铝合金是怎样成型的?
铝合金型材生产包括熔铸、挤压和氧化三个过程。 1.熔铸是铝材生产的首道工序。
主要过程为:
(1)配料:根据需要生产的具体合金牌号,计算出各种合金成分的添加量,合理搭配各种原材料。
(2)熔炼:将配好的原材料按工艺要求加入熔炼炉内熔化,并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去。
(3)铸造:熔炼好的铝液在一定的铸造工艺条件下,通过深井铸造系统,冷却铸造成各种规格的圆铸棒。
2、挤压:挤压是型材成形的手段。先根据型材产品断面设计、制造出模具,利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形。常用的牌号6063合金,在挤压时还用一个风冷淬火过程及其后的人工时效过程,以完成热处理强化。不同牌号的可热处理强化合金,其热处理制度不同。
3、氧化:挤压好的铝合金型材,其表面耐蚀性不强,须通过阳极氧化进行表面处理以增加铝材的抗蚀性、耐磨性及外表的美观度。
其主要过程为:
(1)表面预处理:用化学或物理的方法对型材表面进行清洗,裸露出纯净的基体,以利于获得完整、致密的人工氧化膜。还可以通过机械手段获得镜面或无光(亚光)表面。
(2)阳极氧化:经表面预处理的型材,在一定的工艺条件下,基体表面发生阳极氧化,生成一层致密、多孔、强吸附力的AL203膜层。
(3)封孔:将阳极氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封闭,使氧化膜防污染、抗蚀和耐磨性能增强。氧化膜是无色透明的,利用封孔前氧化膜的强吸附性,在膜孔内吸附沉积一些金属盐,可使型材外表显现本色(银白色)以外的许多颜色,如:黑色、古铜色、金黄色及不锈钢色等。
铝型材挤压加工在技术上的基本特性有:在变形的同时也可以使材料接合,可以使脆性材料进行变形以及通过一道工序可以成形得到与模具出口形状相同的断面形状。经济上的优点有:可以通过一道工序进行大变形量加工,工具承受很大压力以及可以使的包履的毛坯变形。
铝型材挤压加工的技术特性有:1.可以挤压接合金属粉末,碎屑以及其他金属;2.使用分流组合模可以成形薄壁空心不对称的制品;3.可以对塑性很低的铝合金材料进行加工成型;4.可以形成复杂的不规则的截面和制品;5.可以加工外层包履有防止氧化和表面裂纹的包履材的毛坯。
铝型材挤压加工也存在其经济上的缺点,比如:容易引起模具破损,晶粒长大和表面裂纹,在正挤压的时候由于摩擦使得压力增大,能耗增加,以及要增加材料装卸等工序,生产速度低,效率低,温度不稳定导致品质不均匀以及挤压力要达到几千吨需要大功率挤压机等等。
铝合金挤出成型是挤压铝型材工艺,俗称“拉铝”“铝挤出”。其工艺特点是通过加温炉把铝棒加温到480度左右,然后模具同时加温到480度。再通过机械压力把加温后的铝棒通过提前装好的模具挤压成型。
铝合金挤出成型
其主要步骤有三:
先做好模具,这种挤压模具大多数工时在7~15天左右,尺寸越大费时越长,其复杂程度也是成正比。
2.铝棒与模具同时加温到480度左右,将模具置入挤压机模座,放入挤压垫操作挤压机对原材料进行挤压。
3.型材挤出后送入冷床调直、裁剪至大致尺寸。然后送入时效炉进行人工加硬,加硬后的铝型材,再进行下一步工序进行后加工(精切、CNC、表面处理等)。
铝合金挤出成型
(1)析出硬化:热处理铝合金为2XXX,6XXX及7XXX,(XXX代表系列型号),其利用淬火处理及时效处理使材料内部结构发生一种相变化,产生细致析出物,藉此种析出物,强化材料。这种现象叫析出硬化或时效硬化。
(2)固溶处理:非热处理合金则无析出硬化现象(但也会有析出物),故其强化作用通常借助一般的方法,如固溶体强化,晶粒细化强化。
铝合金析出硬化热处理程序:
实用的析出硬化热处理程序必须包括下列三个基本步骤:
固溶热处理(solution treatment)→淬火(quench)→时效处理(aging treatment)
固溶处理系指将材料生温至固溶体单相区一段时间,以便让溶质全部溶入基地而成单一α相;淬火系指将固溶处理后的材料迅速冷却以得饱和固溶体。时效处理则将此过饱和固溶体放置在恒温,使其逐渐析出析出物而造成性质上的变化。此恒温若为室温则称为自然时效(natural aging),若在叫高温炉中进行则称之为人工时效(artificial aging)。
铝合金的过时效处理
一般而言,初时效硬度上升是由于析出物逐渐析出,体积比逐渐增加,析出物间距越小所致;到了最高时效时,此时析出物呈现最佳的分布状态,亦即对差排的阻力最大;过时效的形成是由于析出物的粗化,造成析出物半径增大,个数减少,间距加大,根据前述之强化机构,可知粗化降低对差排的阻力,并使硬度下降。
铝合金型材挤压成型具有很多特点,主要是表现在挤压成型的过程中所发生的的应力应变状态,金属流动行为,产品的综合素质、生产的多样性和灵活性以及生产效率与成本等一些方面。
铝型材挤压加工的技术特性有:
可以挤压接合金属粉末,碎屑以及其他金属;2.使用分流组合模可以成形薄壁空心不对称的制品;3.可以对塑性很低的铝合金材料进行加工成型;4.可以形成复杂的不规则的截面和制品;5.可以加工外层包履有防止氧化和表面裂纹的包履材的毛坯。
工业铝合金型材的加工过程主要包括成形加工和表面加工。目前国内南京鸿发在铝型材加工方面是做得比较成熟的厂家。
1. 成形加工
铝合金的加工成形的方法大致有两种:挤压法、轧制法。
挤压是工业铝型材一种最常用的成形方式,先根据型材截面制作铝型材模具,利用挤压机把加热到临界点的圆铸棒从模具中挤出成形。就比如6063铝合金,在挤压过程中还有一种风冷淬火过程及其后的人工时效处理,以完成铝型材的热处理强化,不同的铝合金的热处理方式是不一样的。
2、在6XXX系铝合金方面,美国研制了6009和6010车身铝合金板。挪威海德鲁铝业公司在2018年开发了HHS360合金,抗拉强度比6082合金提高了10.8%,达到360N/mm2,伸长率达到10%。之后,该公司又在此基础上开发了HHS400合金,抗压强度达到400N/mm2,屈服强度≥370N/mm2,伸长率为8%,主要应用于汽车制造。美国的肯联铝业公司开发了HSA6系列合金,其中HSA6-T6合金挤压型材的最低屈服强度为3现已形成了一定程度的专利霸权。
1. 配料增加产品硬度。我们知道工业铝型材是一种铝合金型材,有铝镁硅合金,有铝锌合金等等。这样能增加铝型材的硬度和承受力。
2. 熔炼出杂质。铝的纯度越高,性能越好。所以通过熔炼炉来除杂质,来增加铝型材的性能。
3. 铸造成型。 大家有见过古代打铁工艺吗?工业铝型材的铸造成型就和这个差不多
4. 挤压成型。每个规格的铝型材有对应的生产模具,将铝料放入模具中,通过挤压形成您需要的铝型材。
5. 氧化加工。工业铝型材表面进行银白氧化处理,高雅美观并抗腐蚀。
以上就是工业铝型材在最终成型的过程中多需要经历的每一个步骤中所用到的工艺技术。因此,在选择铝型材的时候一定要进行铝型材厂家实力考察