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铝型材挤压变形过程中温度变化控制工艺

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铝型材挤压变形过程中温度变化控制工艺

发布日期:2019-10-10 作者:青岛铝型材配件 点击:

    铝型材挤压生产过程中,挤压温度对铝型材的组织、性能影响很大。而影响挤压温度的因素除了铸锭在挤压前的加热温度外,金属在变形过程中,由于外界施加的力,使得金属发生塑性变形时的变形能中的极小部分消耗在金属原子点阵发生畸变,使内能增加外,绝大部分将转变为热能。铝型材挤压生产时,金属与工具的摩擦,包括模孔部分和挤压筒部分的摩擦,产生摩擦热。也就是说,挤压做功时大部分都转变成了热能,这些热能使变形金属的温度升高,也可能使相关工、模具的温度有所上升。

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将挤压时做功所产生的热量分为3部分:

Q₁-------包括外力Rs、Tz做功时除发生点阵畸变外所产生的热量;

Q₂-------金属与挤压筒壁摩擦即Tt做功所产生的热量;

Q₃------金属与挤压模壁摩擦即Td做功所产生的热量。

计算在上述同等挤压条件下产生的温升,取k=0.9,则正挤压,Lo-L*=65.89:

∆t=(0.9×347958.04×65.89)/(1.063×103010.8×2.7)=69.8℃

反挤压:

∆t=(0.9×326602.85×71.39)/(1.063×103010.8×2.7)=71.0℃

上述计算结果表明,挤压2A12铝型材,挤压筒直径∅420mm,挤压温度400℃,镦粗后铸锭长度为743.9mm,正挤压残料长度85mm,反挤压残料长度30mm,其温升没有明显差异。

在生产实践中测得反向挤压2A11铝棒材挤出的铝型材前端温度比铸锭的实际温度高20-50℃,尾端温度比前端高5-10℃,即挤压2A11合金引起的温升为∆t=20-60℃,比2A12合金计算的结果略低,但其变形抗力也比2A12铝型材低。可见计算结果与实际温升基本上也是吻合的。当然随着挤压过程中条件的变化,温升也随之产生波动,实际温升波动较大是正常现象。

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但是,有几个问题需要说明 :

(1).计算时忽略了镦粗变形产生的形变热。

(2)取系数k=0.9,未再考虑铝型材与挤压筒壁之间的热传导。

(3)正、反挤压铸锭长度相同,但残料长度不一致,正挤压为85mm,反挤压为30mm。若反挤压所留残料与正挤压相同,则反挤压计算的温升为65.5℃,比正挤压低4.3℃。

(4)无论是正挤压还是反挤压,提高挤压速度会使温升迅速增高。当速度提高到一定程度时,可能形成一绝热过程,引起某些低熔点物质熔化,产生严重裂纹,甚至引起部分铝型材熔化。


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