工业铝型材挤压速度确定和挤压效应产生原因

生产实践表明，工业铝型材挤压速度对不同铝合金型材的影响是不同的，对2系、7系以及镁含量较高的5系铝型材的影响表现最为明显；铝型材挤压过程中略加提速就可能产生裂纹，略微减速裂纹就可能消失；但有例外，对含铅、铋的2011等铝合金型材，如果采用硬铝合金的正常挤压速度，则铝型材表面可能产生疤痕状缺陷，完全破坏了表面的平滑性或光洁度。对3A21、3003、6063等软铝合金，则只要在铝型材挤压温度范围之内，无论快速挤压还是慢速挤压，只会对表面光洁度产生轻微影响，不会出现裂纹等恶性缺陷，造成这些现象的原因是铝型材本质和挤压温升综合作用的结果。

工业铝材挤压过程中所施外力促使金属变形时所做的功，除极小部分使金属的晶体点阵发生畸变，作为内能被金属保留下来外，其余均成为变形热和摩擦热，使得变形金属与其想接触的工、模具产生温升；铝型材挤压时做功越大，产生的热量越高，温升越高。

做功的大小决定于铝合金的变形抗力或者说铝合金的硬化系数；而铝合金的硬化系数或变形抗力又与铝型材挤压速度密切相关。YD散热器工业铝材挤压速度提高，产生的变形热和摩擦热增加，引起铝合金温度上升；在正常情况下，做功产生的热量一小部分会通过工、模具带走，余下部分才会使铝合金温度升高。当铝型材挤压速度达到某一定值时，可能会成为一绝热过程，即铝型材挤压过程产生的所有热量来不及散逸，全部由变形铝型材吸收，使得变形铝型材的温度急剧升高；随着铝型材温度的升高，其屈服强度与抗拉强度随之降低。

工业铝合金型材挤压速度增快，温度升高，铝型材抗拉强度降低；表面金属叠加后产生的工作拉力和应力时，就会出现裂纹，裂纹的状态取决于裂纹向深部扩展的速度和铝型材的流出速度的相互关系；第一条裂纹出现以后，叠加后形成的工作拉应力得到释放，应力减小，从而使裂纹向深部扩展的速度减慢。若υw为等减速扩展，则每一瞬间裂纹加深值为Δr，而铝型材以固定速度υ1移动ΔZ值，其结果得到裂纹如图1所示。当此裂纹扩展到一定深度后，该局部的附加应力消失，裂纹停止发展；随后金属又呈周期性的出现裂纹，如图2所示，直到调整挤压速度为止。

工业铝型材挤压效应产生的原因：

（1）冷冻板铝型材挤压使制品处在强烈的三项压应力状态和二项压缩一项延伸变形状态，制品内部金属流动平稳，晶粒皆沿挤压力方向流动，使制品内部形成较强的织构，即制品内部大多数晶粒的晶向和挤压方向趋于一致。对面心立方晶格的铝型材制品来说，方向是强度最高的方向，从而使得工业铝型材制品纵向的强度提高。

（2）Mn、Cr等高再结晶元素的存在，使工业铝型材挤压制品内部结构在热处理后仍保留着加工织构，而未发生再结晶。Mn、Cr等元素与铝组成的二元系状态图的特点是，结晶温度范围窄，在高温下固溶体中的溶解度很小，所以形成的过饱和固溶体在结晶过程中分解出Mn、Cr等金属间化合物MnAl6、CrAl7弥散质点，并分布在固溶体内树枝状晶的周围构成网状膜。又因Mn、Cr在铝中的扩散系数很低，且Mn在固溶体中也妨碍着金属自扩散的进行，这也就阻碍了工业铝型材再结晶过程的进行，使工业铝型材制品内部再结晶温度提高，在进行热处理加热时工业铝型材制品内部发生不完全再结晶，甚至不发生再结晶，所以工业铝型材挤压制品内部在随后热处理仍保留着加工组织。应特别指出，工业铝型材挤压效应只显现在制品内部，至于其外层，常因有粗晶环而使工业铝型材挤压效应消失。

铝挤压型材出现短条、划线缺陷的几个原因如下：

特性反映：

呈白色有一定深度，在铝型材表面上纵向分布，断续或零星出现，铝合金型材尾端多于前端严重时氧化后呈灰黑色。

产生原因：

（一）：铝挤压筒，铝挤压垫之间的配合尺寸超差，铝的颗粒金属压入

（二）：铝挤压模具使用过久，硬度不够。

（三）：挤压速度与挤压温度过快过高，棒质量很差。

在一条平行的线上，断续出现短条白色划线，这是由模孔造成的。不规律的短条白色划线则是金属颗粒压入所致，这是挤压工具尺寸的配合超差。

消除办法：

名挤压筒，挤压垫之间的配合尺寸不超过0.1mm，挤压筒的工作部分与非工作部分（挤压筒进料口倒角口）不超过1.0mm。铝挤压模具工作带光滑无齿口，硬度保证。铝棒质量合格，铝挤压工艺正确。

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