铝合金型材应用及挤压特点分解.pptx

铝合金型材的应用及挤压特点绪论铝合金挤压型材的分类一、铝合金挤压型材的分类对铝合金型材进行科学合理的分类，有利于科学合理地选择生产工艺和设备，正确地设计与制造工模具以及迅速地处理挤压车间的专业技术问题和生产管理问题。1）按照用途或使用特性，铝合金型材可分为通用型材和专用型材。专用型材按用途可分为：（1）航天航空用型材：如整体带筋壁板、工字大梁、机翼大梁、梳状型材、空心大梁型材等，主要用作飞机、宇宙飞船等航天航空器的受力结构部件以及直升飞机异形空心旋翼大梁和飞机跑道等。（2）车辆用型材：主要用作高速列车、地铁列车、轻轨列车、双层客车、豪华大巴以及货车等车辆的整体外形结构件和重要受力部件以及装饰部件。（3）舰船、兵器用型材：主要用作船舶、舰艇、航空母舰、汽艇、水翼艇的上层结构和甲板、隔板、地板以及坦克、装甲车、运兵车等的整体外壳、重要受力部件，火箭和中远程弹的外壳，鱼雷、水雷的壳体等。（4）电子电气、家用电器、邮电通讯以及空调散热器用型材：主要用作外壳、散热部件等。（5）石油、煤炭、电力等能源工业以及机械制造工业用型材，主要用作管道、支架、矿车架、输电网、汇流排以及电机外壳和各种机器的受力部件等。（6）交通运输、集装箱、冷藏箱以及公路桥梁用型材：主要用作装箱板、跳板、集装箱框架、冷冻型材以及轿车面板等。（7）民用建筑及农业机械用型材：如民用建筑门窗型材、装饰件、围栏以及大型建筑结构件、大型幕墙型材和农用喷灌器械部件等。（8）其他用途型材：如文体器材、跳水板、家具构件型材等。2）按形状与尺寸变化特征，型材可分为恒断面型材和变断面型材。恒断面型材可分为通用实心型材、空心型材、壁板型材和建筑门窗型材等。变断面型材分为阶段变断面和渐变断面型材。第一章铝合金挤压的基本变形条件和特点第一节铝合金挤压时金属的流动特性研究金属在挤压时的塑性流动规律是非常重要的，因为它与挤压制品的组织、性能、表面品质、外形尺寸和形状精确度以及工模具设计原则、工模具的寿命等有十分密切的关系。金属的性能、挤压方法、工艺条件和模具结构等不同，挤压时金属的流动景象有很大的差异。用坐标网格法、观测塑性法、组合试样法、低倍组织法、光塑法、“莫尔条纹”法以及硬度法等来研究挤压时的金属流动景象。铝合金挤压生产一般用观察制品和未挤压完的铸锭断面的低倍组织变化和金属流线特点来评定金属的流动景象，图1-1为挤压时金属流动坐标网格变化图。一、挤压时金属流动的基本阶段挤压时金属的流动情况一般可分为三阶段。第一阶段为开始挤压阶段，又称为填充挤压阶段。金属受挤压轴的压力后，首先充满挤压筒和模孔，挤压力直线上升直至最大。在卧式挤压机上采用正挤压法挤压时，其填充过程如图1-2所示。第二阶段为基本挤压阶段，也叫平流挤压阶段，见图1-3。当挤压力达到突破压力（高峰压力），金属开始从模孔流出瞬间即进入此一阶段。一般来说，在此阶段中金属的流动相当于无数同心薄壁圆管的流动，即铸锭的内外层金属基本上不发生交错或反向的紊乱流动，锭坯在同一横断面上的金属质点均以同一速度或保持一定的速度进入变形区压缩锥。靠近挤压垫片和模子角落处的金属不参与流动而形成难变形的阻滞区或死区，在此阶段中挤压力随着锭坯的长度减少而下降。第三阶段为终了挤压阶段，或称紊流挤压阶段。在此阶段中，随着挤压垫片（已进入变形区内）与模子间距离的缩小，迫使变形区内的金属向着挤压轴线方向由周围向中心发生剧烈的横向流动，同时，两个死区中的金属也向模孔流动，形成挤压加工所特有的“挤压缩尾”等缺陷，见图1-4。在此阶段中，挤压力有重新回升的现象。此时应结束挤压操作过程。图1-5为铝材挤压时不同挤压阶段金属坐标网格变化示意图。二、主要因素对金属流动特征的影响1）接触摩擦与润滑的影响挤压时流动的金属与工具间存在接触摩擦力，其中以挤压筒壁上的摩擦力对金属流动的影响最大。当挤压筒内壁上的摩擦力很小时，变形区范围小且集中模孔附近，金属流动比较均匀，而当摩擦力很大时，变形区压缩锥和死区的高度增大，金属流动则很不均匀，以至促使锭坯外层金属过早地向中心流动形成较长的缩尾。可见，接触摩擦力对金属的流动均匀性起不良的影响。但是，在某些情况下，可以有效地利用金属与工具之间接触摩擦和冷却作用来改善金属的流动，如在挤压管材时，由于锭坯中心部分的金属受到穿孔针摩擦作用和冷却作用，而使其流速减缓，从而使金属流动变得较为均匀，减短产生缩尾的长度；在挤压断面壁厚变化急剧的复杂异形型材时，在设计模孔时利用不同的工作带长度对金属产生不同的摩擦作用来调节型材断面上各部分的流速，从而减少型材的扭拧、弯曲度、提高产品的精度；近年来发展起来的“有效摩擦挤压”，则是利用摩擦力作为一种推动力来实现挤压过程。2）合金本性的影响金属及合金的强度与塑性对流动景象也有很大的影响，一般来说，强度越高，粘性越小；挤压温