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鋁合金型材擠壓溫度的確定
艾普斯 丨 2017.07.17 丨 1985
鋁合金型材擠壓溫度包括鑄錠溫度、擠壓筒溫度和模具溫度。它們對(duì)鋁型材產(chǎn)品的組織、性能、表面質(zhì)量、尺寸公差、工模具壽命、生產(chǎn)效率以及能源消耗都具有很大影響。因此,應(yīng)嚴(yán)格控制擠壓溫度。
合理的溫度范圍,應(yīng)當(dāng)使材料具有最好的塑性、較低的變形抗力以及保證鋁型材產(chǎn)品能獲得均勻良好的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。
1:鑄錠加熱溫度。鋁型材擠壓溫度的下限是以能夠擠動(dòng)鑄錠為限,上限是以稍低于鋁合金型材低熔點(diǎn)共晶熔化溫度為限。
(1)鋁及不可熱處理強(qiáng)化合金隨著擠壓溫度的升高,晶粒逐漸變大??估瓘?qiáng)度、屈服強(qiáng)度和硬度下降,伸長(zhǎng)率增大。當(dāng)溫度升到500℃以上時(shí),伸長(zhǎng)率開始下降,這是晶粒過分長(zhǎng)大所致。
(2)熱處理可強(qiáng)化且具有明顯擠壓效應(yīng)的鋁型材,通常隨著擠壓溫度的升高,其力學(xué)性能也相應(yīng)明顯提高;對(duì)擠壓效應(yīng)不明顯的鋁型材,如鍛件用鋁型材,擠壓溫度對(duì)鋁合金型材的
產(chǎn)品性能影響不大,一般不控制擠壓溫度。但在使用溫度較高時(shí),為了保證耐熱性,提高其再結(jié)晶溫度,應(yīng)采用較高的擠壓溫度。
2:鋁型材擠壓溫度對(duì)表面質(zhì)量、尺寸公差、工具壽命及能量消耗的影響:鋁型材擠壓溫度高時(shí),模具工作帶易黏金屬,使鋁型材表面不光滑,出現(xiàn)麻面,并降低鋁合金型材的表面質(zhì)量和尺寸精度。隨著鋁型材擠壓溫度的不斷提高,擠壓速度逐漸下降,造成生產(chǎn)效率降低。同時(shí),擠壓設(shè)備的控制鞥、電動(dòng)。
(2)使鋁型材具有較高的塑性,以便采用較高的速度擠壓而不產(chǎn)生裂紋。
(3)擠壓金屬的變形抗力盡可能小,以便采用大的擠壓系數(shù)和較長(zhǎng)的鑄錠時(shí),擠壓力不至于超過擠壓機(jī)的能力或損壞擠壓工具。
(4)在確定擠壓溫度上限時(shí),還有一個(gè)擠壓過程中存在的不可忽略的因素:變形熱和摩擦熱。在擠壓過程中擠壓機(jī)主柱塞所做的功,除了部分使鋁型材產(chǎn)品成形外,很大一部分以變形熱的形式釋放出來轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃浚瑥亩M(jìn)一步提高了變形區(qū)內(nèi)金屬的溫度,這種現(xiàn)象成為變形熱效應(yīng)。摩擦熱包括模具孔部分和擠壓筒部分,其中擠壓筒部分熱量戰(zhàn)有較大比例。變形熱和摩擦熱所產(chǎn)生的熱量與鑄錠長(zhǎng)度成正比。其中大小一般用溫升來衡量,即變形后的溫度比變形前升了多少攝氏度。溫升的大小與合金本身的變形溫度、變形程度、變形速度、鑄錠長(zhǎng)短、摩擦系數(shù)、熱量散失條件等因素有關(guān)。
一般來說,擠壓軟合金時(shí),由于變形速度快,溫升值為50-100℃;硬合金由于擠壓速度較慢,變形熱量三逸較多,溫升較低,溫升值為20-50攝氏度。
注定加熱時(shí),不允許過燒。在鋁型材擠壓變形過程中,鋁合金溫度不應(yīng)超過過燒溫度,即實(shí)際擠壓溫度再加上變形熱效應(yīng)引起的溫升,應(yīng)低于鋁型材過燒溫度。這樣,原則上把過燒溫度減去最大升溫就作為鋁型材擠壓溫度的上限,而鑄錠最高允許加熱溫度應(yīng)低于過燒溫度。
合理的溫度范圍,應(yīng)當(dāng)使材料具有最好的塑性、較低的變形抗力以及保證鋁型材產(chǎn)品能獲得均勻良好的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。
1:鑄錠加熱溫度。鋁型材擠壓溫度的下限是以能夠擠動(dòng)鑄錠為限,上限是以稍低于鋁合金型材低熔點(diǎn)共晶熔化溫度為限。
(1)鋁及不可熱處理強(qiáng)化合金隨著擠壓溫度的升高,晶粒逐漸變大??估瓘?qiáng)度、屈服強(qiáng)度和硬度下降,伸長(zhǎng)率增大。當(dāng)溫度升到500℃以上時(shí),伸長(zhǎng)率開始下降,這是晶粒過分長(zhǎng)大所致。
(2)熱處理可強(qiáng)化且具有明顯擠壓效應(yīng)的鋁型材,通常隨著擠壓溫度的升高,其力學(xué)性能也相應(yīng)明顯提高;對(duì)擠壓效應(yīng)不明顯的鋁型材,如鍛件用鋁型材,擠壓溫度對(duì)鋁合金型材的
產(chǎn)品性能影響不大,一般不控制擠壓溫度。但在使用溫度較高時(shí),為了保證耐熱性,提高其再結(jié)晶溫度,應(yīng)采用較高的擠壓溫度。
2:鋁型材擠壓溫度對(duì)表面質(zhì)量、尺寸公差、工具壽命及能量消耗的影響:鋁型材擠壓溫度高時(shí),模具工作帶易黏金屬,使鋁型材表面不光滑,出現(xiàn)麻面,并降低鋁合金型材的表面質(zhì)量和尺寸精度。隨著鋁型材擠壓溫度的不斷提高,擠壓速度逐漸下降,造成生產(chǎn)效率降低。同時(shí),擠壓設(shè)備的控制鞥、電動(dòng)。
3:合理的鋁型材擠壓溫度范圍應(yīng)保證:
(1)鋁型材產(chǎn)品的最終組織和性能,滿足技術(shù)要求,應(yīng)保證具有最高溫度和最小的晶粒不均勻。(2)使鋁型材具有較高的塑性,以便采用較高的速度擠壓而不產(chǎn)生裂紋。
(3)擠壓金屬的變形抗力盡可能小,以便采用大的擠壓系數(shù)和較長(zhǎng)的鑄錠時(shí),擠壓力不至于超過擠壓機(jī)的能力或損壞擠壓工具。
(4)在確定擠壓溫度上限時(shí),還有一個(gè)擠壓過程中存在的不可忽略的因素:變形熱和摩擦熱。在擠壓過程中擠壓機(jī)主柱塞所做的功,除了部分使鋁型材產(chǎn)品成形外,很大一部分以變形熱的形式釋放出來轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃浚瑥亩M(jìn)一步提高了變形區(qū)內(nèi)金屬的溫度,這種現(xiàn)象成為變形熱效應(yīng)。摩擦熱包括模具孔部分和擠壓筒部分,其中擠壓筒部分熱量戰(zhàn)有較大比例。變形熱和摩擦熱所產(chǎn)生的熱量與鑄錠長(zhǎng)度成正比。其中大小一般用溫升來衡量,即變形后的溫度比變形前升了多少攝氏度。溫升的大小與合金本身的變形溫度、變形程度、變形速度、鑄錠長(zhǎng)短、摩擦系數(shù)、熱量散失條件等因素有關(guān)。
一般來說,擠壓軟合金時(shí),由于變形速度快,溫升值為50-100℃;硬合金由于擠壓速度較慢,變形熱量三逸較多,溫升較低,溫升值為20-50攝氏度。
注定加熱時(shí),不允許過燒。在鋁型材擠壓變形過程中,鋁合金溫度不應(yīng)超過過燒溫度,即實(shí)際擠壓溫度再加上變形熱效應(yīng)引起的溫升,應(yīng)低于鋁型材過燒溫度。這樣,原則上把過燒溫度減去最大升溫就作為鋁型材擠壓溫度的上限,而鑄錠最高允許加熱溫度應(yīng)低于過燒溫度。