普通型材、棒材、壁板型材一般都可以用正向擠壓機和反向擠壓機生產。階段變斷面鋁型材和逐斷變斷面型材只用正向擠壓機生產。鋁合金線材主要用正向擠壓機進行多孔擠壓線坯,然后進行多模(配模)拉伸,經過退火再拉伸成鋁合金線材。各種擠壓方法在生產鋁及鋁合金管、棒、型、線材的應用見表3-3-1
表3—3—1各種擠壓方法在管、棒、型、線材生產中的應用情況表
擠壓方法 |
制品種類 |
所需設備特點 |
對擠壓工具要求 |
正擠壓法 |
棒材、線毛料 |
普通型、棒擠壓機 |
普通擠壓工具 |
普通型材 |
普通型、棒擠壓機 |
普通擠壓工具 |
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管材、空心型材 |
普通型、棒擠壓機 |
舌形模組合模或隨動針 |
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帶有穿孔系統的管、棒擠壓機 |
固定針 |
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階段變斷面型材 |
普通型、棒擠壓機 |
專用工具 |
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逐漸變斷面型材 |
普通型、棒擠壓機 |
專用工具 |
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壁板型材 |
普通型、棒擠壓機 |
專用工具 |
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帶有穿孔系統的管、棒擠壓機 |
專用工具 |
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反擠壓法 |
管材 |
帶有長行程擠壓筒的型、棒擠壓機 |
專用工具 |
棒材 |
帶有長行程擠壓筒,有穿孔系統的管、棒擠壓機 |
專用工具 |
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普通型材、壁板型材 |
專用反擠壓機 |
專用工具 |
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正反向聯合擠壓法 |
管材 |
帶有穿孔系統的管、棒擠壓機 |
專用工具 |
Confrom連續擠壓 |
小型型材和管材 |
Confrom擠壓機 |
專用工具 |
冷擠壓 |
高精度管材 |
冷擠壓機 |
專用工具 |
1.2鋁合金管材的生產方法
1)生產方法:
由于用擠壓法生產鋁及鋁合金管材和管毛料具有許多優點:生產周期短,效率高,品種規格范圍廣等。固此生產鋁及鋁合金管材應用最廣泛的方法還是擠壓法,并配合其他冷加工方法可以生產多種品種、規格管材。詳見表3-3-2。
2)工藝特點:
(1)用于生產管材的鋁合金種類很多,按其強度特性和加工性能的不同,一般可分為純 鋁、軟鋁合金和硬鋁合金三大類。純鋁和軟合金管材加工容易,道次加工量大,而且表面品質也較好。硬鋁合金管材加工較困難,每道次的冷、熱加工量不宜過大,需要較大的設備能力,表面易出現各種缺陷。因此操作技術要求較高、工序較多、生產周期較長、成品率較低、工模具損耗較大、成本較高。
(2)各種用途的鋁合金管材,對內、外表面品質都有較高的要求,由于鋁合金本身的硬度不高,在生產過程中極易磕、碰、擦傷和劃道,因此,各道工序均應輕放,保護表面。
(3)鋁及鋁合金管材在冷、熱加工中發粘,易粘附在工具上形成各種表面缺陷,在加工中應進行良好的工藝潤滑。工模具的表面光潔度和表面硬度都要求較高。
(4)除純鋁可不控制擠壓速度外,其他合金都有各自合適的擠壓速度范圍。因此應選擇速度可調的擠壓機,同時要嚴控擠壓過程的溫度、速度規范,以免產生裂紋。
(5)純鋁和許多鋁合金在高溫、高壓、高真空條件下都易焊合在一起,因而給生產管材創造了有利的條件。平面組合模和舌型模擠壓就是利用該特性來生產管材的。這不僅擴大了管材的品種和用途,而且可利用普通型棒材擠壓機和實心鑄錠來擠壓斷面十分復雜的管材和多孔管材。
(6)在穿孔和擠壓過程中,擠壓筒和擠壓針表面都有一層完整的金屬,形成均勻的鋁套。操作過程中應使這層鋁套保持干凈和完整,否則會惡化管材的內外表面品質。
(7)為保證管材的尺寸精度,減少偏心,防止斷針和損壞其他元件,應盡量保證設備和工具的對中性。
(8)適當的工藝條件下,可采用穿孔擠壓、無潤滑擠壓等方法,來生產高內表面品質的管材。
表3-3-2鋁及鋁合金擠壓管材的主要生產方法
主要加工方法 |
適用范圍 |
主要優缺點 |
熱擠壓法 (包括穿孔擠壓) |
厚壁管、復雜斷面管、異形管、變斷面 管、鉆探管 |
1.生產周期短、效率高、成品率高、所需設備少,成本較低。 2.品種規格范圍廣,可生產復雜斷面的異形管和變斷面管 3.管材的尺寸精度和內外表面較差 4.可生產各種合金的階段變斷面和逐漸變斷面管材 |
熱擠壓-拉伸法 |
直徑較大且壁厚較厚的薄壁管 |
1.與冷軋法相比,設備投資少,成品率高,成本低 2.可生產所有規格薄壁管 3.生產壁厚較厚的鋁合金管時,生產效率比冷軋法高 4.生產硬合金和小直徑薄壁管時,效率低,生產周期長 5.機械化程度差,勞動強度大,適用于小工廠 |
續表3-3-2
主要加工方法 |
適用范圍 |
主要優缺點 |
熱擠壓一冷軋一減徑拉伸熱擠壓一冷軋一盤管拉伸 |
中、小直徑薄壁管和長管 |
1.能生產所有規格的薄壁管 2.冷變形量大,生產周期短 3.機械化程度高,與熱擠壓配合,適于大、中型工廠 4.設備多且復雜、投資大 5.盤管拉伸法可生產中、小直徑任意長度薄壁管,生產效率高 |
熱擠壓空心錠橫向旋壓法旋壓拉伸法 |
特大直徑薄壁管中小型異形管變斷面管如旗桿管 |
1.設備簡單 2.能生產較大直徑薄壁管 3.生產效率低、產品質量不穩定,不適于大批生產普通管 4.旋拉法適于生產軟合金大、中、小異形管和逐漸變斷面管,專用 設備生產效率高 |
連續擠壓法 (Conform和Cas- fex連續擠壓法) |
小直徑薄壁長管軟合金異形管 |
1.設備簡單、投資少 2.工藝簡單,周期短,效率高,成品率高,成本低 3.無殘料擠壓,不需要加熱設備,能耗低 4.可生產無限長的小直徑薄壁管 5.自動化程度高,可實現全自動連續生產 6.不能生產大規格異形管和硬合金管 |
冷擠壓法 |
中小直徑薄壁管 |
1.設備少,效率高 2.生產周期短,成品率高 3.生產硬合金有困難,需要大冷擠壓機 4.工具壽命短,損耗大,設計與制造困難 5.產品精度和表面品質高,但品種規格有限 |