压板2的下端刮动时会产生晃动，因刮板41的两端面之间设置有通槽411，通槽411内设有敲棒43和弹力绳44，故刮板41会带动弹力绳44发生晃动，因弹力绳44的另一端固连着敲棒43，故刮板41通过弹力绳44带动敲棒43进行晃动，从而使得敲棒43对通槽411的槽壁进行敲击，刮板41受到敲击后产生震动，再与刮板41受到压板2作用下产生晃动相配合，从而使得刮板41端部的粗晶受到震动的作用下脱落，因敲棒43的内部设置有二号空腔431，二号空腔431内设有圆球432，故敲棒43会带动圆球432运动，从而使得各圆球432之间发生撞击，圆球432受到撞击后会产生震动力，从而将震动效果传递至敲棒43上，进一步增大了敲棒43的震动效果，使得敲棒43将震动力传递至刮板41上，增大了刮板41的震动效果，因刮板41靠近挡板4的一面铰接着连棒45，故刮板41震动会带动连棒45晃动，因连棒45的一端直径大于另一端，故连棒45晃动会对刮板41进行敲击，进而进一步增大了刮板41的震动效果，通过在连棒45的端部设置有凸起451，从而连棒45会带动凸起451对刮板41进行敲击，通过改变连棒45与刮板41的接触面积，从而增大了连棒45对刮板41作用的压强，进而进一步增大了连棒45对刮板41的敲击效果，使得连棒45的实用性得到增强。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (11)

1.一种超细晶6061铝合金的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1：熔炼：先对熔炼炉进行预热，再将原料倒入熔炼炉内，原料由铝元素、铜元素、镁元素、锌元素和硅元素组成，待熔炼炉内的原料完全熔化后再开始搅拌，控制熔炼炉的温度为700-750摄氏度，搅拌2-3小时后取出，最后将搅拌完成后的原料注入模具中形成圆锭坯；

S2：前准备：将挤压装置内的电阻丝(12)通电，使得电阻丝(12)将底座(1)加热至450-500摄氏度，再将圆锭坯放置在底座(1)的上端，保证圆锭坯的轴线与滑杆(34)的轴线垂直；

S3：挤压成型：启动挤压装置中的控制器，通过控制器控制液压缸(32)伸长，从而通过液压缸(32)驱动U形板将压板(2)抵在圆锭坯的外表面，电机(36)带动螺杆(35)转动，从而通过螺杆(35)带动压板(2)沿着滑杆(34)滑动，进而通过压板(2)带动圆锭坯在底座(1)的上端滚动，实现了对圆锭坯的搓揉，直到圆锭坯搓揉至规定的尺寸为止；

S4：锯切：将S3中搓揉完成后的圆锭坯放入切割机内，通过切割机将圆锭坯切割成相应的长度，从而完成超细晶6061铝合金的制备；

其中，S2-S3中使用的挤压装置包括底座(1)、压板(2)、顶板(3)和控制器；所述底座(1)的截面形状为矩形，底座(1)的内部设置有一号空腔(11)；所述一号空腔(11)内固定安装有电阻丝(12)；所述底座(1)的上方设置有顶板(3)；所述顶板(3)为长方体，顶板(3)的四个拐角固连有支柱(31)，顶板(3)的下端固连有液压缸(32)；所述液压缸(32)的端部固连有U形板(33)；所述U形板(33)的开口朝下；U形板(33)的两侧壁之间固连有滑杆(34)，U形板(33)的两侧壁之间转动连接着螺杆(35)，U形板(33)的两侧壁之间设有压板(2)；所述压板(2)滑动连接着滑杆(34)，压板(2)螺纹连接着螺杆(35)，压板(2)的形状为长方体，压板(2)的上端与U形板(33)中部的下端贴合，压板(2)位于底座(1)的正上方；所述U形板(33)的其中一侧壁的外部安装有电机(36)；所述电机(36)的输出轴连接着螺杆(35)的一端；所述控制器用于控制挤压装置自动运行。

2.根据权利要求1所述的一种超细晶6061铝合金的制备工艺，其特征在于：所述底座(1)的上端设置有凹槽(13)；所述凹槽(13)靠近底座(1)的边缘设置，凹槽(13)内滑动连接着挡板(4)，凹槽(13)内还设有弹簧(5)；所述弹簧(5)的一端连接着凹槽(13)的槽底，另一端连接着挡板(4)；所述挡板(4)的两侧面与滑杆(34)的轴线垂直。

3.根据权利要求2所述的一种超细晶6061铝合金的制备工艺，其特征在于：所述挡板(4)的上端设置有弧形面；所述弧形面朝向电机(36)设置，弧形面的竖直高度大于压板(2)下端到滑杆(34)的垂直距离。

4.根据权利要求3所述的一种超细晶6061铝合金的制备工艺，其特征在于：所述凹槽(13)的槽底与一号空腔(11)通过一号气孔(14)连通；所述底座(1)的上端还设置有二号气孔(15)；所述二号气孔(15)与一号空腔(11)连通。

5.根据权利要求4所述的一种超细晶6061铝合金的制备工艺，其特征在于：所述挡板(4)的与弧形面相对的另一侧面固连有刮板(41)；所述刮板(41)设置成弧形，刮板(41)的弧口朝向挡板(4)，刮板(41)端部的水平高度与挡板(4)的上端齐平。

6.根据权利要求5所述的一种超细晶6061铝合金的制备工艺，其特征在于：所述刮板(41)的端部设置有一组V形槽(42)；所述V形槽(42)至少为两个，V形槽(42)均匀分布在刮板(41)的端部。

7.根据权利要求6所述的一种超细晶6061铝合金的制备工艺，其特征在于：所述二号气孔(15)的孔口设有圆片(151)；所述圆片(151)铰接在二号气孔(15)的孔口；所述二号气孔(15)的孔口还设置有挡块(152)；所述圆片(151)在挡块(152)的作用下与底座(1)的上端平行。

8.根据权利要求7所述的一种超细晶6061铝合金的制备工艺，其特征在于：所述刮板(41)具有弹性，刮板(41)的两端面之间设置有通槽(441)；所述通槽(441)的截面形状为弧形，通槽(441)内设有敲棒(43)和弹力绳(44)；所述弹力绳(44)的一端固连在通槽(441)远离底座(1)的槽壁上，另一端固连着敲棒(43)。

9.根据权利要求8所述的一种超细晶6061铝合金的制备工艺，其特征在于：所述敲棒(43)的内部设置有二号空腔(431)；所述二号空腔(431)内设有一组圆球(432)，所述圆球(432)至少为两个。

10.根据权利要求9所述的一种超细晶6061铝合金的制备工艺，其特征在于：所述刮板(41)靠近挡板(4)的一面铰接着连棒(45)；所述连棒(45)的一端直径大于另一端直径。

11.根据权利要求10所述的一种超细晶6061铝合金的制备工艺，其特征在于：所述连棒(45)的大端设置有凸起(451)；凸起(451)随机分布在连棒(45)的大端，凸起(451)的截面形状为半圆形。

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