一、擠壓工具的準備

    擠壓工具通常是指擠壓軸、擠壓筒、擠壓墊片。生產前最重要的工作是調整好擠壓軸、擠壓筒、模具和送料機械手的中心。擠壓軸與擠壓筒的中心最大允許偏差≤0.2 mm，擠壓軸、擠壓筒、模具、送料機械手的最大允許中心偏差<1.5 mm，一般要求在1.2 mm以內。中心偏差太小，設備難以調整、控制。中心偏差太大，模具偏離中心會造成金屬流動不均，制品易產生壁厚不均、彎曲、扭擰等缺陷。
    擠壓軸的直徑是根據擠壓筒的內徑來決定的，一般應比擠壓簡直徑小3～12 mm，擠壓筒直徑小的取下限，大的取上限。擠壓軸的軸干長應比擠壓筒的長度大l5～25 mm。擠壓軸的瑞面對軸中心線的不垂直度不得大于0.1 mm。
    擠壓筒內襯(又稱內套)由于擠壓過程中不斷的摩擦會使擠壓筒內襯的工作部分逐漸變大，與非工作部分的直徑產生一定的偏差。當其偏差較大時需要更換擠壓筒的內襯。擠壓筒工作部分與非工作部分直徑允許偏差見表3-4-1。

擠壓機能力/MN	5.0～7.0	7.5～12.0	16.3～20.0	35.0～50.0
允許偏差/mm	<0.3	<0.5	<0.7	<1.0

 

更換擠壓筒的內襯需要熱裝，一般將擠壓筒外層襯套加熱至一定溫度，使其尺寸熱膨脹，然后將外徑較外套內徑稍大的內層襯套裝入其中，待外襯套冷卻后，由于收縮對內套產生預緊裝配壓應力，其方向與擠壓時產生的張應力方向相反，因而大大降低了擠壓時擠壓筒內徑的拉應力，提高了擠壓筒的許用強度。當過盈選擇合適時，可使擠壓筒的使用壽命提高2～4倍。過盈值越大，產生預緊壓應力也越大，有時甚至可以完全抵消縱向拉應力。但過盈太大，會使更換擠壓筒內襯產生困難，難以將舊的內襯退出。因此選擇適合的過盈量十分重要。表3-4-2給出了某些擠壓筒過盈值的選用范圍。
    擠壓筒的加熱：新擠壓筒裝配好以后，從冷狀態加熱到使用溫度，為避免加熱不均，產生熱應力，防止擠壓筒產生裂紋，甚至開裂，需要進行梯度加熱。見表3—2—3。

表3—4—2擠壓筒過盈值選用范圍

擠壓簡裝配結構	裝配對直徑/mm	過盈量/mm
雙層結構	200～300 310～700 510～700	0.3～0.5 0.5～0.6 0.6～1.0
三層結構	800～1130 1500～l810	1.05～1.35 1.4～2.35

 

 

 

表3—4—3新擠壓筒加熱升溫制度

加熱溫度/℃	200	250	300	350	400	420
保溫時間/h	4	4～6	6～8	8～10	10～l2	12～14

 

 

二、工模具的加熱

    建筑鋁型材主要采用6063合金和6061合金，在擠壓時為了防止鑄錠降溫，造成悶車和損壞工具，保證鋁材組織、性能的均勻性，凡與鋁鑄錠接觸的工模具都需要進行充分的預熱。擠壓筒的加熱保溫溫度一般為400～460℃，模具加熱溫度為420～480℃。為保證模具充分加熱，平模的加熱時間應大于1.5 h，空心模具的加熱時間應大于2.5 h。為防止模具在加熱爐中時間過長引起退火，所有模具在加熱爐中的加熱時間不應超過24 h。具體的擠壓筒和模具的加熱溫度見表3—4—4。一般擠壓制品擠壓系數大的取上限溫度，擠壓系數小的取下限溫度。

表3—4—4擠壓簡和模具的加熱溫度

擠壓筒	實心材：400～440℃	空心材：420～46℃
模具	實心材：420～460℃	空心材：430—480℃

 

 

三、6063合金鑄錠的加熱
 
    因建筑鋁型材絕大部分用6063合金，在此僅以它為例進行分析。
3．1鑄錠加熱溫度的確定原則
    鋁合金鑄錠加熱溫度的上限應低于合金低熔點共晶熔化溫度，下限應高于合金與固溶線(即固溶體溶解度曲線)交界點相對應的溫度。
    6063合金是Al—Mg—si系合金，其主要強化相為Mg₂Si，為分析方便，用Al—Mg₂Si的偽二元相圖來討論。如圖3—4—1所示。

 

圖3—4—1 A1—Mg₂Si的偽二元相圖

    從圖可知：Al—Mg₂Si的共晶溫度為595℃，Mg2Si相在共晶溫度時的最大溶解度為l.85%，500℃時為1.05%，450℃時為0.7%，到300℃時僅為0.27%。6063合金中的Mg₂Si含量，根據GB/T3190-1996化學成分標準規定，(0.45～0.9)%Mg，(0.2～O.6)%Si，經過計算6063合金中的Mg₂Si含量在0.55%～l.42%之間。一般控制在0.8%～l.1%之間。因為在該成分范圍內6063合金具有中等強度，較好的工藝性能和擠壓性能。對每個企業使用6063合金而言，往往都有一個企業內控標準，以保證合金的成分、組織、性能的穩定性。 
    6063合金的力學性能主要取決于Mg2Si的含量，而合金的成分并未標出Mg₂Si含量。可以通過知道Mg原子量為24.3和Si原子量為28.1。算出Mg₂Si的分子量為76.7。其中Mg和Si的比值為l.73。當Mg₂Si<1.73時，說明Si過剩，假設合金中Mg含量為M(百分含量)，生成的Mg₂Si百分含量為x，可以用比例式算出Mg₂Si含量。

     (3—4—1)

   當Mg₂Si>1.73時，說明是Mg過剩，假設合金中Si含量為S(百分含量)，生成的Mg₂Si百分含量為M，同理用比例式可算出Mg₂Si含量。

  (3—4—2)

    由兩式可知：當Si過剩時，合金中Mg2Si含量為Mg含量的1．58倍。當Mg過剩時，合金中Mg，Si含量為Si含量的2．73倍。
    計算舉例：某6063合金的成分化驗單中，Mg含量為0．64%，Si含量為0．41%，計算Mg2Si含量。
先計算Mg：Si比值。Mg：Si=0.64/0.41=1.56<1.73。說明Si過剩，按公式(3－4－1)計算。 

 Mg₂Si含量=1.58M=1.58×0.64%=1.01% 

即該合金中Mg：Si含量為1.01%。
應當指出：合金中Mg和Si并非l00%用來反應生成Mg₂Si。Mg和Si都有一部分溶于鋁中生成α固溶體，同時它們還會與合金中的其他雜質，如Fe、Mn等生成化合物。所以計算的Mg₂Si含量，都要比實際含量大一些，只能作一參考數。
    通常6063合金都是控制Si過剩，因為過剩Mg會顯著降低Mg₂Si在鋁中的溶解度(見表3一4－5)使Mg₂Si相在熱處理時的強化效果明顯降低。一般Mg₂Si控制在1.1～1.6之間。

表3-4-5過剩Mg對Mg₂Si在鋁中溶解度的影響 

溫度 過剩Mg量	200℃	300℃	400℃	500℃	535℃	595℃
0%     0.2%     0.4%     0.8%     1.0%	0.25     0.05     0     0     0	0.30     0.16     0.02     0     0	0.53     0.35     0.20     0     0	1.05     0.85     0.69     0.45     0.36	1.20     1.15     0.97     0.67     0.55	1.85     —     —     —     —

 

 

 

 

3．2  6063合金鑄錠加熱溫度的選擇
    選擇一個合金成分的加熱溫度，可以按上面的計算公式，標出Mg2Si的含量，比如計算出Mg₂Si含量為0.8%，在圖3-4-1中可以找出該合金與固溶線相交點對應的溫度為460℃左右，一般加熱溫度高于該對應溫度l5～40℃，但必須低于共晶溫度，因此該合金的加熱溫度選擇475～500℃之間為宜。
    一個鋁合金型材加工廠每天生產鑄錠的化學成分并不完全相同，我們不能每個熔次都進行Mg₂Si含量計算，然后以此來確定每個熔次的加熱溫度，這樣既不方便，也不現實。因此每個企業為保證質量的穩定性，都制訂出一個企業的內部標準。根據這個內部標準可以計算出Mg₂Si的上、下限含量。如某企業6063合金的內部標準規定Mg含量0.55%～0.65%，Si含量為0.38%～0.46%，按上述方法可以計算出Mg₂Si含量為0.87%～l.03%之間，其與固溶線相交點對應溫度465～495 ℃。選擇加熱溫度高l5～25℃，則可確定6063合金鑄錠加熱溫度為480～520℃。
    一般鑄錠加熱溫度不宜太高，因為加熱溫度過高不僅增加能耗，而且不利于提高擠壓速度，通常都不高于540℃。鑄錠加熱溫度低于465℃，強化相Mg₂Si不能充分固溶，影響制品的力學性能，有可能達不到國標規定的力學性能要求。
3．3鑄錠的加熱方式
    鑄錠的加熱方式根據能源的不同可分為電加熱：電感應加熱和電阻爐加熱。燃料加熱：燃油爐加熱、燃氣爐加熱和燃煤爐加熱。根據各企業的設備不同，能源的供應渠道不同，可以采用各自的加熱方式。幾種加熱方式的比較見表3-2-6。 

表3-4-6鑄錠幾種加熱方式比較表

加熱方式	加熱速度	加熱成本	操作	濕度控制	對制品影響	對環境影響
電感應爐 電阻爐 燃油爐 燃氣爐 燃煤爐 長錠熱剪爐	快 一般 較快 較快 較慢 快	較高 高 較低 較低 低 較低	方便 方便 一般 一般 較差 方便	好 較好 一般 一般 較差 較差	好 一般 較好 較好 較差 較好	無 無 影響小 影響小 有影響 影響小

 

 

 

 

 

以上幾種加熱方式雖然都可以基本滿足鋁型材擠壓生產的需要，但從對鋁型材的組織與性能來考慮，電感應加熱和燃油爐、燃氣爐加熱效果更好一些0因為它們的加熱速度快，能保證Mg₂Si不會在加熱過程中從過飽和和固溶體中析出，對制品的擠壓性能和力學性能都有好處。上述的鑄錠加熱都是事先切好的定尺短棒進行加熱。現代時興用長錠加熱，它的加熱方式有電感應加熱、燃油或燃氣加熱，配上熱剪，操作十分方便，沒有鋸口鋁屑的浪費，可以使成品率提高3%～8%，是比較理想的加熱方式。這種用熱剪的長錠加熱方式應用日益廣泛。它的缺點是～次投資較大，需要增加一臺價格不菲的熱剪機。
3．4擠壓過程中的溫度變化
    擠壓溫度是擠壓工藝中重要的工藝參數。為了降低金屬的變形抗力，減少擠壓力需要提高擠壓溫度。但擠壓溫度提高到一定溫度時，容易出現熱脆現象，產生裂紋等缺陷。為避免這種現象，為提高擠壓速度，需要降低擠壓溫度。這兩個條件是相互矛盾的，為了既能降低變形抗力，又能采用較大的擠壓速度，必須選擇一個金屬塑性最好的溫度范圍。
    但是金屬在擠壓過程中由于金屬與擠壓筒內襯、模具、墊片產生摩擦，以及金屬本身產生變形等原因，會使金屬的溫度升高，往往會突破事先選好的擠壓溫度范圍。實驗證明：在整個擠壓過程中擠壓溫度是逐漸升高的，擠壓速度隨著鑄錠金屬的減少而逐漸加快。因而經常出現制品的尾端由于擠壓溫度提高了，擠壓速度加快了而產生裂紋的現象。擠壓過程中擠壓溫度的升高量與合金的本性及擠壓條件有關。對于鋁合金而言，金屬在模子出口處前后溫度差為10～60℃之間。
    為了使擠壓溫度恒定在金屬塑性最好的溫度范圍內，最好實行等溫擠壓。這是多年來工程技術人員探索的新工藝。要實現等溫擠壓需要具備很多條件，在擠壓過程中各個環節都能自動調節，如鑄錠溫度、擠壓筒溫度都能梯度加熱，模具進行冷卻且可以調節溫度，擠壓速度能自動變化或采用等速擠壓。另外更換模具后，由于擠壓系數改變，上述各項條件也能作相應調整。可見等溫擠壓是個很復雜的工藝。目前多采用對鑄錠進行梯度加熱(錐形加熱)的方法，做到近似的等溫擠壓，也可大大提高擠壓速度和改善產品品質。
    隨著電腦和數字自動化編程技術在工業上應用的逐步深入發展，現代擠壓機也隨之更新換代，配備有FI控制的等速擠壓和TIPS控制的等溫擠壓。操作者只要選擇按鈕，依靠設備的自動化編程技術就可以獲得所需要的等速擠壓或等溫擠壓。
 
四、擠壓速度的選擇
    
    擠壓速度也是擠壓工藝中的一個重要參數。它對發揮擠壓機的生產效率和擠壓制品的品質都有很大的影響。擠壓速度有兩種表示方法：一種是以擠壓軸的行程速度μ表示(也即為主柱塞的前進速度)，單位為mm/s；另一種是以金屬從模孔中流出的速度v來表示，單位為m/min。通常擠壓速度v指的是金屬從模孔中流出的速度。
兩者關系為：

 υ=μλ mm/s         (3—4—3)  

公式(3—4—3)要變成單位為m/min的話，

    即         (3—4—4)  

式中μ——擠壓軸行程速度/mm·s-1； 
      λ——擠壓系數； 
      υ——擠壓速度/m·mm-1。
4．1擠壓速度的選擇原則    
    在保證擠壓制品尺寸合格、不產生擠壓裂紋、扭擰、波浪等缺陷的前提下，設備能力許可的條件下，盡量選用較大的擠壓速度。一般擠壓制品斷面外接圓越大、擠壓系數越大、擠壓筒直徑越大，應降低擠壓速度；制品形狀越復雜，精度要求越高，擠壓速度應越低。空心型材為保證焊合質量，擠壓速度應比實心型材低，多孔模擠壓應比單孔模擠壓速度低，未經均勻化的鑄錠比均勻化鑄錠的擠壓速度低。6063合金實心型材的擠壓速度一般在15～50m/min之間，最大可到100 m/min以上，空心型材一般在10～30 m/min之間。為保證擠壓制品的幾何尺寸，表面品質和力學性能，最好采用等速擠壓。
4．2擠壓速度的影響因素
    擠壓速度與合金的成分及本性有關。同一種合金，合金組元成分越高，擠壓速度越低。合金的塑性越好，擠壓速度越大。如l060，1A30，3A21等塑性合金很好的合金，擠壓速度可達100 m/min，塑性較差的2A12，7A04等合金擠壓速度不超過3 m/min。
    擠壓速度與擠壓溫度有關。一般擠壓溫度越高，擠壓速度越低。因為擠壓溫度較高時，快速擠壓會引起摩擦力增大，變形能增加，使變形區金屬溫度劇烈升高，變形區內金屬溫度容易超過其最高臨界溫度，進入熱脆狀態而開始形成裂紋。通常只有降低擠壓速度來克服這種現象。
    擠壓速度與型材制品斷面的復雜程度有關。型材斷面復雜時，過大的擠壓速度難以保證制品斷面每處流速一致，易使制品產生扭擰、彎曲、開口或收口等現象，因而要降低擠壓速度。一般對于復雜斷面、有較大的開口和壁厚差的，都要降低擠壓速度。形狀較復雜、壁厚不大的空心型材，為保證良好的焊合也需要降低擠壓速度。所以空心型材要比實心型材的擠壓速度低。
    鑄錠的狀態也是影響擠壓速度的因素。鑄錠均勻化可以提高擠壓速度。除此之外，擠壓速度與擠壓系數、擠壓方法、潤滑條件、模具溫度等因素都有關。
4．3快速擠壓
    1)快速擠壓的基本條件
    如前所述，6063合金的擠壓速度一般都在50 m/min以下。快速擠壓通常是指擠壓制品從模孔的流出速度在60 m/min以上的擠壓。由于擠壓速度大幅提高，應注意產品質量和操作安全。因此快速擠壓應具備一定的條件。
    (1)應有優質的經均勻化處理的鑄錠。即鑄錠的合金成分，組織應具有最佳的可擠壓性。
    (2)應有合理設計、精心加工的擠壓模具，確保用正確工藝加熱的鑄錠能順利通過擠壓模具形成合格的制品。并有模具的冷卻系統。
    (3)實現快速擠壓必須具備擠壓機有等速擠壓和等溫擠壓的控制系統，至少應有基本等溫擠壓的條件
    (4)應有牽引機，最好是雙向牽引機，保證擠壓制品流出模具后能沿著擠壓中心線的縱向平衡而快速地前進。現代歐洲如意大利對快速擠壓的后部設備采用雙長度導出臺和雙牽引機。如果冷床為45 m的話，導出臺為90 m，兩臺牽引機交替牽引。可以滿足快速擠壓的要求，同時又可以利用飛鋸在兩個制品的交接處切斷，使成品率有所提高。
    (5)為保證擠壓制品從模孔流出后不會因為操作失誤，快速流出的制品對人身傷害，要求出料冷卻臺進行封閉。
    (6)對于沒有等速擠壓和等溫擠壓的擠壓機，快速擠壓可能出現后端的型材壁厚減薄的現象。如果型材本身要求的壁厚較薄，則易發生后端型材壁厚減薄而不符合技術要求的現象。因此型材壁厚應在1.4 mm以上才比較適合快速擠壓。

2)實現快速擠壓的措施
快速擠壓不僅能充分發揮擠壓機的能力，而且可以大大提高生產效率，降低能耗。一般快速擠壓比普通擠壓的生產效率提高2～4倍．因此多年來許多擠壓加工技術人員都在考慮如何控制合金成分、組織、加工工藝，改善模具設計、制造等，形成最優化的加工系統，達到快速擠壓的目的。6063是主要的擠壓合金，日本不少學者、專家對6063合金的快速擠壓進行專題研究，已取得了不少經驗或成果。我國的工程技術人員對此也在進行研究。興發集團有限公司的技術研發中心也進行了嘗試，并積累了一些經驗。總的來說，實現快速擠壓應從以下幾個方面著手。
(1)適當調整合金成分。6063合金中的Mg₂Si含量在0.6%～l.4%之間。一般控制在0.8%～l.1%之間。為提高合金的可擠壓性，在保證合金的力學性能的前提下，控制Mg₂Si和Fe的含量，調整其Mg2Si含量在0.65%～0.85%之間。日本學者認為6063合金應控制Mg為0.5%，Si為0.4%，Fe為0.2%。其Al—Mg₂Si共晶溫度595℃。Al—Mg₂Si—Si的三元共晶溫度為555℃，Al-β(AlFeSi)-Si三元共晶溫度為578℃。型材溫度高于555℃，易產生裂紋。圖3—4—2為Mg和Si含量對變形的影響。從圖可知Mg在0．4%以下對變形抗力的影響比較明顯。用6063合金含0．5%Mg，0.4%Si和含0.45%Mg，0.43%Si進行比較，實踐證明：在擠壓速度為50 m/min的情況下，前者升溫110℃，后者升溫為90℃。而最大擠壓速度前者為120 m/min，后者為140 m/min。 

    (2)微量元素的控制 
    實驗證明6063合金中微量的Na對擠壓制品缺陷有明顯影響，特別是在快速擠壓情況下容易產生裂紋。圖3—4—3為6063合金，擠壓溫度為480℃，擠壓速度為40 m/min時不同Na含量對擠壓制品影響。Na含量應控制在(1～2)×10^-6以下，Na含量在7×10^-6以上會明顯增加快速擠壓時的缺陷。

圖3—4—3 6063合金中Na對擠壓制品缺陷的影響

    (3)鑄錠均勻化組織的控制 
鑄錠均勻化盡可能減少或消除由于鑄造組織冷卻快造成的枝晶偏析，使化合物Mg₂Si的分散狀態最佳化。
    實驗證明：鑄錠均勻化在585℃保溫2 h使Mg₂Si基本上溶解可以消除枝晶偏析。要使Mg₂Si析出呈最佳的分布狀態，均勻化加熱保溫后的冷卻速度十分重要。鑄錠在565℃保溫6 h，快速冷卻至220℃停留半小時再快速冷卻，如圖3—4—4所示。使鑄錠有充分的過飽和固溶度，并有少量Mg₂Si彌散析出，可以提高合金的可擠壓性。
    鑄錠均勻化加熱保溫后的冷卻速度與擠壓速度的關系見表3—4—7(表中均勻化制度為550℃×4h)。  

 

圖3—4—4鑄錠均勻化加熱冷卻曲線

表3—4—7鑄錠均勻化冷卻速度與擠壓速度關系表

注：0——表示可以達到的擠壓速度；△——難以達到該擠壓速度；X——不能達到該擠壓速度。

當鑄錠均勻化的冷卻速度小于100℃/h時，由于緩慢冷速會使粗大的化合物析出，嚴重影響合金的可擠壓性，無法提高合金的擠壓速度。
    (4)適當降低擠壓溫度，對鑄錠進行梯度加熱可以提高擠壓速度。擠壓溫度控制在470～490℃，鑄錠溫度保持前端(靠模具一端)高、后端低，形成前后相差l0～50℃的溫度梯度。由于擠壓時會產生溫升，可以平衡鑄錠的溫度差，實現近似的等溫擠壓。現代先進的擠壓機通過TIPS控制可以實現等溫擠壓，為快速擠壓提供了有利的條件。但目前絕大多數擠壓機做不到等溫擠壓，只能依靠梯度加熱的辦法來改善擠壓過程中的溫度變化，實現基本恒溫擠壓，提高擠壓速度，改善擠壓制品的組織和性能。
    (5)實現快速擠壓，模具是十分重要的因素。除了要保證模具的材質外，還必須保證模具在快速擠壓條件下溫度不會持續升高，因此必須采取措施對模具進行冷卻，如對模具用水或氮氣進行冷卻。同時還要改進模具的設計，如合理的模孔排列、分流比，選擇最佳的分流孔，焊合室形狀與尺寸，調整模孔工作帶長度等，盡可能降低擠壓力和減少擠壓的摩擦力，有利于提高擠壓速度。

五、擠壓制品的冷卻

    許多熱處理強化鋁合金擠壓制品的冷卻速度可以不必考慮，因為它們在擠壓過程中不能實行在線淬火，需要在專用淬火爐中重新加熱淬火和時效，才能獲得較高的力學性能。而A1—Mg—Si系的鋁合金如6063，6063A和6005A合金，熱擠壓后較低的冷卻速度即可阻止合金強化相Mg₂Si的析出，相當于淬火。如Mg₂Si含量為0.5%的6063合金，從454℃冷卻到204℃的臨界冷卻溫度范圍內，最小冷速度為38℃/min即可獲得淬火效果。表3—4—8列出了不同Mg₂Si含量時的最小冷卻速度參考值。

表3-4-8 6063合金不同M9：Si含量的最小冷卻速度表

 

    由表3—4—8可知：6063合金擠壓后的冷卻速度只要大于65℃/min，即可獲得淬火效果(稱風冷淬火也稱在線淬火)。實際上6063合金中Mg2Si含量大多在0.8%～l.1%之間，風冷的速度大于55℃就可獲得淬火效應。
    由于鋁合金的熱容量較大，要使冷卻速度大于上述數值，需要在擠壓機的出料臺上方安裝4～12臺冷卻風機，以與地面垂直成30～60°角順著擠壓方向對著擠壓制品吹風。由于擠壓速度較快，型材很快就通過出料臺，因此還要在出料臺或冷床底下安裝l0～30臺小型風扇進行補充冷卻。以促使擠壓制品迅速冷卻，在拉伸矯直前使制品冷卻到60℃以下，從而獲得較好的淬火效果。
    由于合金不同、要求的狀態不同、制品的大小、壁厚不同，要求的冷卻速度也不同。因此，在出料臺上方除安裝一定的冷卻風機外，還應安裝噴霧或噴水裝置，以調整擠壓制品流出后不同的冷卻速度，滿足不同合金、不同狀態對制品組織性能的要求。
 
六、擠壓制品的矯直

6．1  出模后的矯正
    型材在擠出模孔后，為校正扭擰、彎曲、波浪，讓高溫下有很高塑性的鋁型材及時得到矯正，往往要緊靠模子出料口設置導路。導路的大小、形狀應根據制品斷面大小、形狀而定，一般都是與制品形狀相似。有的不用導路可以用石墨條在出料口附近將型材強迫導向一定的方向、角度前進，使其型材在熱狀態下得到初步矯直。
    近年來型材出模孔后，一般多采用牽引機來牽引型材實現出模后的矯正。牽引機多為直線馬達式，它實際上是一種單位面積上拉伸力很小的拉伸矯直機。工作時給擠壓制品一定張力的同時，與其制品的流出速度保持同步移動。可以防止型材出模后產生扭擰、彎曲、波浪等缺陷。同時對于多孔制品可以防止產生長短不一的現象。牽引機是由牽引頭、裝有直線電動機的驅動裝置和運動軌道所組成。牽引機的牽引力應與擠壓機能力大小相匹配。一般牽引力從200 N到8000 N之間，對于重型擠壓機(大于l00 MN擠壓機)牽引力可超過l0000 N，每種牽引機的牽引力又分為若干檔次，根據型材斷面大小進行選擇。
6．2拉伸矯直
    拉伸矯直是使鋁型材在張力作用下產生輕微塑性變形而實現矯直。因此，最小拉伸力P必須符合P>P1的要求。

                 P_lσ_0.2F              (3-4-5)

式中 P₁——型材實現矯直所需的最小拉伸力，通常用kN表示； 
σ_0.2——型材的屈服強度/MPa；
F——型材的斷面積/mm²。
考慮材料力學性能不均勻性的安全系數K

則  P=KP₁Kσ_0.2F  

式中K——安全系數，一般為1.1～1.3。
伸長率δ：拉伸變形指數用伸長率δ表示，δ的大小可用下式計算。

 

式中 L₀——拉伸前制品長度； 
L_u——拉伸后制品長度。 
由上式可以定義伸長率δ為拉伸后與拉伸前之長度差和拉伸前長度之比的百分率。 
拉伸矯直對型材尺寸、表面及力學性能的影響： 

1)拉伸矯直對型材尺寸的影響 
根據金屬體積不變原理，為便于計算假設制品斷面積為正方形，拉伸前后體積可用如下方程式： 

即 L₀a₀²L_ua_u²

式中 a₀、a_u——拉伸前后斷面的邊長，從上式可以計算出拉伸后邊長a_u。 

 

上式中因為，所以，即可知拉伸后斷面變長變小了。另外擠壓時從熱狀態變成冷狀態，根據熱脹冷縮原理，制品斷面尺寸也會輕微變小。因此為保證擠壓制品在拉伸后尺寸在允許公差范圍內，必須在拉伸前的擠壓型材有一個合理的允許公差(稱為擠壓偏差)。
    除此外拉伸時還會引起斷面的幾何尺寸發生改變，如型材的開口部分產生張口或收口的現象。為克服這些毛病，必須注意控制拉伸率，選擇適當的夾持方向，以及采用添加矯直墊塊的方法解決。
    2)拉伸矯直對型材表面及力學性能的影響
    當拉伸時采用過大的伸長率后，會使型材表面產生桔皮狀現象，俗稱“桔皮”缺陷，影響型材表面的光亮度和后部表面處理品質。
    適當的拉伸變形，可以加速時效過程，使制品的強度略有提高。過大的拉伸量除產生“桔皮”外，還會改變斷面尺寸，以及容易引起過時效，反而會使制品強度降低。對于6063合金而言，伸長率δ控制在0.5%～2%之間。一般0.5%就夠了，最大不能超過3%。

七、成品鋸切

    鋸切工序最重要的是兩點：①注意安全，因鋁合金是非磁性物質，鋁屑一旦飛進眼睛很難搞出來。所以鋸切時要十分小心。②注意定尺長度，一旦定尺搞錯，前功盡棄，制品要報廢或作其他處理，損失很大。定尺長度應根據合同確定，公稱長度小于6 m時，允許偏差為+15 mm，一般控制在5～10 mm。大于6 m時，由供需雙方商定。以倍尺交貨的型材，總長度允許偏差+20 mm，鋸切時鋸片與型材要垂直，型材端頭切斜度不應超過2°，型材切頭尾長度見表3—4—9。 

   表3—4—9鋁合金擠壓制品切頭、尾長度

制品種類	型材壁厚或棒材直徑/mm	前端切去最小長度/mm	尾部切去最小長度/mm
硬合金	軟合金
型材	≤4.0 4.1～10.0 >10	200 250 300	500 600 800	500 600 800
棒材	≤26 27～38 39～110 111～250	100 100 150 220	900 800 700 600	1000 900 800 700

 

 

 

   









不同定尺型材或不同壁厚的型材在裝入同一料框時，應定尺長的、壁厚大的放底層，定尺短的、壁厚薄的放上層。每層放滿后應放墊條隔開，兩頭和中間應均勻放置。