20年挤压车间主任浅析挤压铝型材的矫直工艺的改良

1.出模后的矫正

铝型材在挤压出模孔后，为校正扭拧、弯曲、波浪，让高温下有很高塑性的铝型材及时得到矫正，往往要紧靠模具出料口设置导路；导路的大小、形状应根据型材断面大小、形状而定，一般都是与铝型材形状相似；有的不用导路可以用石墨条在出料口附近将型材强迫导向一定的方向、角度前进，使其型材在热状态下得到初步矫直；

近年来铝型材出模孔后，一般多采用牵引机来牵引型材实现出模后的矫正；牵引机多为直线马达式，它实际上是一种单位面积上拉伸力很小的拉伸矫直机；工作时给挤压型材一定张力的同时，与其铝型材的流出速度保持同步移动；可以防止型材出模后产生扭拧、弯曲、波浪等缺陷；同时对于多孔型材可以防止产生长短不一的现象；牵引机是由牵引头、装有直线电动机的驱动装置和运动轨道所组成；牵引机的牵引机应与挤压机能力大小相匹配；一般牵引力从200N到800N之间，对于重型挤压机（大于100MN挤压机）牵引力可超过10000N，每种牵引机的牵引力又分为若干档次，根据铝型材断面大小进行选择；

2.拉伸矫直

拉伸矫直是使铝型材在张力作用下产生轻微塑性变形而实现矫直；因此，最小拉伸力P必须符合P＞P1的要求；

P1=σ0.2F

式中 P1—铝型材实现矫直所需的最小拉伸力，通常用kN表示

σ0.2—铝型材的屈服强度/MPa；

F—型材的断面积/mm²；

考虑材料力学性能不均匀性的安全系数K，则

P=KP1=Kσ0.2F

式中 K—安全系数，一般为1.1~1.3；

伸长率δ：拉伸变形指数用伸长率δ表示，δ的大小可用下式计算；

δ=Lu~Lo/Lo×100%

式中 Lo—拉伸前铝型材长度；

Lu—拉伸后铝型材长度；

由上式可以定义伸长率δ为拉伸后与拉伸前之长度差和拉伸前长度之比的百分率；

拉伸矫直对铝型材尺寸、表面及力学性能的影响：

1）拉伸矫直对铝型材尺寸的影响

根据金属体积不变原理，为便于计算假设型材断面积为正方形，拉伸前后体积可用如下方程式，即：

Loao²=Luau²

式中ao、au—拉伸前后断面的边长，从上式可以计算出拉伸后边长au；

另外挤压时从热状态变成冷状态，根据热胀冷缩原理，铝型材断面尺寸也会轻微变小；因此为保证挤压型材在拉伸后尺寸在允许公差范围内，必须在拉伸前的挤压型材有一个合理的允许公差（称为挤压偏差）；

除此外拉伸时还会引起断面的几何尺寸发生改变，如铝型材的开口部分产生张口或收口的现象；为克服这些毛病，必须注意控制拉伸率，选择适当的夹持方向，以及采用添加矫直垫块的方法解决；

2）拉伸矫直对铝型材表面及力学性能的影响

当拉伸时采用过大的伸长率后，会使铝型材表面产生桔皮状现象，俗称桔皮缺陷，影响型材表面的光亮度和后部表面处理品质；

适当的拉伸变形，可以加速时效过程，使铝型材的强度略有提高；过大的拉伸量除产生桔皮外，还会改变断面尺寸，以及容易引起过时效，反而会使铝型材强度降低；对于6063合金而言，伸长率δ控制在0.5%~2%之间；一般0.5%就够了，最大不能超过3%。