一种方管铝合金型材的等温挤压加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属材料挤压加工领域，尤其涉及一种方管铝合金型材的等温挤压加 工方法。
【背景技术】
[0002] 铝合金型材因其自身的优势，在家电、建筑、交通、航空等各个领域均有广泛的应 用。挤压成型铝合金型材无切削加工，具有省料、节能、工件性能高等优点，使得挤压成型成 为铝合金型材的一种无可替代的生产工艺。然而，挤压过程中模具出口温度的差异严重影 响着型材的尺寸精度、组织及性能，甚至造成开裂和扭曲现象。近几年快速发展的等温挤压 工艺能有效保持模孔变形区金属温度始终恒定，使铝合金型材组织的均匀性，力学性能的 一致性以及尺寸精度都得到了保证。
[0003] 等温挤压是指在整个挤压工艺过程当中，挤压出模口附近变形区金属的温度一直 保持恒定或者是基本恒定（一般允许相差±10°c )，尽量确保金属的变形阻力和金属的流 动性的均一，进而保持模具模口的压力不变或者基本不变，以此获得较高的挤压速度，同时 也提高挤压产品的尺寸、形状、组织性能沿断面方向和长度方向的均匀性。等温挤压不仅能 提高生产效率，还能满足铝合金型材整体具备高比强、高比模和高韧性的力学性能，避免型 材出现扭曲，裂纹等严重的现象。
[0004] 因此，研宄和应用铝合金型材等温挤压加工的新技术、新工艺对推动挤压铝合金 型材的生产技术水平，提高挤压铝合金型材加工的经济效益具有重要的现实意义。其中，变 速挤压是实现等温挤压工艺的措施之一，但如何控制挤压过程中挤压杆的移动速度，使得 方管铝合金型材的力学性能更好是目前急需解决的问题。
【发明内容】
[0005] 针对上述技术问题，本发明设计开发了一种方管铝合金型材的等温挤压加工方 法，目的在于确保方管铝合金型材出口温度维持在一定的范围内，从而保证型材沿挤压方 向上组织和性能的均一性，提高型材的硬度、强度和塑性的稳定性。
[0006] 本发明提供的技术方案为：
[0007] 一种方管铝合金型材的等温挤压加工方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤一、根据要加工的方管铝合金型材的规格，选择挤压设备，计算挤压坯料的尺 寸；
[0009] 步骤二、根据要加工的方管铝合金型材的挤压生产经验和资料数据，确定挤压坯 料的加热温度、挤压模具的温度、挤压垫的温度和挤压筒的温度；
[0010] 步骤三、在挤压设备的控制系统中设置挤压杆的分段变速模型，将150mm的总挤 压行程分为5段，分别为挤压行程为0~40mm时，挤压速度为15mm/s，挤压行程为40~ 50mm时，挤压速度为10mm/s，挤压行程为50~90mm时，挤压速度为12mm/s，挤压行程为 90~IOOmm时，挤压速度为8mm/s，挤压行程为100~150mm时，挤压速度为10mm/s ;
[0011] 步骤四、按照上述步骤确定的各个参数进行方管铝合金型材的等温挤压生产。
[0012] 通过在方管铝合金型材的挤压过程中分段控制挤压速度，使得型材在出模口的温 差较小，符合等温挤压的工艺要求，保证了型材前后端组织细致，分布均匀，硬度、强度和塑 性均较稳定。
[0013] 优选的是，所述的方管铝合金型材的等温挤压加工方法中，所述步骤一中挤压坯 料的直径为190~210mm，长度为240~260mm。
[0014] 优选的是，所述的方管铝合金型材的等温挤压加工方法中，所述步骤一中挤压坯 料的直径为200mm，长度为250mm。
[0015] 优选的是，所述的方管铝合金型材的等温挤压加工方法中，所述步骤二中挤压坯 料的加热温度为435~445°C、挤压模具的温度为425~435°C、挤压垫的温度为415~ 425°C和挤压筒的温度为405~415°C。
[0016] 优选的是，所述的方管铝合金型材的等温挤压加工方法中，所述步骤二中挤压坯 料的加热温度为440°C、挤压模具的温度为430°C、挤压垫的温度为420°C和挤压筒的温度 为 410。。。
[0017] 优选的是，所述的方管铝合金型材的等温挤压加工方法中，在距离所述挤压设备 的模具口 I. 5m处设置有红外测温仪，所述红外测温仪对挤压成型的方管铝合金型材的温 度进行测试，若测试温度在预定的温度范围内，则继续进行等温挤压生产，否则需要对挤压 设备进行检修，以防止由于设备故障影响型材最终的力学性能。
[0018] 优选的是，所述的方管铝合金型材的等温挤压加工方法中，所述预定的温度范围 为 474 ~484 °C。
[0019] 本发明所述的方管铝合金型材的等温挤压加工方法中，通过在方管铝合金型材的 挤压过程中分段控制挤压速度，挤压速度快慢交替，使得型材在出模口的温差较小，符合等 温挤压的工艺要求，保证了型材沿挤压方向上组织和性能的均一性，型材前后端组织细致， 分布均匀，硬度、强度和塑性均较稳定。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明所述的方管铝合金型材的示意图；
[0021] 图2是挤压过程中挤压杆的分段变速模型的示意图；
[0022] 图3是挤压过程中型材的出模口的温度变化示意图；
[0023] 图4是方管铝合金型材的前后端的显微组织示意图，左图为前端的示意图，右图 为后端的不意图；
[0024] 图5是方管铝合金型材的前后端的硬度分布示意图，带有方形标识的曲线为前端 的示意图，带有圆形标识的曲线为后端的示意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。
[0026] 如图1-3所示，本发明提供一种方管铝合金型材的等温挤压加工方法，包括以下 步骤：
[0027] 步骤一、根据要加工的方管铝合金型材的规格，选择挤压设备，计算挤压坯料的尺 寸，挤压还料的直径为190~210mm，长度为240~260mm。
[0028] 步骤二、根据要加工的方管铝合金型材的挤压生产经验和资料数据，确定挤压坯 料的加热温度、挤压模具的温度、挤压垫的温度和挤压筒的温度，挤压坯料的加热温度为 435~445 °C、挤压模具的温度为425~435 °C、挤压垫的温度为415~425 °C和挤压筒的温 度为405~415°C。
[0029] 步骤三、在挤压设备的控制系统中设置挤压杆的分段变速模型，将150mm的总挤 压行程分为5段，分别为挤压行程为0~40mm时，挤压速度为15mm/s，挤压行程为40~ 50mm时，挤压速度为10mm/s，挤压行程为50~90mm时，挤压速度为12mm/s，挤压行程为 90~IOOmm时，挤压速度为8mm/s，挤压行程为100~150mm时，挤压速度为10mm/s 〇
[0030] 步骤四、按照上述步骤确定的各个参数进行方管铝合金型材的等温挤压生产。在 距离所述挤压设备的模具口 I. 5m处设置有红外测温仪，所述红外测温仪对挤压成型的方 管铝合金型材的温度进行测试，若测试温度在预定的温度范围474~484°C内，则继续进行 等温挤压生产，否则需要对挤压设备进行检修。
[0031] 实施例1
[0032] 一种方管铝合金型材的等温挤压加工方法，包括以下步骤：
[0033] 步骤一、根据要加工的方管铝合金型材的规格，选择挤压设备，计算挤压坯料的尺 寸，挤压还料的直径为200mm，长度为250mm。
[0034] 步骤二、根据要加工的方管铝合金型材的挤压生产经验和资料数据，确定挤压坯 料的加热温度为440°C、挤压模具的温度为430°C、挤压垫的温度为420°C和挤压筒的温度 为 410。。。
[0035] 步骤三、在挤压设备的控制系统中设置挤压杆的分段变速模型，将150mm的总挤 压行程分为5段，分别为挤压行程为0~40mm时，挤压速度为15mm/s，挤压行程为40~ 50mm时，挤压速度为10mm/s，挤压行程为50~90mm时，挤压速度为12mm/s，挤压行程为 90~IOOmm时，挤压速度为8mm/s，挤压行程为100~150mm时，挤压速度为10mm/s 〇
[0036] 步骤四、按照上述步骤确定的各个参数进行方管铝合金型材的等温挤压生产。在 距离所述挤压设备的模具口 I. 5