擠壓鋁型材工藝優化

　　近年來在國外用氮氣或液氮冷卻模具(擠壓模)以增加擠壓速度，提高模具壽命和改善型材表面質量。在擠壓過程中將氮氣引到擠壓模出口處放出，可以使被冷卻的制品急速收縮，冷卻擠壓模和變形區金屬，使變形熱被帶走，同時模子出口處被氮的氣氛所控制，減少了鋁的氧化，減少了氧化鋁粘接和堆積，所以氮氣的冷卻提高了制品的表面質量，可大大的提高擠壓速度。CADEX是最近發展的一種擠壓新工藝，它擠壓過程中的擠壓溫度、擠壓速度和擠壓力形成一個閉環系統，以最大限度地提高擠壓速度和生產效率，同時保證最優良的性能。

　　3.3 機上淬火

　　6063-T5淬火是為了將在高溫下固溶于基體金屬中的Mg2Si出模孔后經快速冷卻到室溫而被保留下來。冷卻速度常和強化相含量成正比。6063合金可強化的最小的冷卻速度為38℃/分，因此適合于風冷淬火。改變風機和風扇轉數可以改變冷卻強度，使制品在張力矯直前的溫度降至60℃以下。

　　3.4 張力矯直

　　型材出模孔后，一般皆用牽引機牽引。牽引機工作時在給擠壓制品以一定的牽引張力，同時與制品流出速度同步移動。使用牽引機的目的在于減輕多線擠壓時長短不齊和抹傷，同時也可防止型材出模孔后扭擰、彎曲，給張力矯直帶來麻煩。張力矯直除了可以使制品消除縱向形狀不整外，還可以減少其殘余應力，提高強度特性并能保持其良好的表面。

　　3.5 人工時效

　　時效處理要求溫度均勻，溫差不超過±3-5℃。6063合金人工時效溫度一般為200℃。時效保溫時間為1-2小時。為了提高力學性能，也有采用180-190℃時效3-4小時，但此時生產效率會有所降低。

　　3.6 鑄錠長度的優化與計算

　　鑄錠長度的計算方法有體積法和質量法。通過建立數學關系式，就很容易地選取出最佳的鑄錠規格，大大提高型材的幾何成品率。

　　(1) 體積法
　　Vo=V1十Vn
　　AoLo=A1·L1十A·Ln
　　Lo/Ko=L1/λ十Ln
　　Lo=(L1/λ+Ln)·K
　　式中：Vo——鑄錠體積(mm3)；
　　V1——型材體積(mm3)；
　　Vn——壓余體積(mm3)；
　　Ao——鑄錠面積(mm2)；
　　Lo——鑄錠長度(mm)；
　　A1——型材截面積(mm2)；
　　L1——型材長度(mm)；
　　A——擠壓筒面積(mm2)；
　　Ln——壓余長度(mm)；
　　K=A/Ao 充填系數；
　　λ=A/A1擠壓系數。
　　按照體積不變道理，經簡化之后整理為公式(1)，K與Ln可以認為是常數，只要求λ，確定Lmax，可方便地求出Lo，即鑄錠長度。

　　(2)質量法
　　mo=m1十mn
　　ρLoLo=L1·ρL1+mn
　　Lo=(L1·ρL1+mn)·PLo
　　式中：Lo 鑄錠長度；
　　L1 型材壓出長度(m)；
　　ρL1型材線密度(Kg/m)；
　　mn 壓余重量(Kg)；
　　mo 鑄錠重量(kg)
　　m1 壓出型材重量(kg)
　　ρLo鑄錠線密度(Kg/m)；
　　(2)式還可以再變化一下，即：L1=n·L定+L12
　　Lo=[·L定十L12)·ρL1+mn]·ρLo-1　　
　　式中：n 定尺支數；
　　L定 定尺寸長度(m)；
　　L12 切頭切尾長度(m)。

　　(3)式比較直觀方便的計算出Lo在實際工作中ρL1是隨著型材壁厚的不斷變化而增加的。為方便上工序供錠，大設備的鑄錠長度可設定30mm為一檔，小設備設定為20mm為一檔。我們可以根據公式(3)制訂ρL1、Lo、n、L1對照表。一般民用建筑型材供貨長度為6m。這種對照表對工藝技術員和計劃員的使用是十分方便的。

　　公式(3)又可以簡化為下式：
　　Lo=KnL1+C
　　Kn 是與n有關的系數；
　　C 是與機型有關的常數；
　　ρL1是Lo的函數，可以編好程序輸入計算機，比較精確地計算出Lo。

　　3.7 提高擠壓成品率的措施
　　影響擠壓型材成品率的因素很多 我們能計算得出幾何廢料，在擠壓生產中產生的廢料一般分為幾何廢料和技術廢料，幾何廢料是生產過程中僅與制品生產工藝有關的廢料。壓余、切頭、切尾等均屬幾何廢料。技術廢料是在生產過程中，由于不正確執行工藝操作規程，人為造成廢品(包括試模廢料、鑄造缺陷帶來的廢品等)。技術廢品是可以避免和減少的，幾何廢品是不可避免的，但可通過優化擠壓工藝和精確計算鑄錠長度等措施來減少。
　　擠壓生產中幾何廢料的大小可用下式表示：
　　N=Nn十N12
　　N 幾伺廢料(%)
　　Nn 壓余廢料(%)
　　N12 切頭廢料(%)
　　Hn=K/Lo·Ln
　　N12=K/Lo·L12/λ
　　N =K/Lo·(Ln+L12/λ)
　　N=K/Lo·(Ln+L12/λ)
　　K 充填系數；
　　Lo 鑄錠長度(mm)；
　　Ln 壓余長度(mm，隨擠壓筒直徑而變)；
　　L12 切頭尾(mm，隨制品規格而變)；

　　λ擠壓系數。
　　從(6)式中可以明顯看出，鑄錠長度Lo越長，擠壓系數越大，則幾何廢料N越小，即幾何成品率越高。其中鑄錠長度影響較大些。但是，不能無限制地增加Lo和λ，因為它們受擠壓機能力、壓出長度等因素限制。

　　4 小結
　　綜上所述，提高擠壓型材成品率的途徑主要有：
　　(1)制訂科學合理的生產工藝(優化工藝)；
　　(2)提出高員工技術理論水平，并不斷總結生產經驗；
　　(3)模具設計先進合理并加強模具管理，提高一次上機合格率；
　　(4)優化6063合金化學成份，提高鑄錠質量并進行勻勻化或半均勻化處理；
　　(5)采用先進技術，如長錠爐熱剪技術及CADEX等新技術。

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