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关于铝合金型材挤压工艺与技术要求的简单介绍

2019-02-08
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说到铝合金型材的材质,铝合金因为质轻美观、良好的导热性和易加工成复杂的形状,被广泛地用于散热器材上。铝型材散热器材主要有三种类型:扁宽形,梳子形或鱼刺形;圆形或椭圆圆形外面散热片呈放射状;树枝形。它们的共同特点是:散热片之间距离短,相邻两散热片之间形成一个槽形,其深宽比很大。壁厚差大,一般散热片薄,而其根部的底板厚度大。因此给散热型材的模具设计、制造和生产带来很大的难度。

铝合金型材有一部分尺寸较小、形状对称的产品比较容易生产,大部分铝合金型材扁宽形,外形尺寸较大,有的不对称,散热片之间的槽形深宽比很大,其生产难度较大。需要从铸锭、模具、挤压工艺几方面配合,才能顺利生产出铝合金型材。挤压铝合金型材用的合金需要具有良好的可挤压性和导热性,一般用的有1A30、1035和6063等合金。目前普遍使用较多的是6063合金,因为它除了有良好的可挤压性、导热性外,还有较好的力学性能。铝合金型材的生产要从铸锭的质量、模具的材质和设计、减少挤压力以及挤压工艺等方面着手。

一、对模具的要求

因为铝合金型材的模具都是许多细长的齿,要承受很大的挤压力,每个齿都要有很高的强度和韧性,如果彼此之间的性能有很大的差异,就容易使强度或韧性差的那些齿产生断裂。因此模具钢材的质量可靠,需要使用质量可靠的厂家生产的H13钢材,或选用优良的进口钢材。模具的热处理十分重要,要用真空加热淬火,要采用高压纯氮淬火,可以保证淬火后模具的各部分性能均匀。淬火后要采取三次回火,使模具的硬度保证在HRC48~52的前提下,具有足够的韧性。这是防止模具断齿的重要条件。

二、挤压工艺

铝合金型材生产的关键是挤压模具的一次试模,有条件的话,可以先在电脑上做模拟试验,看模具设计的工作带是否合理,然后在挤压机上试模。一次试模十分重要,操作手要让主柱塞前进上压时在低于8MPa的低压力下慢速前进,需要有人用电筒光线照看模具出口处,等挤压模具的每一个散热片都均匀挤压模孔后,才能逐渐加压加速进行挤压。试模成功后继续挤压时,应注意控制好挤压速度,做到平稳操作。生产铝合金型材时应注意模具的加热温度,要使模具温度与铸锭温度相近。若温差太大,由于上压时挤压速度慢,会使金属温度下降,易产生堵模或流速不均匀的现象。

铝合金型材要能顺利挤压成功,关键是模具的设计要合理,制造要准确。一般尽量避免铸锭直接挤压到模具工作带上。对于扁宽的梳形铝合金型材,设计一个中间较小、两边较大的导流模,使金属往两边流,减少模具工作带上的挤压力,而且使其压力分布均匀。由于散热器型材断面的壁厚差大,设计模具工作带时要相应保持它们的差别,即壁厚大的地方工作带要特别加大,可以大到20mm~30mm,而齿尖的位置要突破常规,把工作带减到小。总之要保证金属在各处流动的均匀性。对于扁宽形散热器,为保证模具有要求的刚度,模具的厚度要适当增加。厚度增加量约30%~60%。模具的制作也要十分精细,空刀要做到上下、左右、中间保持对称,齿与齿之间的加工误差要小于0.05mm,加工误差大容易产生偏齿,即散热片的厚薄不均匀,甚至会产生断齿的现象。

对于设计比较成熟的断面,用嵌镶合金钢模具也是一个较好的方法,因为合金钢模具有较好的刚性和耐磨性,不易产生变形,有利于铝合金型材的成形。


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