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擠壓在鋁型材加工中的重要地位和作用
擠壓加工在鋁型材工業(yè)體系中占有特殊的地位;這是因?yàn)榻┠陙?lái)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,使用部門對(duì)鋁型材產(chǎn)品的精度、形狀、表面光潔度和組織性能等各種質(zhì)量指標(biāo)提出了新的要求;而向用戶保證供應(yīng)符合各種質(zhì)量要求的鋁型材產(chǎn)品,采用擠壓加工技術(shù)生產(chǎn)比用其他壓力加工方法有更大的優(yōu)越性和可靠性;歸納起來(lái),擠壓加工有下列特點(diǎn):
(1)在擠壓過(guò)程中,被擠壓鋁型材在變形區(qū)能獲得比軋制、鍛造更為強(qiáng)烈和均勻的三向壓縮應(yīng)力狀態(tài),可充分發(fā)揮被加工鋁型材本身的塑性;因此,用擠壓法可加工那些用軋制法或鍛造法加工有困難甚至無(wú)法加工的低塑性難變形型材或合金;對(duì)于某些必須用軋制或鍛造法進(jìn)行加工的型材,如7A04、7075、5A06等合金的鍛件等,也常用擠壓法先對(duì)鑄錠進(jìn)行開(kāi)坯,以改善其組織,提高其塑性;目前,擠壓仍然是可以用鑄錠直接生產(chǎn)型材的最優(yōu)越的方法;
(2)擠壓法不但可以生產(chǎn)斷面形狀較簡(jiǎn)單的管、棒、型、線產(chǎn)品,而且可生產(chǎn)斷面變化、形狀極復(fù)雜的鋁型材和管材,如階段變斷面型材、逐漸變斷面型材、帶異形加強(qiáng)筋的整體壁板型材、形狀極其復(fù)雜的空心鋁型材和變斷面管材、多孔管材等;這類鋁型材用軋制法或其他壓力加工方法生產(chǎn)是很困難的,甚至是不可能的;異形整體型材可簡(jiǎn)化冷成形、鉚焊、切削、化銑等復(fù)雜的工藝過(guò)程,這對(duì)于減少設(shè)備投入、節(jié)能、提高型材利用率、降低型材的總成本具有重大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益;
(3)擠壓加工靈活性很大,只需要更換模具等擠壓工具即可在一臺(tái)設(shè)備上生產(chǎn)形狀、規(guī)格和品種不同的型材,更換擠壓工具的操作簡(jiǎn)單易行、費(fèi)時(shí)少、工效高;這種加工方法對(duì)訂貨批量小、品種規(guī)格多的鋁型材加工生產(chǎn)廠最為經(jīng)濟(jì)適用;
(4)擠壓鋁型材的精度比熱軋、鍛造型材的高,型材表面品質(zhì)也較好;隨著工藝水平的提高和模具品質(zhì)的改進(jìn),現(xiàn)已能生產(chǎn)壁厚為0.3~0.4±0.10mm、表面粗糙度達(dá)Ra0.8~1.8μm的超薄、超高精度、高品質(zhì)表面的鋁型材;這不僅大大減少總工作量和簡(jiǎn)化后步工序,同時(shí)也提高了被擠壓型材的綜合利用率和成品率;
(5)對(duì)某些具有擠壓效應(yīng)的鋁型材來(lái)說(shuō),其擠壓型材在淬火時(shí)效后,縱向強(qiáng)度性能遠(yuǎn)比其他方法加工的同類型材要高;這對(duì)挖掘鋁型材潛力,滿足特殊使用要求具有實(shí)用價(jià)值;
(6)工藝流程簡(jiǎn)短、生產(chǎn)操作方便,一次擠壓即可獲得比熱模鍛或成型軋制等方法面積更大的整體結(jié)構(gòu)部件,而且設(shè)備投資少、模具費(fèi)用低、經(jīng)濟(jì)效益高;
(7)鋁型材具有良好的擠壓特性,可以通過(guò)多種擠壓工藝和多種模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工;近年來(lái),由于平面分流組合模的不斷改進(jìn)和發(fā)展,通過(guò)焊合擠壓法來(lái)生產(chǎn)復(fù)雜的空心鋁型材獲得了廣泛的應(yīng)用和推廣;
盡管用擠壓法生產(chǎn)鋁型材仍存在幾何廢料損失較大,擠壓速度遠(yuǎn)低于軋制速度,生產(chǎn)效率低,組織和性能的不均勻程度較大,擠壓力大,工模具消耗量較大等尚待改進(jìn)的缺點(diǎn),但隨著現(xiàn)代科技迅猛發(fā)展、新擠壓工藝、設(shè)備和新結(jié)構(gòu)模具的出現(xiàn),上述缺點(diǎn)也正在被迅速克服之中,尤其對(duì)鋁型材來(lái)說(shuō),擠壓加工方法仍不失為一種確保型材品質(zhì)、綜合效益最好的先進(jìn)加工方法;
近30年以來(lái),擠壓鋁型材的生產(chǎn)能力獲得了持續(xù)的增長(zhǎng),擠壓型材在鋁型材加工中所占的比重增長(zhǎng)很快,2004年全球鋁擠壓型材達(dá)1000萬(wàn)t/a左右,占世界鋁材總產(chǎn)量的36%以上;中國(guó)是鋁型材擠壓大國(guó),2004年鋁擠壓型材達(dá)250萬(wàn)t/a以上,占全年鋁材總量的58%以上,成為全國(guó)鋁加工型材的第一大產(chǎn)品;鋁擠壓型材的用途十分廣泛,擴(kuò)展到了所有的產(chǎn)業(yè)部門和人民生活的各個(gè)方面,成為了國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活的重要基礎(chǔ)材料;
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