如何有效提升铝型材挤压的生产效率及实践途径

于洪强

摘 要： 我国工业建设的快速发展带动我国整体经济建设发展迅速，为我国快速进入现代化科学技术发展阶段贡献力量。随着中国城市化、工业化进程的不断加快和完善，最近几年，中国铝型材加工行业得到了突飞猛进的发展。目前中国的工业铝型材，相比国外发达地区而言，无论是在结构占比还是在生产、研发、设计方面，仍处于一个比较落后的阶段，很多实际的生产工艺和技术都还处在不断摸索和完善当中。

关键词： 铝型材挤压;生产效率;实践途径

【中图分类号】TG146.2+1 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.40.248

引言：高科技技术的快速发展使得我国各行业有了新的发展机遇和发展空间，推动我国整体经济建设的快速发展。铝型材产品生产如果仅仅依赖于传统经验设计与试模返修传统生产模式显然已经无法满足现代化生产与经济发展需求。而现代铝型材挤压生产是非常重视提高模具设计加工成功率与挤压成品率的，就当前的铝合金半成品生产而言，需要合理运用挤压成型工艺，这其中就直接关乎挤压模具的优劣、挤压速度的快慢以及挤压成品的产量与质量，因此有效提升铝型材挤压生产效率是企业发展当务之急。

1 铝型材微观结构

合金由于具有中等强度、良好的耐蚀性和焊接性能而被广泛应用于铝型材，其与钢材相比，具有相似的强度，但是耐腐蚀性却明显更优，此外，Al-Mg-Si合金还具有易于成形以及易于表面改性处理（着色、上珐琅等）的特性，可满足市场多样化发展需求。目前，我国铝型材中95%以上均采用了Al-Mg-Si合金。然而，随着现代化对铝合金材质要求的提高，传统Al-Mg-Si合金的强塑性已经无法满足现代化的使用要求。在此基础上，科研工作者尝试采用微合金化和形变强化等方法来进一步提升铝型材的强塑性，但是，有效的微合金化元素（Er、Sc等）通常价格昂贵而不适宜于建筑铝型材量大、面广开发与应用，有效的大塑性变形技术（等径角挤压、高压扭转变形、累积叠轧等）虽然能够有效地提高强度，但是塑性会有不同程度的降低，此外，较高的加工成本以及复杂的制备工艺也是制约其应用的关键。

2 工业铝型材挤压生产特点

工业铝型材大多是根据用户自身的需求来进行设计和生产的，目前暂时没有形成一个统一、规范的国家或者行业生产标准。相比建筑铝型材而言，工业铝型材大多对材质、性能、尺寸公差等都有较严格的要求。工业铝型材的利润看起来会比较高，但其生产难度相比建筑铝型材也会大很多，对生产企业提出的技术要求会更高。尤其是那些断面比较复杂、尺寸公差不好控制的产品，如果在实际生产过程中不能很好的掌握其生产规律和生产技巧，到时势必会产生大量的报废和退货，最终也会给企业造成不可估量的损失。

3 铝型材挤压作业的基本注意要点

一般来说，铝合金型材挤压加工模具工作条件相对恶劣，在挤压过程中需要经过高温、高压、高摩擦作用才能成型。为此，作业中需要采用到高强耐热合金钢，而针对合金钢的表面处理工艺过程相当复杂，这为模具加工带来了一系列困难。其次，为了有效提高铝型材挤压加工模具的使用寿命，确保其产品表面品质，还需要对模腔工作带的粗糙度进行分析，保证其粗糙度达到0.8-0.4μm，同时保证模子平面粗糙度保持在1.6μm以下。因此在制模过程中需要采取特殊抛光工艺与抛光设备才能完成。第三，考虑到铝型材挤压产品正在朝高、精、尖方向发展，所以针对型材与管材的壁厚要求必须有所改变，可以将其管材壁厚降到0.5mm以内，同时保证铝型材挤压公差也在±0.05mm以内，如此进行铝型材挤压可得到超高精度产品。一般来说，铝型材挤压作业中要求模具制造精度都达到0.01mm左右，这是传统工艺所无法达到的，因此必须采用更新工艺与新型专用设备，例如可采用数控车床、数控加工中心以及慢走丝加工等先进高精密加工设备。

4 增加工作带长度

工作带是保证挤压零件形状、尺寸和表面质量的区段，其摩擦阻力可以调整金属流速，合理设计不等长的工作带可以提高型材断面各部分金属流速的均匀性，减少挤压过程中的附加应力和挤压后零件内的残余应力，防止型材变形与开裂。右上方悬臂处的原始工作带长度为5mm，为了增大此处的流动阻力，将悬臂处工作带分别增加1、2、3mm，速度差和速度均方差随工作带长度变化，随着悬臂处工作带长度的增加，速度均方差不断降低。综合型材生产质量要求和工作带对模具使用寿命的影响，不再对工作带进行延长。

5 挤压各工序控制要点

①开模，由于工业铝型材的验收暂时没有固定的执行标准，工业铝型材开模时都是完全按照客户提供的图纸要求包括跟客户沟通的实际情况来安排开模的，不同的客户和型材，对实际产品的尺寸精度可能会有比较大的差别，为此，要求开模时一定要严格对照图纸要求进行开模，每个点位、每个角度的尺寸都要尽量考虑周全和到位。由于大部分的工业铝型材对表面质量要求比较高，为此，在生产工业铝型材时，铝棒的质量首先要得到足够的保障，铝棒的化学元素含量和配比一定要精确。②挤压力和流速控制，为了控制好产品的出材质量和尺寸精度，尤其是在生产对受力比较敏感容易造成模具报废的型材时，挤压力要尽量调低一点。对于结构复杂，客户对产品表面质量本身要求比较高的产品，出材时要特别注意控制好挤压的实际流速。③勤刮料胆，在正常开机过程中一定要注意勤刮料胆，尤其是在生產对表面质量缺陷比较敏感的氧化料、砂有色料时，一般每生产一批就要清一次料胆。对表面质量要求比较高的型材，同时要严格控制好同一套模具连续上机的时间，看到表面质量无法达到客户生产要求时就要及时安排卸模，等氮化、抛光好之后再重新安排上机生产。

6 铝型材挤压产品成品率

这里所指代的铝型材挤压产品成品率代表了工序成品率，它是以车间作为单位进行计算分析的，在众多工序中就包含了挤压工序。挤压工序决定了铝型材挤压生产成品率的高低，因为它与产品的基本结构、铸锭品质、变换频率、工艺技术等等都有关系。若要提高铝型材挤压产品成品率其第一步就要做到减少甚至消除废品，然后从技术层面、生产指标方面、生产检查等等方面多下功夫，多元化提升铝型材挤压产品成品率。

结语：有效提升铝型材挤压的生产效率的实践途径非常之多，但他们都是提升生产效率、增加生产效益的有效方法。企业在改变铝型材生产客观因素的同时也希望提出更多主动性问题解决方法，最大限度提高铝型材挤压以及其它生产效率。

参考文献

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