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大型實心鋁型材生產(chǎn)工藝
1. 模具設(shè)計與制造
由于大斷面特種鋁型材的形狀復(fù)雜,相關(guān)尺寸多,外形輪廓大,而且壁厚變化劇烈,極不對稱,給模具設(shè)計與制造帶來了困難;為了平衡金屬流動,應(yīng)采取合理布置模孔,在壁厚處設(shè)計阻礙角等措施,以控制在后續(xù)處理中很難消除的刀彎廢品;為了提高模具壽命,應(yīng)選用3Cr2W8V鋼或4Cr5MoSiV1鋼制造擠壓模具,在1150℃下進行高溫淬火和在550~560℃進行多次中低溫回火,使硬度HRC達到44~48;
2. 坯料制備
選用7A04和2A12合金的標準化學(xué)成分,用半連續(xù)鑄造法鑄成φ420mm~650mm的鑄錠,澆注溫度為720~750℃,鑄造速度為20~55mm/min,水壓為0.2~0.6MPa;熔體經(jīng)溶劑精煉,玻璃絲布+陶瓷過濾板過濾,Al-Ti-B絲變質(zhì)處理,MINT法除氣,以控制融熔金屬的純凈度,確保一級疏松、一級氧化膜、一級晶粒度;鑄錠經(jīng)均勻化處理后,車皮切成定尺坯料;
3. 擠壓工藝
坯料裝入步進式電阻爐或感應(yīng)電爐加熱并保溫后,在80MN或125MN擠壓機上用φ(500~600)mm×2000mm的圓擠壓筒或670mm×270mm×1600mm扁擠壓筒進行平模正向無潤滑擠壓;部分鋁型材的主要擠壓工藝參數(shù)見下表
鋁型材代號
|
合金狀態(tài)
|
坯料規(guī)格/mm
|
擠壓比λ
|
殘料長度/mm
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擠出長度/mm
|
坯料溫度/℃
|
筒溫/℃
|
模溫/℃
|
擠出速度/m·min^-1
|
A
|
7A04T6
|
φ630×1800
|
10.5
|
150
|
約16000
|
430~450
|
450~480
|
350~400
|
0.6~1.2
|
B
|
2A12T4
|
φ550×1500
|
14.3
|
120
|
約15000
|
440~470
|
450~480
|
350~400
|
0.3~0.6
|
C
|
2A12T4
|
φ550×1550
|
14.9
|
120
|
約15000
|
440~470
|
450~480
|
350~400
|
0.8~1.0
|
4. 熱處理與精整工藝
淬火加熱在立式空氣強制循環(huán)淬火電爐內(nèi)進行,溫差用微機控制在±4℃范圍內(nèi),淬火轉(zhuǎn)移時間小于15s;為了保證三向性能和組織均勻,可選用如下表所示的熱處理制度;由于鋁型材斷面大、形狀復(fù)雜、壁厚相差懸殊,淬火后變形極不均勻,殘余應(yīng)力大,易產(chǎn)生刀彎,因此必須在淬火后2h內(nèi)采用專用墊塊在15MN拉矯機上進行矯直,拉矯率在2.5%~3%之間;必要時可在輥式矯直機上進行輥矯和在3MN壓力機上進行局部矯形;7A04規(guī)格鋁型材在18m臥式時效爐內(nèi)進行人工時效;2A12規(guī)格鋁型材只需進行96h自然時效即可測量力學(xué)性能;經(jīng)拉矯的鋁型材強度指標可提高10~20MPa;
鋁型材代號
|
合金狀態(tài)
|
淬火加熱溫度/℃
|
淬火保溫時間/min
|
水溫/℃
|
拉矯力/MN
|
拉矯率/%
|
時效溫度/℃
|
時效時間/h
|
A
|
7A04T6
|
456~470
|
360
|
40~50
|
14.5
|
2.5~3
|
138±3
|
16
|
B
|
2A12T4
|
495+3
|
300
|
35~40
|
12.5
|
2.5~3
|
室溫
|
≥96
|
C
|
2A12T4
|
495+3
|
300
|
40~45
|
14.5
|
2.5~3
|
室溫
|
≥96
|
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