鋁擠壓成型的工藝特點及其優(yōu)缺點分析
鋁擠壓成型定義
鋁擠壓成型是對放在模具型腔(或擠壓筒)內(nèi)的金屬坯料施加強大的壓力,迫使金屬坯料產(chǎn)生定向塑性變形,從擠壓模具的模孔中擠出,從而獲得所需斷面形狀、尺寸并具有一定力學性能的零件或半成品的塑性加工方法。
鋁擠壓成型原理
鋁擠壓成型的分類
按金屬塑變流動方向,擠壓可以分為以下幾類:
正擠壓:生產(chǎn)時,金屬流動方向與凸模運動方向相同
反擠壓:生產(chǎn)時,金屬流動方向與凸模運動方向相反
復合擠壓:生產(chǎn)時,坯料一部分金屬流動方向與凸模運動方向相同,另一部分金屬流動方向與凸模運動方向相反
徑向擠壓:生產(chǎn)時,金屬流動方向與凸模運動方向成90度
鋁擠壓成型的工藝特點
1、在擠壓過程中,被擠壓金屬在變形區(qū)能獲得比軋制鍛造更為強烈和均勻的三向壓縮應力狀態(tài),這就可以充分發(fā)揮被加工金屬本身的塑性;
2、擠壓成型不但可以生產(chǎn)截面形狀簡單的棒、管、型、線產(chǎn)品,還可以生產(chǎn)截面形狀復雜的型材和管材;
3、擠壓成型靈活性大,只需要更換模具等擠壓工具,即可在一臺設備上生產(chǎn)形狀規(guī)格和品種不同的制品,更換擠壓模具的操作簡便快捷、省時、高效;
4、擠壓制品的精度高,制品表面質(zhì)量好,還提高了金屬材料的利用率和成品率;
5、擠壓過程對金屬的力學性能有良好的影響;
6、工藝流程短,生產(chǎn)方便,一次擠壓即可或得比熱模鍛或成型軋制等方法面積更大的整體結(jié)構(gòu)件,設備投資少、模具費用低、經(jīng)濟效益高;
7、鋁合金具有良好的擠壓特性,特別適合于擠壓加工,可以通過多種擠壓工藝和多種模具結(jié)構(gòu)進行加工。
鋁擠壓成型技術(shù)
鋁擠壓成型的優(yōu)點
1、提高鋁的變形能力。鋁在擠壓變形區(qū)中處于強烈的三向壓應力狀態(tài),可以充分發(fā)揮其塑性,獲得大變形量。
2、制品綜合質(zhì)量高。擠壓成型可以改善鋁的組織,提高其力學性能,其擠壓制品在淬火時效后,縱向(擠壓方向)力學性能遠高于其他加工方法生產(chǎn)的同類產(chǎn)品。與軋制、鍛造等加工方法相比,擠壓制品的尺寸精度高、表面質(zhì)量好。
3、產(chǎn)品范圍廣。擠壓成型不但可以生產(chǎn)斷面形狀簡單的管、棒、線材,而且還可以生產(chǎn)斷面形狀非常復雜的實心和空心型材、制品斷面沿長度方向分階段變化的和逐漸變化的變斷面型材,其中許多斷面形狀的制品是采用其他塑性加工方法所無法成形的。擠壓制品的尺寸范圍也非常廣,從斷面外接圓直徑達500-1000mm的超大型管材和型材,到斷面尺寸有如火柴棒大小的超小型精密型材。
4、生產(chǎn)靈活性大。擠壓成型具有很大的靈活性,只需更換模具就可以在同一臺設備上生產(chǎn)形狀、尺寸規(guī)格和品種不同的產(chǎn)品,且更換工模具的操作簡單方便、費時小、效率高。
5、工藝流程簡單、設備投資少。相對于穿孔軋制、孔型軋制等管材與型材生產(chǎn)工藝,擠壓成型具有工藝流程短、設備數(shù)量與投資少等優(yōu)點。
鋁擠壓成型設備
鋁擠壓成型的缺點
1、制品組織性能不均勻。由于擠壓時金屬的流動不均勻(在無潤滑正向擠壓時尤為嚴重),致使擠壓制品存在表層與中心、頭部與尾部的組織性能不均勻現(xiàn)象。
2、擠壓工模具的工作條件惡劣、工模具耗損大。擠壓時坯料處于近似密閉狀態(tài),三向壓力高,因而模具需要承受很高的壓力作用。同時,熱擠壓時工模具通常還要受到高溫、高摩擦作用,從而大大影響模具的強度和使用壽命。
3、生產(chǎn)效率較低。除近年來發(fā)展的連續(xù)擠壓法外,常規(guī)的各種擠壓方法均不能實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。一般情況下,擠壓速度遠遠低于軋制速度,且擠壓生產(chǎn)的幾何廢料損失大、成品率較低。
總結(jié)
近年來,由于各行業(yè)對小型化、輕量化的追求,鋁及鋁合金型材被廣泛應用于建筑、交通運輸、電子電器、航天航空等行業(yè)。因此鋁擠壓制品的比例也迅速增加,據(jù)資料顯示,擠壓加工制品中鋁及鋁合金制品約占70%以上。