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6063铝合金快速挤压工艺的应用 阳俊杰 （经阁铝业科技股份有限公司 湖南长沙 410126） 摘要：铝合金生产中实现快速挤压，对提高生产效率、提高产能、降低生产成本等都有很大的帮助。本文阐述了6063铝合金实现快速挤压的条件及工艺。 关键词：铝合金、快速挤压、模具、双牵引机 1.前言 6063铝合金是应用最广、用量最多的一种变形铝合金，被广泛应用于挤压建筑型材和工业型材。目前我国铝合金热变形挤压工艺已逐渐趋近成熟，但与国外发达国家相比依然存在很大差距。 随着材料加工向高速、节能、连续化方向发展，近年来很多铝材挤压生产厂家都希望采用低温快速挤压新技术。通常6063铝合金的挤压速度实心型材在15m/min-50m/min之间,空心型材在10m/min-35m/min之间，快速挤压是指挤压制品从模孔流出的速度在60m/min以上。挤压速度过快制品表面会出现麻点、裂纹等的倾向，增加了金属变形的不均匀性，如何才能实现快速挤压的同时又保证制品质量呢？ 2、实现快速挤压的条件 2.1 快速挤压模具的设计 和普通铝型材挤压模具相比，快速挤压要求模具分流孔大，即保证供料量充足；上模薄，即送料行程减短；模具工作带短，即铝与模具的阻力减小随挤压过程的完成，变形区温度升高，而挤压速度越快，变形区温度升高得也越快，所以模具应该带有模具冷却系统，以保证挤压模具温度稳定，低温高速，实现快速挤压的同时也保证了模具的寿命和型材质量。另外，快速挤压模具材料性能要好。 2.2 6063铝合金铝棒的要求 对于快速挤压，铝棒的要求要高于普通挤压，铝棒必须全部均质，铝棒中不允许有油污、夹杂。合金的均质处理能提高挤压速度，同未均匀化处理的铸锭相比，大约可使挤压力降低6％-15％。对均热后快冷的铸锭，Mg2Si几乎能全部固溶于基体，过剩的Si也将固溶或以弥散析出的细小质点存在。这样的铸锭可以在较低温度下快速挤压，并获得优良的力学性能和表面光亮度。镁一般控制在0．5％左右，Mg2Si总量控制在0．82％左右。当硅过剩0．01％时合金的力学性能σb约为218Mpa，已大大超过国家标准性能，并过剩硅从0．01％提高到0．13％，σb可提高到250Mpa，即提高14．6％。要形成一定量的Mg2Si，必须首先考虑到Fe与Mn等杂质含量造成的硅损失，即要保证有一定量的过剩硅。为了使6063合金中的镁充分与硅匹配，实际配料时，必须有意识地使Mg：Si＜1．73。镁的过剩不仅削弱强化效果，而且又增加了产品成本。 2.3 挤压设备的要求 挤压机必须具备等速挤压和等压挤压的控制系统。近代技术的进步，挤压速度可以实现程序控制或模拟程序控制，同时也发展了等温挤压工艺和CADEX等新技术。通过自动调节挤压速度来使变形区的温度保持在某一恒定范围内，可达到快速挤压而不产生裂纹的目的, 而随挤压的进行，没有等温挤压的控制系统，高速挤压会使挤压实际温度大幅度增长，也就是说，没有等速挤压和等温挤压的控制系统，制品的出料速度不一致，挤压制品表面会出现波纹甚至裂纹的挤压缺陷，从而无法实现快速挤压。 2.4 出料方式的要求 制品从模具出料口流出后，为保证其能沿挤压中心线的纵向平衡而快速地前进，必须有牵引机牵引，最好是双牵引。没有牵引机牵引，快速流出的制品制品表面可能出现类似于水波纹的缺陷，或者会使制品局部弯折，甚至出料受阻。 快速挤压的挤压速度一般可提高至一般挤压挤压速度的2-4倍，我公司通过一年多的努力，现在有少数模具挤压速度已达到60m/min以上，实现快速挤压。与一般挤压相比，快速挤压的工艺要求更加严格。 3.1 铝棒、模具、挤压筒的加温 为了提高生产效率，在工艺上可以采取很多措施。采用感应加热，沿铸锭长度方向上存在着温度梯度40-60℃(梯度加热)，挤压时高温端朝挤压模，低温端朝挤压垫，以平衡一部分变形热。对挤压生产来说，挤压温度是最基本的且最关键的工艺因素。挤压温度对产品质量、生产效率、模具寿命、能量消耗等都产生很大影响。挤压最重要的问题是金属温度的控制，从铝棒开始加热到挤压型材的淬火都要保证可溶解的相组织不从固溶中析出或呈现小颗粒的弥散析出。6063合金铝棒加热温度一般都设定在Mg2Si析出的温度范围内，加热的时间对Mg2Si的析出有重要的影响，采用快速加热可以大大减少可能析出的时间。铝棒加热温度一般平模设置为430-460℃，分流模设置为440-470℃，实现低温快速挤压。 模具加热炉定温：平模定温450-480℃；分流模460-495℃；平模和分流模混合加热定温460-495℃。 挤压筒的加热温度比铝棒温度低50℃左右，加热时逐步升到指定温度，使各部分温度均匀，挤压筒加热器内侧温度控制在380-420℃。外侧温度比内侧温度高，温差控制在50℃以内。 3.2 快速挤压过程工艺控制 低温快速挤压时指挤