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擠壓鋁型材的矯直工藝
1. 出模后的矯正
鋁型材在擠壓出??缀?,為校正扭擰、彎曲、波浪,讓高溫下有很高塑性的鋁型材及時得到矯正,往往要緊靠模具出料口設(shè)置導(dǎo)路;導(dǎo)路的大小、形狀應(yīng)根據(jù)型材斷面大小、形狀而定,一般都是與鋁型材形狀相似;有的不用導(dǎo)路可以用石墨條在出料口附近將型材強迫導(dǎo)向一定的方向、角度前進,使其型材在熱狀態(tài)下得到初步矯直;
近年來鋁型材出??缀螅话愣嗖捎脿恳龣C來牽引型材實現(xiàn)出模后的矯正;牽引機多為直線馬達式,它實際上是一種單位面積上拉伸力很小的拉伸矯直機;工作時給擠壓型材一定張力的同時,與其鋁型材的流出速度保持同步移動;可以防止型材出模后產(chǎn)生扭擰、彎曲、波浪等缺陷;同時對于多孔型材可以防止產(chǎn)生長短不一的現(xiàn)象;牽引機是由牽引頭、裝有直線電動機的驅(qū)動裝置和運動軌道所組成;牽引機的牽引機應(yīng)與擠壓機能力大小相匹配;一般牽引力從200N到800N之間,對于重型擠壓機(大于100MN擠壓機)牽引力可超過10000N,每種牽引機的牽引力又分為若干檔次,根據(jù)鋁型材斷面大小進行選擇;
2. 拉伸矯直
拉伸矯直是使鋁型材在張力作用下產(chǎn)生輕微塑性變形而實現(xiàn)矯直;因此,最小拉伸力P必須符合P>P1的要求;
P1=σ0.2F
式中 P1—鋁型材實現(xiàn)矯直所需的最小拉伸力,通常用kN表示
σ0.2—鋁型材的屈服強度/MPa;
F—型材的斷面積/mm2;
考慮材料力學性能不均勻性的安全系數(shù)K,則
P=KP1=Kσ0.2F
式中 K—安全系數(shù),一般為1.1~1.3;
伸長率δ:拉伸變形指數(shù)用伸長率δ表示,δ的大小可用下式計算;
δ=Lu~Lo/Lo×100%
式中 Lo—拉伸前鋁型材長度;
Lu—拉伸后鋁型材長度;
由上式可以定義伸長率δ為拉伸后與拉伸前之長度差和拉伸前長度之比的百分率;
拉伸矯直對鋁型材尺寸、表面及力學性能的影響:
1)拉伸矯直對鋁型材尺寸的影響
根據(jù)金屬體積不變原理,為便于計算假設(shè)型材斷面積為正方形,拉伸前后體積可用如下方程式,即:
Loao2=Luau2
式中ao、au—拉伸前后斷面的邊長,從上式可以計算出拉伸后邊長au;
另外擠壓時從熱狀態(tài)變成冷狀態(tài),根據(jù)熱脹冷縮原理,鋁型材斷面尺寸也會輕微變??;因此為保證擠壓型材在拉伸后尺寸在允許公差范圍內(nèi),必須在拉伸前的擠壓型材有一個合理的允許公差(稱為擠壓偏差);
除此外拉伸時還會引起斷面的幾何尺寸發(fā)生改變,如鋁型材的開口部分產(chǎn)生張口或收口的現(xiàn)象;為克服這些毛病,必須注意控制拉伸率,選擇適當?shù)膴A持方向,以及采用添加矯直墊塊的方法解決;
2)拉伸矯直對鋁型材表面及力學性能的影響
當拉伸時采用過大的伸長率后,會使鋁型材表面產(chǎn)生桔皮狀現(xiàn)象,俗稱桔皮缺陷,影響型材表面的光亮度和后部表面處理品質(zhì);
適當?shù)睦熳冃?,可以加速時效過程,使鋁型材的強度略有提高;過大的拉伸量除產(chǎn)生桔皮外,還會改變斷面尺寸,以及容易引起過時效,反而會使鋁型材強度降低;對于6063合金而言,伸長率δ控制在0.5%~2%之間;一般0.5%就夠了,最大不能超過3%;
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