Extrusión de aleaciones de aluminio: principios, optimización del proceso y perspectivas de futuras aplicaciones
Fecha:2024-12-04 Categorías:Blog Vistas:24
铝合金的分类
熟铝的分类
(a)按合金元素分类
1.×××表示纯度99.0%以上的纯铝系铝件、面板85/KG
2.×××表示铝-铜合金
3.×××表示铝-锰合金
4.×××表示铝-硅合金
5.×××表示铝-镁合金（瑞士进口）
6.×××表示铝-镁-硅合金 T5 6063 6061
7.×××表示铝-锌-镁合金
8.×××表示上述以外的其他系统的合金
9.×××表示备用分类号
(b)按强化机制分类
1.应变硬化铝合金: 1×××，3×××，4×××，5×××
2.可热处理强化铝合金: 2×××，6×××，7×××
铸铝合金的分类
| Al (Al含量最小99.0%以上) | 1 ××－× |
| Al－Cu合金 | 2 ××－× |
| Al－Si合金 含Cu和Mg或Mg | 3 ××－× |
| Al－Si合金 | 3 ××－× |
| Al－Mg合金 | 4 ××－× |
| 未使用的系統 | 5 ××－× |
| Al－Zn合金 | 7 ××－× |
| Al－Su合金 | 8 ××－× |
铝挤型（拉铝）简介：
A。加工原理：
高温软化的铝锭在铝挤压机的强力挤压下流过铝挤型模具，成形成符合要求形状的铝型材产品。
B。铝挤型用途及实例：
建材、航太工业、民生工业、精密电子、光学零件、汽车、资讯工业等。
实例: <1>铝门窗、帷幕墙建材
<2>铁塔、铁构上之防止墜落裝置
<3>电子部品之散热片及外观件
<4>铝梯
<5>公园、庭院座椅及栏杆
<6>广告招牌、看板
案例一:
汽车，电子部品，电脑CPU等之散热器
案例二:
音响喇叭管，DVD功放面壳等外观件产品，现逐渐应用到MP4，MP3，手机外壳等小电子产品外壳上面。
铝挤型常用材质
6063铝挤型: (系属AL-Mg-Si锻炼用合金之其中一种材质)
<1>化学成份(%)
| 硅（Si） | 铁（Fe） | 铜（Cu） | 锰（Mn） | 镁（Mg） | 铬（Cr） | 锌（Zn） | 钛（Ti） | 其他元素 | 铝（Al） | |
| 各项 | 總量 | |||||||||
| 0.20.1¯ | 0.35¯ | 0.1¯ | 0.1¯ | 0.60.45 | -0.9¯ | 0.1¯ | 0.1¯ | 0.05¯ | 0.15¯ | 余额 |
<2>T5熱處理:
指挤型料由高温挤制过程后冷却，经冷作加工而经人工时效硬化处理者。
溶体化处理 520°C 时效 205°C約2小時
<3>6063-T5挤型机械性质:
| 抗拉強度Kg/mm2 | 降伏強度Kg/mm2 | 伸長率% |
| 15以上 | 11以上 | 8以上 |
<4>以上标准系依据中国国家标准CN82068及2257
铝挤型材的制造流程：
配料→熔铸→成份分析→挤压成型→制程检验→拉直→锯切→制程检验→时效处理→成品检验→包裝入库→出货
铝挤型模具简介
<1>挤型模具区分为﹕平模/桥模/空心模
<2>模具使用钢料﹕
1.SKD-61日本高周波 2.日立DAC
3.瑞典ASSB 4.瑞典QRO-90
<3>进料口之设计﹕
挤模之进料口，系依照盛锭筒大小来决定﹐例:
1500T机台，使用Φ6“锭－Φ140mm
2350T机台，使用Φ8“锭－ Φ 190mm 、Φ9"－Φ210mm
為了防止铝锭表面滲入进料口，所以通常进料口每边至少要比盛锭筒
小10~15mm。
<4>缩水尺寸:
依照挤型实际尺寸加大1%来开模。
设计概要
A。押出比:
空心模－型材断面积：盛锭筒断面积＝(40-60)：1
实心模则在80-100之间﹐挤型情况比较良好。
B。型材肉厚与合金关系﹕
| Tipo de aleación | 挤型外招圆径 | 挤型所需最小肉厚 |
| 6063 | 0~75mm | 0.85mm |
| 75~100mm | 1.15mm | |
| 100~150mm | 1.60mm | |
| 150~200mm | 2.00mm | |
| 200~250mm | 2.50mm | |
| 6061 | 0~75mm | 1.30mm |
| 75~100mm | 1.60mm | |
| 100~150mm | 2.00mm | |
| 150~200mm | 3.00mm | |
| 200~250mm | 4.80mm |
原材料（铝锭）及铝锭加温
（材料温度480+/-20度）
挤型模具及模具加温
（模具温度470+/-10度，保温2-4小时）
送料
挤压
（机器须先升温380+/-10度）
风淬
（温度控制在300度以下）
切断
切断后
铝挤型模具简介
<1>挤型模具区分为﹕平模/桥模/空心模
<2>模具使用钢料﹕
1.SKD-61日本高周波 2.日立DAC
3.瑞典ASSB 4.瑞典QRO-90
<3>进料口之设计﹕
挤模之进料口，系依照盛锭筒大小来决定﹐例:
1500T机台，使用Φ6“锭－Φ140mm
2350T机台，使用Φ8“锭－ Φ 190mm 、Φ9"－Φ210mm
為了防止铝锭表面滲入进料口，所以通常进料口每边至少要比盛锭筒
小10~15mm。
<4>缩水尺寸(Shrink Size):
依照挤型实际尺寸加大1%来开模。
<5>设计概要：
a。押出比:
空心模－型材断面积：盛锭筒断面积＝(40-60)：1
实心模则在80-100之间﹐挤型情况比较良好。
b。型材肉厚与合金关系﹕
| Tipo de aleación | 挤型外招圆径 | 挤型所需最小肉厚 |
| 6063 | 0~75mm | 0.85mm |
| 75~100mm | 1.15mm | |
| 100~150mm | 1.60mm | |
| 150~200mm | 2.00mm | |
| 200~250mm | 2.50mm | |
| 6061 | 0~75mm | 1.30mm |
| 75~100mm | 1.60mm | |
| 100~150mm | 2.00mm | |
| 150~200mm | 3.00mm | |
| 200~250mm | 4.80mm |
此图片为一空心铝挤型的模具图片。
左上为整套模具，中为上模部分，右为下模部分
铝型材的硬度
铝型材常用的材质是6063-T5，硬度是通过后续的时效处理（即热处理：预热3小时，温度达195±10℃后，保温3小时再出炉风冷）调节控制的。根据产品后续的加工工艺，硬度要求见下表：
| 类 型 | 硬 度 |
| 一般挤型 | WB11-13 |
| 需剖沟，铣削加工的挤型 | WB11-13 |
| 孔径离边缘较近，冲孔易起凹陷及变形的挤型 | WB5-8 |
| 有沉头孔，抽拉孔的挤型 | WB8-10 |
| 需折弯成形的铝板、挤型 | WB5-8 |
| 铝板1050/1100 | WB5-8 |
| 铝挤型料为6063-T5 | WB11-13 |
| 铝挤型料为6061-T6 | WB13-15 |
铝挤型材料检验标准
铝挤型材来料检验标准见下表。手机件铝型材属管材类，用专门制作内腔治具检查内形尺寸及弧度，外观面则通过试打磨，氧化来判定。
挤型厂商制程公差能力状况
| 东 峰 | 金 桥 |
| 厚度公差： 1.5-5 ±0.1 5-10 ±0.15 10以上 ±0.2 外形尺寸公差： 30以下 ±0.15 30-60 ±0.2 60-120 ±0.3 120以上 ±0.4 平坦度： 50以下 0.1 50-100 0.2 100-200 0.3 角度： ±0.5° 挤型孔孔径公差： ±0.08 挤型孔最小： ø1.3 能开挤型最大范围： 外接圆200mm内 | 厚度公差最小： ±0.1 形位公差最小 ： ±0.1 外形尺寸： 0-6 ±0.15 6-30 ±0.2 30-120 ±0.3 120-315 ±0.4 315以上 ±0.5 平坦度： 50以下 0.1 50-200 0.2 200以上 0.25-0.3 角度： ±0.5° 挤型孔孔径公差： ±0.08 挤型孔最小： ø1.6 能开挤型最大范围： 对角线310mm范围内 |
铝挤型设计注意事项
<1>挤型模具区分为﹕平模/桥模/空心模
<1>。公差制定要充分考量厂商制作能力，因铝挤型是在热压状况下成型出模的，产品的公差相对胶件，五金件要大，见上表。
<2>。材料厚度最不宜太薄﹐原则上以0.8mm以上﹐变形量较少，挤型状况较佳，有量产性。
<3>。空心管料厚差别不能太大，一般不大于4倍，否则模具较难修整及挤压。
<4>。正式开模前，须提供详尽的表面工艺效果，因表面处理工艺影响前期挤型模合模线的确定，影响挤型模，五金冲模模具尺寸的取值（喷油会使产品孔径变小，外形变大，内腔变窄，而氧化则相反；喷砂则可造成产品孔径变大，本体薄，或者导致产品变形；拉丝工艺则要考虑材料留出余量）
<5>。挤型材料做不到绝对的尖角，设计上的尖角棱线铝型材会有0。3左右的R角，经后续的抛光，氧化，喷油等工艺，R角会达到0。4左右。
<6>。铝挤型之空心与实心部位比例不得过于悬殊﹐或偏移过大，具体依实际结构而定。
<7>。常见的空心模结构：
右图所示空心管，目前料厚最薄可做到0。7，具体依结构形状尺寸而定
左图所示空心管，四条筋筋的宽度一般在一个料厚左右，不能太宽，太宽会导致外观面产生凹印及水纹，具体依结构形状尺寸而定
右图所示空心管，属喇叭管常用结构，通过在圆柱上攻牙固定其它配件，但圆柱尺寸相对要求要大，不适合用于手机件和MP3等小件产品
左图空心管，也属喇叭管常用结构，异形圆孔可插入一导轨件，导正其它配件
右图所示空心管，也属喇叭管常用结构，圆孔可直接攻牙，或插入铆紧圆钢柱，固定或导正其它配件
<8>。挤型孔设计注意事项
以右图挤型孔标注为例
A处示：挤型孔（铆PIN或装螺丝）之孔径最小直径参考值为1。3（不同厂商不同机台吨位最小值不一样，具体依形状结构而定），孔公差带至少要0。15范围；
B处示：须留出壁厚，壁厚值一般为0.5左右，不可太少，以防止螺丝或PIN打下后膨胀，往外让
C处示：此处加R角R0.5左右，利于挤型模寿命及材料流动；
D处示：此处尺寸需考量挤型厂商的制作可行性，公差可取上限， A处为ø2.0时，需取1.2-1.5mm,A处为ø1.5时需取0.8-1.0mm
空心模的模具进料口
<9>。铝挤型空心模的合模线问题：
如图片所示，空心模结构的产品材料是从四个或二个（根据产品大小来定）进料口挤压进料的，四股材料在模具里面最终融为一体，但在四股材料融合处会产生一条暗线，称合模线。合模线处材质易产生气泡，水纹，杂质等外观不良。
对于表面处理为研磨，氧化类的外观空心管类产品（喇叭管，MP3外壳等），因其外观要求，在开挤型模时应先沟通确认好合模线位置及重要外观保护面和一般外观面，以便挤型厂商开模时将合模线安排在非外观面和次要外观面，以及我司打磨加工时采用特别加工手法以尽量减少和消除合模线的痕迹。
铝挤型表面处理工艺
铝挤型的后加工工艺与铝板金件的加工工艺可完全通用。
铝挤型内置件产品一般采用脱脂清洗工艺；外观件工艺有拉丝，喷砂，氧化，高光，丝印，激光，喷油，二次氧化等
拉（细）丝+喷砂+氧化+丝印
