一种挤压模具及铝合金型材的挤压方法技术

本发明专利技术提供了一种挤压模具及铝合金型材的挤压方法。挤压模具，包括本体；挤压通道，挤压通道设于本体中，贯穿本体；挤压通道包括依次相连的导流槽、锥形槽和工作带；导流槽、锥形槽和工作带的截面形状相同。铝合金型材，由于调整了成分比例、挤压工艺参数和挤压模具，因此硬度≥HB95，表层和截面粗大晶粒≤94μm。表层和截面粗大晶粒≤94μm。表层和截面粗大晶粒≤94μm。

【技术实现步骤摘要】
一种挤压模具及铝合金型材的挤压方法


[0001]本专利技术属于铝合金型材制造
，具体涉及一种挤压模具及铝合金型材的挤压方法。

技术介绍

[0002]6061型铝合金具有优异的力学性能、良好的阳极氧化效果和中等强度的力学性能，是制造设备外壳等框体结构的优秀材料。相较于其他铝合金，6061型铝合金制备的工件，特别是相机镜头等光学产品，更牢固、更薄、更耐磨，外观更亮。
[0003]常规的6061型铝合金型材的制备方法，型材中会出现再结晶和非再结晶两种不同组织，其中非再结晶氧化后会出现氧化条纹和色泽暗淡等不良缺陷；再结晶为等轴晶粒，氧化后，外观效果较佳；但若只有再结晶组织，而无非再结晶组织，也会出现粗大再结晶相，影响铝合金型材的性能。并且，若以常规的方法制备铝合金棒材，其原料的推进速度只有0.5mm/s～1.5mm/s，若制备截面为圆角矩形等异型铝合金型材，则原料的推进速度更慢。
[0004]正向挤压作为最为普遍的挤压技术，常用来制备6061型铝合金型材，在正向挤压过程中，若采用常规的挤压模具，在模具中心部位的原料流速大于边缘流速，不同部位原料所受挤压力不同，因此会出现表层粗晶和截面粗晶，氧化后，产品表面会出现明显的花斑，影响产品的外观。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。
[0006]为此，本专利技术的第一方面提供了一种挤压模具，通过平衡模具中原料的流速以及所受的再结晶驱动力，缓解了铝合金型材表面和截面形成粗大再结晶晶粒的问题。<br/>[0007]本专利技术的第二方面提供了一种铝合金型材的挤压方法，通过加大铝合金型材的制备速度，加大了铝合金原料所受的再结晶驱动力，增大了再结晶相的比例。
[0008]一种制备铝合金型材的挤压模具，包括
[0009]本体；
[0010]挤压通道，所述挤压通道设于所述本体中，贯穿所述本体；所述挤压通道包括依次相连的导流槽、锥形槽和工作带；所述导流槽、锥形槽和工作带的截面形状相同。
[0011]根据本专利技术的一些实施方式，所述截面形状，为多边形、圆形、圆角多边形中的一种。
[0012]根据本专利技术的一些实施方式，所述截面形状，为圆角矩形。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述导流槽、锥形槽和工作带的截面尺寸大小为：导流槽≥锥形槽≥工作带。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述锥形槽，深度h为10mm～30mm。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，所述锥形槽，锥度θ为3
°
～5
°
。
[0016]所述工作带的作用是，使所述铝合金型材成型。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述挤压模具，所述工作带还连接有出料台阶。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述出料台阶与所述本体、导流槽、锥形槽和工作带在同一轴线上。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，所述出料台阶为筒状，孔径尺寸大于所述工作带的截面尺寸。
[0020]所述出料台阶孔径大于所述工作带截面尺寸的目的是：避免新制铝合金型材与所述出料台阶的筒壁接触，进而防止所述新制铝合金型材被刮花，影响外观。
[0021]本专利技术提供的挤压模具，由于导流槽和锥形槽的开口形状，与在所述工作带中成型的铝合金型材的截面形状相同，因此在锥形槽中，原料各部分的流速和受到的再结晶驱动力趋于相同，因此生成的铝合金型材各部分组织更均匀，缓解了表面、截面生成粗大再结晶晶粒，和表面存在夹层组织的问题。
[0022]若挤压模具不设置导流槽，或导流槽的开口形状与铝合金型材截面形状不同，则在锥形槽中，原料中心部分流速快于边缘部分的流速，且越接近出口端，该情况约严重。这种锥形槽中的流速差异，导致金属的塑性变形是不均匀的，受到的再结晶驱动力也是不同的，因此会出现表面、截面形成粗大再结晶晶粒的问题，还会出现表面存在夹层组织的问题。
[0023]一种铝合金型材的挤压方法，包括以下步骤：
[0024]S1.将铝合金原料加热后保温；
[0025]S2.将步骤S1处理后的铝合金原料送入所述的挤压模具中挤压成型。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中，所述铝合金原料包括以下质量百分比计的组分：
[0027][0028]锰≤0.10％，
[0029]铬≤0.10％，
[0030]钛≤0.10％。
[0031]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中，所述铝合金原料中，所述镁与所述硅的质量百分数之比为1.4～1.7。
[0032]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中，所述铝合金原料中，所述镁与所述硅的质量百分数之比为1.5～1.6。
[0033]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中，所述铝合金原料中，添加镁和硅主要目的是提升强度：镁和硅会形成Mg2Si时效强化相，随其含量的增加，所述铝合金型材的硬度和抗拉屈服强度会随之增加。
[0034]由于镁与硅的质量百分数之比为1.4～1.7，因此有一部分硅与镁形成Mg2Si时效强化相，其余的硅和其他的杂质元素进行反应。
[0035]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中，所述铝合金原料中，若所述镁与硅的质量百分数之比＞1.7，即降低所述硅的添加量，则由于其他的杂质元素不能被有效的消耗，会影响氧化外观，还会影响强度等性能。
[0036]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中，所述铝合金原料中添加铁，一方面可提高所述铝合金型材的强度，另一方面可促进再结晶晶核的形成。
[0037]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中，所述铝合金原料中，所述铁与所述硅的质量百分数之和≤0.7％。
[0038]若所述铁与所述硅的质量百分数之和＞0.7％，则虽可提升所述铝合金型材的强度、再结晶晶核形成的数量，但是所述铁、硅形成的杂相含量也会提升，进而影响所述铝合金型材氧化后的外观性能。
[0039]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中，所述铝合金原料中，添加铜可提高沉淀相的弥散度，有利于提高所述铝合金型材的强度及表面阳极氧化后的光泽度。
[0040]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中，所述铝合金原料中，添加锰和铬的目的是：促进所述铝合金型材中纤维晶的形成，进而避免粗大再结晶晶粒的形成；但若添加过量，形成纤维晶的比例增大，则所述铝合金型材氧化后会出现线条和黯淡的外观问题。
[0041]在均匀化处理时，锰、铬分别和铝发生反应，产生相变，生成MnAl6和CrAl7相，具体反应如式(1)和(2)所示。
[0042]6Al+Mn
→
MnAl6ꢀꢀ
(1)。
[0043]7Al+Cr
→
CrAl7ꢀꢀ
(2)。
[0044]生成的MnAl6和CrAl7相会阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度；也会细化再结晶组织的晶粒，增大所述铝合金型材再结晶的难度；也会增加所述铝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种挤压模具，其特征在于，包括本体；挤压通道，所述挤压通道设于所述本体中，贯穿所述本体；所述挤压通道包括依次相连的导流槽、锥形槽和工作带；所述导流槽、锥形槽和工作带的截面形状相同。2.根据权利要求1所述的挤压模具，其特征在于，所述截面形状，为多边形、圆形、圆角多边形中的一种。3.根据权利要求1所述的挤压模具，其特征在于，所述锥形槽，锥度θ为3
°
～5
°
。4.根据权利要求1所述的挤压模具，其特征在于，所述工作带还连接有出料台阶。5.一种铝合金型材的挤压方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将铝合金原料加热后保温；S2.将步骤S1处理后的铝合金原料送入如权利要求1至4任一项所述的挤压模具中挤压成型。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正阳，刘志成，周旺，刘博，吴火亮，
申请(专利权)人：广东和胜工业铝材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：