工業(yè)鋁型材擠壓過程控制：

鋁合金管、棒、型材生產(chǎn)，擠壓是重要的工序之一。擠壓工藝與方法對(duì)產(chǎn)品、成品的組織、性能、尺寸及生產(chǎn)效率有著非常重要的影響，因此合理選擇擠壓方法，優(yōu)化擠壓生產(chǎn)工藝，是保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要技術(shù)措施。

1.工業(yè)鋁型材擠壓過程中術(shù)語簡介

為了討論問題方便，先介紹工業(yè)鋁型材擠壓過程中常用的幾個(gè)名詞術(shù)語。

1.1比壓

擠壓機(jī)對(duì)變形單位面積上所能施加的最大擠壓力稱為比壓。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
             P*=P/Fj

式中 P ---擠壓機(jī)的總擠壓力，N;
     Fj---擠壓筒橫截面面積，m2。

很顯然，比壓P*與擠壓機(jī)的擠壓力成正比，與擠壓筒面積（嚴(yán)格說應(yīng)為鐓粗后鑄錠的斷面面積）成反比。同一臺(tái)擠壓機(jī)可能有多個(gè)擠壓筒，不同擠壓筒的比壓是不同的，擠壓筒越小比壓越大，大型擠壓機(jī)的比壓不一定比小擠壓機(jī)的比壓大。如某廠一對(duì)口50MN擠壓機(jī)，有四個(gè)擠壓筒，最大筒徑500mm，比壓P*=255MPa；最小筒徑300mm,P*=707MPa。有8MN擠壓機(jī)一臺(tái)，擠壓筒徑為95mm，比壓P*=1128MPa，其比壓較50MN擠壓機(jī)大很多。同時(shí)同一臺(tái)擠壓管材與擠壓型材、棒材時(shí)的比壓也是不同的。擠壓管材時(shí)只是在鐓粗后鑄錠的圓環(huán)面積上受力，受力的圓環(huán)面積比該圓環(huán)外徑相同的圓餅面積小，所以其比壓增加。

比壓大小反映其能使材料變形程度的大小，換句話說，比壓大，能擠壓變形程度（或者說擠壓系數(shù)）大的產(chǎn)品。但變形程度大的工業(yè)鋁型材產(chǎn)品不一定是具有大的外形尺寸的產(chǎn)品。

1.2擠壓系數(shù)

工業(yè)鋁型材在填充擠壓階段被鐓粗，隨后產(chǎn)生變形（其實(shí)型材在填充過程中，除產(chǎn)生鐓粗變形外，其錠坯中心還會(huì)有少量金屬從模孔流出），鐓粗后金屬的截面積與發(fā)生塑性變形后的工業(yè)鋁型材制品總截面積之比稱為擠壓系數(shù)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
         λ=Fm/Fk
式中，λ---擠壓系數(shù)；
      Fm---金屬變形前的橫截面積（對(duì)實(shí)心錠擠壓型、棒材為擠壓筒的橫斷面面積，對(duì)擠壓管材為擠壓筒與擠壓針之間的圓環(huán)面積）；
      Fk---鋁型材的總面積，單孔模擠壓即為型材斷面面積，多孔模擠壓即為：
                         Fk=nF?
      n---模孔數(shù)；
      F?---單件制品的截面積。

擠壓系數(shù)λ越大，擠出的工業(yè)鋁型材制品越長，所需擠壓力越大，對(duì)模具強(qiáng)度的要求越高。擠壓系數(shù)過小，擠壓制品短，產(chǎn)品力學(xué)性能低，成品率低。因此應(yīng)根據(jù)材料特性、成品要求、擠壓機(jī)比壓進(jìn)行合理選擇。任何一臺(tái)擠壓機(jī)都有一個(gè)合理的擠壓系數(shù)范圍，擠壓系數(shù)過大或過小，都會(huì)影響工業(yè)鋁型材產(chǎn)品質(zhì)量或成品率。

1.3分流比

采用橋式分流模或平面分流模生產(chǎn)管材或空心型材時(shí)，加熱后的金屬多被劈開成兩股（橋式分流模）或三股、四股（平面分流模）后，導(dǎo)入分流腔內(nèi)，在高壓下重新焊合為一整體，然后從模孔中擠出。其分流孔的總面積與擠出鋁型材制品斷面積之比稱為分流比。分流比的大小決定焊合的質(zhì)量好壞，也即決定制品的質(zhì)量好壞。大的分流比使焊合良好，提高制品的組織與性能；但分流比增大，會(huì)增加擠壓力，加大分流橋的壓力，可能使模橋斷裂，因此必須對(duì)分流模進(jìn)行強(qiáng)度校核；分流比過小，則焊合不良，可能引起制品開縫。其數(shù)學(xué)式與擠壓系數(shù)表達(dá)式相似。

分流比總是小于擠壓系數(shù)。因此采用平面分流模只能生產(chǎn)1×××系、3A21、6063型材，其擠壓系數(shù)一般得不小于30.生產(chǎn)其他某些合金的小截面空心型材，為保證較好的焊合性能，其擠壓系數(shù)可能達(dá)100以上，顯然采用平面分流模，其強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須采用橋式模擠壓。