工業鋁材精密擠壓技術介紹與實例

發布時間：2020-06-29

    古代很多產業設備儀器如精巧儀器、弱電設備中的局部整機請求小型的、薄壁的、斷面尺寸十分正確的產業鋁材，對其尺寸公差請求十分嚴格。型材的壁厚最小的只有0.4mm，其公差請求為±0.04mm。擠壓生產進程對設備、工模具、工藝請求相稱嚴格。通常把這種擠壓技巧稱為精巧擠壓【1-3】。

    1精巧鋁擠壓型材實例

    有一些小型精巧產業鋁材的公差比JIS標準中特別級的公差還小一半以上，個別精巧產業鋁材請求的尺寸公差在±0.04～±0.07mm之間。局部小型精巧擠壓產業鋁材的斷面示于圖1。圖1小型精巧產業鋁材斷面舉例

    電位差計用的精巧產業鋁材斷面為;︼;型材分量30g／m，斷面尺寸公差范疇為±007mm。織機用的精巧產業鋁材斷面為;■；斷面尺寸公差為±0.04mm，角度偏差小于0.5°；曲折度為0.83×L。

    A1050、A1100、A3003、A6061、A6063（低、中強度合金）小型精巧擠壓型材的最小壁厚0.5mm，最小斷面積20mm2。A5083、A2024、A7075、（中、高強度產業鋁材）小型精巧擠壓型材的最小壁厚0.9mm，最小斷面積110mm2。

    小型精巧產業鋁材尺寸公差舉例如圖2所示。圖2精巧產業鋁材尺寸公差舉例

    尺寸/mm尺寸容許公差/mm

    JIS特別級小型、精巧

    A2.54±0.15±0.07

    B1.78±0.15±0.07

    C3.23±0.19±0.07

    2精巧擠壓技巧請求

    個別說，產業鋁材熱擠壓變形水平大，擠壓溫度跟速度的變更、擠壓設備的對中性、工模具的變形等都輕易對型材尺寸的精度產生影響，而且它們彼此影響因素很難克服。圖3列出精巧擠壓的影響因素。

    2.1對工模具的請求

    模具是影響擠壓抑品尺寸精度最直接的因素，要保障擠壓抑品在生產中斷面尺寸不變或變更很小，必須使模具的剛性、耐熱性、耐磨性達到一定的請求。工業鋁材按照應用的領域劃分，工業鋁型材是指除建筑門窗、幕墻、室內外裝飾及建筑結構用鋁型材以外的所有鋁型材。圖3擠壓型材精度影響因素

    首先要保障模具在高溫高壓下不易變形，有很高的耐熱性，對精巧擠壓而言更為嚴格，請求在工作溫度（500℃左右）下，模具資料的屈從強度不小于1200N/mm2。其次須要有高的耐磨性，這重要決定于氮化層硬度跟厚度，個別請求氮化層的硬度在1150HV以上，氮化層深度在0.25mm～0.45mm之間，而氮化后模具尺寸的變更應在0.02mm以內。

    對斷面有懸壁的實心型材跟空心型材，還要考慮模具的彈性變形，為了使模具保障一定的剛度，可能考慮恰當增加模具的厚度或配外形類似的專用墊。

    為把持型材開口尺寸的變更，可能在模子上開導流槽來把持金屬的流動，如圖4所示。圖4模子上開導流槽

    2．2對擠壓工藝請求

    擠壓方法對制品的精度有影響。正向擠壓個別輕易呈現前端（開端擠出局部）比后真個壁厚較大的景象，反向擠壓抑品的前后端壁厚變更很小，如圖5所示。因此采取反相擠壓較輕易把持制品尺寸的精度。

    擠壓抑品在熱狀況下冷卻會產生緊縮變形．其變形量S%為：

    沿擠壓方向的位置／m圖5A7075合金擠壓型材的尺寸變更

    式中：

    s％——緊縮率；

    lt——熱狀況的斷面尺寸；

    l0——冷卻后的斷面尺寸；

    a——熱膨脹系數；

    Te——擠壓溫度；

    Ts——四周環境溫度。工業鋁材按照應用的領域劃分，工業鋁型材是指除建筑門窗、幕墻、室內外裝飾及建筑結構用鋁型材以外的所有鋁型材。

    由（l）式可知，溫度的變更會引起制品尺寸的變更，溫度變更越大，其變形量越大，因此要保障制品尺寸的正確，擠壓機應有Tips把持體系（等溫擠壓體系）。即采取等溫擠壓。如擠壓機不這種裝置，對鋁棒可采取梯度加熱，做到近似等溫擠壓，總之要保障制品前后端溫度一致或相差較小。

    另外，從（1）式可能看出，擠壓溫度越高，產生的變形越大，因此在保障制品力學機能情況下，盡可能來用較低的擠壓溫度。

    擠壓速度的變更也會使制品的尺寸產生變更，特別是有開口的制品易引起開口尺寸的變更，應采取等速擠壓、古代擠壓機個別都有Fi把持體系（等速擠壓把持體系）。

    制品從擠壓模孔出來的冷卻至關重要，必須堅持均勻、恒定的冷卻速度，使制品的緊縮堅持一致。

    2.3對設備的請求

    擠壓機的品德影響擠壓抑品的精度。個別請求擠壓機張力柱為預應力的整體結構，設備的剛度跟對中性要好，個別擠壓軸、擠壓筒、模具、送料機械手之間最大容許偏差小于1.5mm，通常把持在1.2mm以內。對精巧擠壓而言，模具、擠壓筒、擠壓桿中心偏差應小于0.2mm用于精巧擠壓的擠壓機應有等溫擠壓把持體系跟等速擠壓把持體系，至少應有等速擠壓把持。

    除此之外，模具應有冷卻裝置，確保模具在一定溫度下的剛性、耐磨性跟尺寸的牢固性。工業鋁材按照應用的領域劃分，工業鋁型材是指除建筑門窗、幕墻、室內外裝飾及建筑結構用鋁型材以外的所有鋁型材。

    2.4對鑄棒材質的請求

    鑄棒的成分、組織不均勻，有攙跟、偏析、晶粒粗大等缺點都會影響金屬的流動跟變形，使制品的尺寸產生變異。對精巧擠壓而言，對鑄棒的材質請求更為嚴格，必須經過均勻化處理，晶粒應把持在一級以內。

    3結束語

    精巧擠壓是一項綜合性技巧。請求模具的材質、設計、制造十分嚴格；擠壓機必須是進步的設備；依據不同的制品斷面抉擇不同的擠壓方法跟工藝；鋁棒需經均勻化處理，其組織、機能必須均勻。只有這樣才干滿意精巧擠壓的請求。