鋁合金型材是通過(guò)擠壓、軋制、拉伸等工藝將鋁合金坯料加工成具有特定截面形狀(如矩形、圓形、異形)的長(zhǎng)條狀材料,核心優(yōu)勢(shì)是 “輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、易加工、可回收”,兼具美觀(guān)性與經(jīng)濟(jì)性。
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鋁合金型材的生產(chǎn)以 “擠壓工藝” 為主(占比超 80%),輔以表面處理與深加工,形成完整的制造鏈,具體流程如下:
1. 原料準(zhǔn)備:合金熔煉與鑄錠
合金配料:根據(jù)目標(biāo)型材的合金牌號(hào)(如 6063、6061),按比例混合高純度鋁錠(99.7% 以上)、合金元素(如 Mg 錠、Si 粉、Cu 錠)及精煉劑(如六氯乙烷,去除雜質(zhì));
熔煉鑄造:將配料加入 “反射爐” 或 “感應(yīng)爐”,在 700-750℃下熔融,熔融鋁液經(jīng)精煉(去除氣體、雜質(zhì))后,通過(guò) “半連續(xù)鑄造機(jī)” 鑄造成圓形或方形的鋁棒(鑄錠)(直徑通常 90-200mm,長(zhǎng)度 3-6m);
均勻化處理:將鋁棒放入退火爐,在 500-550℃下保溫 4-8 小時(shí),消除鑄錠內(nèi)部的成分偏析與內(nèi)應(yīng)力,提升后續(xù)擠壓的塑性與均勻性。
2. 核心工藝:擠壓成型(決定截面形狀)
擠壓是將鋁棒加工成特定截面型材的關(guān)鍵步驟,分為 “正向擠壓” 與 “反向擠壓”,其中正向擠壓因設(shè)備成本低、適用性廣,占主流應(yīng)用:
鋁棒加熱:將均勻化后的鋁棒送入 “加熱爐”,加熱至 450-520℃(不同合金溫度不同,如 6063 為 480-500℃),使鋁棒軟化(塑性提升);
模具準(zhǔn)備:根據(jù)型材截面設(shè)計(jì) “擠壓模具”(材質(zhì)為 H13 熱作模具鋼,經(jīng)淬火 + 回火處理,硬度 HRC45-50),模具內(nèi)設(shè)有與型材截面一致的 “??住?,并安裝在擠壓機(jī)的 “模座” 上;
擠壓成型:
正向擠壓:擠壓機(jī)通過(guò) “擠壓軸” 以 10-50MPa 的壓力將加熱后的鋁棒推向模具,鋁棒在高壓下通過(guò)???,形成與??仔螤钜恢碌拈L(zhǎng)條狀型材;
牽引與定尺:型材從模具擠出后,由 “牽引機(jī)” 勻速牽引(速度 1-10m/min,根據(jù)截面復(fù)雜度調(diào)整),并通過(guò) “飛鋸” 按設(shè)定長(zhǎng)度(如 6m、9m)切割;
在線(xiàn)淬火(熱處理強(qiáng)化):對(duì)于需要高強(qiáng)度的型材(如 6061、6063),擠壓后立即通過(guò) “在線(xiàn)淬火裝置”(噴水或風(fēng)冷)快速冷卻(冷卻速度≥150℃/min),使合金元素(如 Mg、Si)固溶在鋁基體中,為后續(xù)時(shí)效處理做準(zhǔn)備。
3. 時(shí)效處理:提升力學(xué)性能
時(shí)效處理是通過(guò)加熱使固溶在鋁基體中的合金元素析出,形成細(xì)小的強(qiáng)化相(如 Mg?Si),從而提升型材強(qiáng)度,分為 “自然時(shí)效” 與 “人工時(shí)效”:
自然時(shí)效:將淬火后的型材在室溫(20-30℃)下放置 4-7 天,強(qiáng)度緩慢提升(如 6063 型材自然時(shí)效后抗拉強(qiáng)度達(dá) 150-180MPa),適合對(duì)強(qiáng)度要求不高的場(chǎng)景(如裝飾型材);
人工時(shí)效:將型材放入時(shí)效爐,在 120-180℃下保溫 2-6 小時(shí)(如 6061-T6 需 175℃保溫 4 小時(shí)),強(qiáng)度快速提升(6061-T6 抗拉強(qiáng)度≥276MPa),適合承重、結(jié)構(gòu)件(如汽車(chē)型材、工業(yè)框架)。
4. 深加工:適配具體應(yīng)用
根據(jù)客戶(hù)需求,對(duì)型材進(jìn)行切割、鉆孔、折彎、組裝等深加工:
切割:用數(shù)控鋸床切割成精確長(zhǎng)度(公差 ±0.5mm);
鉆孔:用數(shù)控鉆床在型材上加工安裝孔(如螺絲孔);
折彎:用折彎?rùn)C(jī)將型材折成特定角度(如 90° 直角,用于框架拼接);
組裝:將多根型材通過(guò)角碼、螺絲連接成成品(如門(mén)窗框、貨架)。