普通型材、棒材、壁板型材一般都可以用正向挤压机和反向挤压机生产。阶段变断面铝型材和逐断变断面型材只用正向挤压机生产。铝合金线材主要用正向挤压机进行多孔挤压线坯,然后进行多模(配模)拉伸,经过退火再拉伸成铝合金线材。各种挤压方法在生产铝及铝合金管、棒、型、线材的应用见表3-3-1
表3—3—1各种挤压方法在管、棒、型、线材生产中的应用情况表
挤压方法 |
制品种类 |
所需设备特点 |
对挤压工具要求 |
正挤压法 |
棒材、线毛料 |
普通型、棒挤压机 |
普通挤压工具 |
普通型材 |
普通型、棒挤压机 |
普通挤压工具 |
|
管材、空心型材 |
普通型、棒挤压机 |
舌形模组合模或随动针 |
|
带有穿孔系统的管、棒挤压机 |
固定针 |
||
阶段变断面型材 |
普通型、棒挤压机 |
专用工具 |
|
逐渐变断面型材 |
普通型、棒挤压机 |
专用工具 |
|
壁板型材 |
普通型、棒挤压机 |
专用工具 |
|
带有穿孔系统的管、棒挤压机 |
专用工具 |
||
反挤压法 |
管材 |
带有长行程挤压筒的型、棒挤压机 |
专用工具 |
棒材 |
带有长行程挤压筒,有穿孔系统的管、棒挤压机 |
专用工具 |
|
普通型材、壁板型材 |
专用反挤压机 |
专用工具 |
|
正反向联合挤压法 |
管材 |
带有穿孔系统的管、棒挤压机 |
专用工具 |
Confrom连续挤压 |
小型型材和管材 |
Confrom挤压机 |
专用工具 |
冷挤压 |
高精度管材 |
冷挤压机 |
专用工具 |
1.2铝合金管材的生产方法
1)生产方法:
由于用挤压法生产铝及铝合金管材和管毛料具有许多优点:生产周期短,效率高,品种规格范围广等。固此生产铝及铝合金管材应用最广泛的方法还是挤压法,并配合其他冷加工方法可以生产多种品种、规格管材。详见表3-3-2。
2)工艺特点:
(1)用于生产管材的铝合金种类很多,按其强度特性和加工性能的不同,一般可分为纯 铝、软铝合金和硬铝合金三大类。纯铝和软合金管材加工容易,道次加工量大,而且表面品质也较好。硬铝合金管材加工较困难,每道次的冷、热加工量不宜过大,需要较大的设备能力,表面易出现各种缺陷。因此操作技术要求较高、工序较多、生产周期较长、成品率较低、工模具损耗较大、成本较高。
(2)各种用途的铝合金管材,对内、外表面品质都有较高的要求,由于铝合金本身的硬度不高,在生产过程中极易磕、碰、擦伤和划道,因此,各道工序均应轻放,保护表面。
(3)铝及铝合金管材在冷、热加工中发粘,易粘附在工具上形成各种表面缺陷,在加工中应进行良好的工艺润滑。工模具的表面光洁度和表面硬度都要求较高。
(4)除纯铝可不控制挤压速度外,其他合金都有各自合适的挤压速度范围。因此应选择速度可调的挤压机,同时要严控挤压过程的温度、速度规范,以免产生裂纹。
(5)纯铝和许多铝合金在高温、高压、高真空条件下都易焊合在一起,因而给生产管材创造了有利的条件。平面组合模和舌型模挤压就是利用该特性来生产管材的。这不仅扩大了管材的品种和用途,而且可利用普通型棒材挤压机和实心铸锭来挤压断面十分复杂的管材和多孔管材。
(6)在穿孔和挤压过程中,挤压筒和挤压针表面都有一层完整的金属,形成均匀的铝套。操作过程中应使这层铝套保持干净和完整,否则会恶化管材的内外表面品质。
(7)为保证管材的尺寸精度,减少偏心,防止断针和损坏其他元件,应尽量保证设备和工具的对中性。
(8)适当的工艺条件下,可采用穿孔挤压、无润滑挤压等方法,来生产高内表面品质的管材。
表3-3-2铝及铝合金挤压管材的主要生产方法
主要加工方法 |
适用范围 |
主要优缺点 |
热挤压法 (包括穿孔挤压) |
厚壁管、复杂断面管、异形管、变断面 管、钻探管 |
1.生产周期短、效率高、成品率高、所需设备少,成本较低。 2.品种规格范围广,可生产复杂断面的异形管和变断面管 3.管材的尺寸精度和内外表面较差 4.可生产各种合金的阶段变断面和逐渐变断面管材 |
热挤压-拉伸法 |
直径较大且壁厚较厚的薄壁管 |
1.与冷轧法相比,设备投资少,成品率高,成本低 2.可生产所有规格薄壁管 3.生产壁厚较厚的铝合金管时,生产效率比冷轧法高 4.生产硬合金和小直径薄壁管时,效率低,生产周期长 5.机械化程度差,劳动强度大,适用于小工厂 |
续表3-3-2
主要加工方法 |
适用范围 |
主要优缺点 |
热挤压一冷轧一减径拉伸热挤压一冷轧一盘管拉伸 |
中、小直径薄壁管和长管 |
1.能生产所有规格的薄壁管 2.冷变形量大,生产周期短 3.机械化程度高,与热挤压配合,适于大、中型工厂 4.设备多且复杂、投资大 5.盘管拉伸法可生产中、小直径任意长度薄壁管,生产效率高 |
热挤压空心锭横向旋压法旋压拉伸法 |
特大直径薄壁管中小型异形管变断面管如旗杆管 |
1.设备简单 2.能生产较大直径薄壁管 3.生产效率低、产品质量不稳定,不适于大批生产普通管 4.旋拉法适于生产软合金大、中、小异形管和逐渐变断面管,专用 设备生产效率高 |
连续挤压法 (Conform和Cas- fex连续挤压法) |
小直径薄壁长管软合金异形管 |
1.设备简单、投资少 2.工艺简单,周期短,效率高,成品率高,成本低 3.无残料挤压,不需要加热设备,能耗低 4.可生产无限长的小直径薄壁管 5.自动化程度高,可实现全自动连续生产 6.不能生产大规格异形管和硬合金管 |
冷挤压法 |
中小直径薄壁管 |
1.设备少,效率高 2.生产周期短,成品率高 3.生产硬合金有困难,需要大冷挤压机 4.工具寿命短,损耗大,设计与制造困难 5.产品精度和表面品质高,但品种规格有限 |