谁知道什么是铝合金挤压技术

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

114A铝合金具有良好的挤压特性，特别适合于挤压加工，可以通过多种挤压工艺和多种模具结构进行。

铝合金因为强度高、质量轻、耐腐蚀性好、易加工而广泛运用于产品的外壳上。

1.前言

6082铝合金属于Al - Mg - Si系热处理可强化的铝合金，具有中等强度和良好的焊接性能和耐腐蚀性，主要被用于交通运输和结构工程上，如桥梁、起重机、屋顶构架、交通车和运输船等。

本文对6082铝合金应用于挤压型材生产进行了试验研究，以确定合适的熔铸和挤压工艺制度。

2.熔铸工艺

2.1化学成分

GB/T3190 -1996中6082铝合金化学成分见表1。

6082铝合金成分具有两个主要特点：第一，含有适量的Mn和Cr；第二，Mg、Si含量相对较高。其中，Mn、Cr等合金元素可阻碍挤压时和挤压后发生再结晶或再结晶晶粒长大，细化晶粒。但（Mn + Cr) 总量过高可能形成分别含Mn、Cr的粗大第二相，削弱Mg 2 Si相的沉淀强化效果，抵消其阻碍再结晶和细化晶粒的作用。同时，Mn、Cr元素会增大6082铝合金的淬火敏感性。且易在α(Al)相中产生严重的晶内偏析，造成挤压制品粗晶组织，降低型材氧化着色效果。对于Mg、Si成分，6082铝合金在Mg 2 Si强化的同时，通过增加适量过剩Si来促进强化。

因此，重点对Mn的含量进行试验确定：以Mn含量为0.6% ~0.65%及0.9% ~0.95%进行对比。发现Mn含量偏上限时，制品尾部粗晶组织较多，且力学性能偏低，所以对比确定Mn含量的优化范围为0. 6% ~0.65%。Cr的含量宜控制在0.15%以下，（Mn + Cr)总量控制在0.70% ~0.80%范围内。Mg 2 Si含量宜控制在1.5% ~ 1.6%，过剩Si含量控制在0.3%左右。

6082铝合金的实际成分控制范围见表2。

2.3工艺控制

由于6082铝合金最大的特点是含难熔金属Mn，Mn的适量存在易引起晶内偏析及固液区塑性降低，导致抗裂能力不足，故熔铸工艺主要需注意三点：第一，熔炼应注意控制温度在740 760℃间并搅拌均匀，保证金属完全熔化、温度准确、成分均匀。第二，铸造应考虑金属Mn增大了合金的粘度，使其流动性下降，影响了合金铸造性能。铸造速度要适当降低，控制在80 100mm/min范围内。第三，加大冷却强度，加快冷却速度，以利于消除晶内偏析现象。控制一次冷却强度，加大二次冷却强度以减少铸造时产生的应力集中，避免产生铸锭裂纹缺陷。冷却水压应控制在0. 1 ~0.3MPa范围内。

3.均匀化退火

6082铝合金变形抗力大，力学性能指标偏高。通过均匀化处理工艺改善合金组织，达到三个主要效果：充分固溶解Mg 2 Si相；消除晶内偏析；β(Al 9 Fe 2 Si 2 )相向α(Al 12 Fe 3 Si 2 )相转变，并细化含铁相粒子。

由于合金中Mn的存在可降低转变温度、缩短转变时间，且为保持合金挤压性能和挤压效应，采用中温均化工艺，即均匀化温度555 ~565℃；保温时间6h；冷却速度≥200℃/h。

4.挤压工艺

4.1铸锭加热方式

铸锭加热采用工频感应加热，这种加热方式的特点是加热时间短，在3min内即可达到500℃左右；温度控制准确，误差不超过±3℃。如果用电阻炉缓慢加热，将会导致Mg 2 Si相析出，影响强化效果。

4.2挤压

综合考虑6082铝合金的主要特点，结合实践生产制订挤压工艺如下：

(1)、6082合金变形抗力大，所以铸锭加热温度应偏上限（480 ~500℃）。

(2)、模具温度取460℃为宜，挤压筒温度为440 ~500℃。

(3)、挤压速度控制在7~11m/min的范围内；

(4)、要使合金主要强化相Mg 2 Si完全固溶，须保证淬火温度在500℃以上，因此型材挤压出口温度应控制在500 ~530℃范围内；

(5)、6082合金淬火敏感性高，要求淬火冷却强度大、冷却速度快，制品出前梁后必须立即进行在线淬火。对于壁厚2.5mm以下的型材可考虑用强风冷却淬火；壁厚2.5mm以上的型材必须用水雾淬火处理，须使温度迅速降到50℃以下。

(6)、6082铝合金型材拉伸矫直，应将拉伸率控制在1.0% ~2.0%范围内。挤压工艺参数见表3。

5.时效制度

时效是型材达到规定力学性能的最后一个环节，合理的时效制度既要保证产品的性能，又要考虑生产效率及生产成本。结合试验研究，6082型材最佳时效制度定为：时效温度170 ~ 180℃，保温时间8h，时效前型材的停放时间不超过8h。

6.结论

根据6082铝合金型材的特点和性能要求，上述工艺是比较合理的。在熔铸工艺中，6082铝合金成分控制重点在于Mn和Cr含量范围。Mn含量优化控制范围为0.6%~0. 65%，Cr的含量宜控制在0. 15% 以下，（Mn + Cr)总量控制在0.70% ~0.80% 范围内。Mg 2 Si含量宜控制在1.5% ~ 1.6%，过剩 Si含量控制在0.3%左右。在挤压工艺中，挤压出口温度和淬火效果控制则是保证产品性能的关键，应保证淬火温度在500℃以上，型材挤压出口温度应控制在500 ~530℃，淬火力求强度大、速度快。

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。

1.偏析是在铸棒表面凝结的易熔析出物，也称偏析瘤，是易熔组成物渗出后凝结在铸棒表面而成的，在挤压生产中，聚集在模具金属流动的死区，被挤出或被流动的型材拉出，形成“毛刺”或“震痕”。

2.疏松是在晶界及枝晶网络出现的宏观和微观的分散性缩孔，在枝晶间呈三角形孔洞，断口组织不致密，可能往往伴有气孔、夹渣等，在挤压生产中很难与金属焊合，从而以形成粘铝现象。

3.夹渣是混入铸棒的熔渣、氧化皮或其他杂质，也叫夹杂。凹陷于基体，将破坏铸棒的连续性。在铝型材挤压过程中，夹渣通过模具的工作带时，粘附在入口端，形成粘铝。 4.晶粒粗大是当熔体金属过热或铸造温度过高时。在铸棒中易出现的粗大晶粒组织，并伴有晶间裂纹，使金属不连续，在挤压生产中，也易产生粘铝问题.

“毛刺”和“震痕”是在挤压铝型材生产中常见的缺陷。“毛刺”不直观，不仔细观察或手摸较难发现；“震痕”是颗粒相对集中型材表面的表现。其危害是：在氧化电泳、喷涂型材的生产过程中，很难去除掉，影响型材的表面美观，造成废品。一般厂家对表面处理为喷粉（漆）型材全部经喷砂处理后，再进行喷粉（漆），效果较好但氧化光面电泳料处理起来就很棘手，给挤压工序造成极大的困扰，因此，要在实践生产中不断地观察分析、总结，采取相应措施，以减少或杜绝这种缺陷的出现很重要。

在挤压6082铝合金型材时需要把握好这两大点：1、铝合金铸棒的加热方式 2、铝型材的挤压方式。接下来我们来进一步了解这两大点中，所需要注意的具体事项。

铝合金铸棒的加热方式

a、加热时间短，在3分钟内即可达到500℃左右

b、挤压温度控制准确，误差不超过±3℃。

如果用电阻炉缓慢加热，将会导致Mg2Si相析出，影响强化效果。

2、铝型材挤压方式

a、6082合金变形抗力大，所以铸棒温度应偏上限(480-500℃)

b、铝挤压模具温度也应偏高

c、为防止缩尾或气泡、氧化皮、杂质卷入，压余应留长一些

d、要使合金主要强化相Mg2Si完全固溶，须保证淬火温度在500℃以上，固此型材挤压出口温度应控制在500-530℃