鋁型材生產(chǎn)的首道工序是熔鑄，其經(jīng)過(guò)配料、熔煉和鑄造等步驟，最終制成鋁型材常用的原料“圓鑄棒”。然后再根據(jù)鋁型材的產(chǎn)品斷面設(shè)計(jì)、制造出模具，利用擠壓機(jī)將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形，在擠壓時(shí)還有一個(gè)風(fēng)冷淬火過(guò)程及其后的人工時(shí)效過(guò)程，以完成熱處理強(qiáng)化。今天，我們就一起來(lái)看看鋁合金擠壓的基礎(chǔ)知識(shí)。

工藝簡(jiǎn)介

擠壓成形是對(duì)盛在容器（ 擠壓筒） 內(nèi)的金屬錠坯施加外力，使之從特定的�？字辛鞒�，從而獲得所需斷面形狀和尺寸的一種塑性加工方法，如圖1所示。

圖1 金屬擠壓的基本原理

目前，汽車用擠壓鋁材90％以上是用6系合金生產(chǎn)的，用2系、5系與7系合金擠壓的僅是少數(shù)。

圖2 鋁棒

優(yōu)缺點(diǎn)

擠壓加工具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1 提高金屬的變形能力

純鋁的擠壓比可以達(dá)到500，純銅的擠壓比可達(dá)400，鋼的擠壓比可達(dá)40－50。對(duì)于一些采用軋制、鍛壓等其他方法加工困難的乃至不能加工的低塑性難變形金屬和合金，甚至有如鑄鐵一類脆性材料，也可以采用擠壓法進(jìn)行加工。

圖3 擠壓模具

2 制品綜合質(zhì)量高

擠壓變形可以改善金屬材料的組織，提高其力學(xué)性能，特別是對(duì)于一些具有擠壓效應(yīng)的鋁合金，其擠壓制品在淬火時(shí)效后，縱向（擠壓方向）力學(xué)性能遠(yuǎn)高于其他加工方法生產(chǎn)的同類產(chǎn)品。

圖4 擠壓機(jī)

3 產(chǎn)品范圍廣

擠壓加工不僅可以生產(chǎn)斷面形狀簡(jiǎn)單的管、棒、線材，而且還可以生產(chǎn)斷面形狀非常復(fù)雜的實(shí)心和空心型材、制品斷面沿長(zhǎng)度方向分階段變化和逐漸變化的變截面型材。尺寸范圍也非常廣，從斷面外接圓直徑達(dá)500－1000mm的超大型管和型材，至斷面尺寸有如火柴棒大小的超小型精密型材。

圖5 部分鋁擠壓型材斷面圖

（圖片來(lái)自鋁型材加工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)）

當(dāng)然，擠壓工藝也有一定的局限性，如制品組織性能不均勻；擠壓工模具的工作條件惡劣、工模具耗損大；生產(chǎn)效率較軋制低等。

分類

根據(jù)擠壓方向不同，擠壓工藝可分為：正向擠壓、 反向擠壓、側(cè)向擠壓。

1 正向擠壓

擠壓過(guò)程中制品流出方向與擠壓軸運(yùn)轉(zhuǎn)方向相同的擠壓方法稱為正擠壓，如圖6所示。正向擠壓是最基本的擠壓方法。

圖6 正向擠壓原理圖

2 反向擠壓

金屬擠壓時(shí)制品流出方向與擠壓軸運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反的擠壓，稱為反擠壓，如圖7所示。反擠壓主要用于鋁合金管材與型材的熱擠壓成形，以及各種鋁合金零件的冷擠壓成形。

圖7 反向擠壓原理圖

3 側(cè)向擠壓

金屬擠壓時(shí)制品流出方向與擠壓軸運(yùn)轉(zhuǎn)方向垂直的擠壓，稱為側(cè)向擠壓，如圖8所示。反擠壓主要用于鋁合金管材與型材的熱擠壓成形，以及各種鋁合金零件的冷擠壓成形。

圖8 側(cè)向擠壓原理圖

工藝流程

廣義的鋁擠壓過(guò)程可以說(shuō)是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程就開(kāi)始了，因?yàn)槲覀儗?duì)產(chǎn)品的性能要求主要取決于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)形狀，而產(chǎn)品的形狀直接決定了擠壓模具的形狀。詳細(xì)的流程如圖9所示。

圖9 鋁擠壓流程圖

實(shí)際的擠壓是從擠壓用鋁鑄棒開(kāi)始，鋁鑄棒在擠壓前必須加熱使其軟化，加熱好的鋁鑄棒放入擠壓機(jī)的盛錠筒內(nèi)，然后由大功率的油壓推動(dòng)擠壓桿，擠壓桿的前端有擠壓墊，這樣被加熱變軟的鋁合金在擠壓墊的強(qiáng)大壓力作用下從模具精密成型孔擠出，得到最終的產(chǎn)品，具體的操作過(guò)程如圖10所示。

圖10 型材生產(chǎn)實(shí)物展示

鋁棒就是擠壓過(guò)程的坯料，擠壓用鋁棒可以是實(shí)心也可以是空心的，通常是圓柱體，長(zhǎng)度由擠壓盛錠筒決定。鋁棒通常是通過(guò)鑄造成型，也有的鍛造或粉末鍛壓成型。通常是由調(diào)好合金成分的鋁合金棒材鋸切而成。鋁棒通過(guò)加熱爐一般加熱至450度，之后被送至成型，最終大約有10％的鋁棒被剩余在盛錠筒內(nèi)。

總結(jié)

中國(guó)鋁型材工業(yè)經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，成為了世界上鋁型材生產(chǎn)大國(guó)。從鋁擠壓材的品種來(lái)看，我國(guó)鋁擠壓材主要以鋁型材為主。中國(guó)的擠壓鋁型材工業(yè)一直保持產(chǎn)量快速發(fā)展和產(chǎn)能過(guò)剩局面。

目前，國(guó)內(nèi)車型對(duì)鋁材的應(yīng)用熱情還不是很高，鋁材在我國(guó)汽車行業(yè)中的發(fā)展空間還很大。并且，我們對(duì)鋁型材的連接技術(shù)也用得較為局限，這些都是我們接下來(lái)應(yīng)該研究的內(nèi)容！