一种有色金属型材无压余挤压加工方法技术

一种镁合金、铝合金、钛合金型材无压余挤压加工方法，采用长棒料热剪切+热剥皮+前置式模具挤压的无压余挤压加工方法，克服了冷锯切锯口耗损、冷车削、人工搬运、加热等过程造成短棒表面再次污染、及再次产生氧化皮在挤压加工后对型材性能与质量的影响，减短挤压时间，提高挤压效率，降低了镁合金、铝合金、钛合金型材的加工成本，减少能耗、材料耗损、节约电能、经济效益明显提高。

Non pressure remaining extrusion processing method for non-ferrous metal section bar

A magnesium alloy, titanium alloy, Aluminum Alloy extrusion without discard processing method, using long rod material without extrusion processing method of residual pressure hot shear front + heat skinning + extrusion mould, overcomes cold sawing kerf loss, cold turning, manual handling and heating process caused by pollution, again and again the influence of scale on material performance and quality in extrusion processing after short rod surface, shorten the time to improve the efficiency of extrusion, extrusion, reducing the processing cost of magnesium alloy, titanium alloy, Aluminum Alloy profiles, reduce energy consumption, material consumption, energy saving and economic benefits have increased significantly.

【技术实现步骤摘要】
一种有色金属型材无压余挤压加工方法
本专利技术属于金属材料加工
，特别是铝合金、镁合金、钛合金等有色金属型材的挤压成形加工。
技术介绍
铝合金、镁合金、钛合金等轻质有色合金材料具有高比强、高比模、优良工艺性能等诸多优点，在现代工业中发挥着越来越重要的作用。铝合金、镁合金、钛合金等有色合金材料管材、棒材、板材等型材的挤压加工成形，一般是采用铸造合金圆棒作为原始坯料。挤压加工采用流水作业生产方式，先将铸造合金长棒料进行均匀化热处理，切锯到挤压所需的短棒坯料尺寸（一般是采用冷锯切，锯口耗损大），再进行冷车皮加工，然后送入加热炉中进行加热，加热好的铸棒送入挤压机进行挤压，压出的管材、棒材、板材等型材由牵引机牵引，保证挤压材平直。挤压完毕，挤出的管材、棒材、板材等等由滑出台中断锯切断，然后由出料运输机构送至步进式冷床，冷却至室温后，由张力矫直机进行矫直并消除挤压内应力，再由贮料台输送到锯切辊道，由成品定尺锯按需要的定尺长度定尺锯切后，送入下道生产工序或包装入库。传统生产工艺中，铝合金、镁合金、钛合金棒料是采用先切锯成短棒，再车削加工去皮的方法，加工效率低，每根短棒坯料切锯锯口损耗占2%左右。棒料车削表皮厚度3mm左右，加工耗时长。加工去皮后的短棒还要经过人工搬运、装框运输、电加热炉加热到成形温度范围（根据不同材质界定），而后才能进入挤压机进行后续挤压工序。铝、镁、钛等有色金属化学活性高，车削后的短棒在加热过程中与空气接触后，难以避免使合金圆棒表面产生二次氧化层（皮），挤压过程中氧化皮划伤管材、棒材、板材等表面导致挤出挤压型材表面质量较差，或进入挤压材内部造成内部缺陷。另一方面，目前挤压加工所采用的平面桥式模具，合金棒料均需保留20-25mm（耗损5%左右）的挤压残料（也叫挤压压余），经“料筒开锁、剪刀下、剪刀上、料筒闭锁”等四个动作来完成挤压残料压余剪切过程，挤压效率低、原材料利用率低，挤压成本高。普通平面模具保留挤压残料主要有两个原因：（1）防止挤压终了的挤压死角压塌模具；（2）可以把部分短棒坯料所携带的杂质（氧化皮）过滤在挤压残料中。保留挤压残料（压余）对挤压工模具、挤压工艺和挤压制品品质的影响很大：（1）模具进料孔须小于挤压料筒孔径；（2）无法保证短棒坯料所携带的杂质完全留在挤压残料里；（3）缩小模具进料孔直接导致挤压压力大（挤压机动力消耗大）且挤压坯料在料筒内挤压过程温升幅度很大；（4）缩小模具进料孔相应减小了模具分流比，模具腔室内静水压力低，材料焊合不好易产生明显型材焊合纹线。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种铝合金、镁合金、钛合金等有色合金材料管材、棒材、型材、板材等的无压余挤压加工方法，具体是按如下步骤实施：首先将经均质化处理好的铝合金、镁合金、钛合金铸造长棒料送入长棒加热炉加热（加热温度根据不同材质进行设定）。采用热煎机剪切长棒料到挤压所需尺寸的短棒（首先保证了短棒剪切端面洁净无任何杂质）。再送入表层剥皮机进行热剥皮（确保短棒周围也无任何杂质），剥皮厚度2mm左右。然后直接送入挤压机料筒，采用二次融合模具（前置式模具），在高温下无压余挤压加工出管材、棒材、型材、板材等制品。原来完成一个生产周期的挤压步骤是：合金棒料表面切削→短棒加热出炉→料筒闭锁→短棒进挤压机料筒→短棒镦粗→料筒脱气→挤压开始→挤压结束→料筒开锁→剪刀下降（剪切残料）→剪刀上升复位→料筒闭锁现在完成一个生产周期的挤压步骤是：合金长棒料热剪切→短棒剥皮→短棒进挤压机料筒→短棒镦粗→料筒脱气→挤压开始→挤压结束可以看出，一个挤压循环有原来的十个步骤缩短为现在的六个步骤。采用上述长棒料热剪切+热剥皮+前置式模具无压余挤压的加工方法，克服了冷锯切锯口耗损、冷车削、人工搬运、加热等过程造成短棒表面再次污染、及再次产生氧化皮在挤压加工后对挤压管材、棒材、型材、板材等性能与质量的影响，缩短了工艺流程，提高挤压效率。具体实施方式实施例1针对某个中空结构AZ31镁合金型材，其璧厚为3.5mm，外截圆直径为φ82mm，定尺长度5000mm。将直径为178mm，长度为5-6m的AZ31镁合金半连铸棒料均质后送入长棒加热炉，经4-5h加热到420-450℃，在长棒加热炉出料口剪切为400-600mm长度尺寸的挤压所需的短棒坯料，经滑道机构进入热剥皮机，经剥皮机倒口型刀具进行热剥皮后，获得表面光亮洁净的棒料经上料机构直接送入1650吨挤压机挤压料筒，采用二次融合模具（前置式模具），高温挤压成形，后续棒料重复上述动作，实现高洁净型材制品的无压余挤压加工。两个挤压短棒之间结合紧密，可以有效避免厚壁型材的缩尾和成层现象。实施例2针对某个TC4钛合金管材，璧厚为6mm，外截圆直径为φ226mm，定尺长度4000mm。将直径为178mm，长度为5-6m的TC4钛合金长棒料均质后送入加热炉，升温至900-950℃加热5-6h，在长棒加热炉出料口剪切为长度的挤压所需短棒坯料，经滑道进入剥皮机，经热剥皮机倒口型刀具剥皮后，获得表面光亮洁净的棒料经上料机构直接送入挤压料筒，采用二次融合模具（前置式模具）高温挤压成形，后续棒料重复上述动作，实现型材制品的无压余挤压加工。实施例3针对某个中空结构6082铝合金型材，其璧厚为3mm，外截圆直径为φ156mm，定尺长度4000mm将直径为178mm，长度为5-6m的6082铝合金半连续铸造棒料均质后送入长棒加热炉，升温至450-500℃加热5-6h，在长棒加热炉出料口剪切为400-600mm长度的挤压短棒坯料，经滑道进入剥皮机，经剥皮机倒口型刀具热剥皮后，获得表面光亮洁净的棒料，经上料机构直接送入挤压料筒，采用二次融合模具（前置式模具）高温挤压成形，后续棒料重复上述动作，实现无任何杂质的型材制品无压余挤压加工。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁合金、铝合金、钛合金型材的加工工艺，其特征在于：对镁合金、铝合金、钛合金铸造棒料均质后采用热剪切+热剥皮+前置式模具无压余挤压的加工方式，克服了加热、挤压加工对型材性能与质量的影响，减短挤压时间，提高挤压效率，降低了镁合金、铝合金、钛合金型材的加工成本。

【技术特征摘要】
1.一种镁合金、铝合金、钛合金型材的加工工艺，其特征在于：对镁合金、铝合金、钛合金铸造棒料均质后采用热剪切+热剥皮+前置式模具无压余挤压的加工方式，克服了加热、挤压加工对型材性能与质量的影响，减短挤压时间，提高挤压效率，降低了镁合金、铝合金、钛合金型材的加工成本。2.根据权利要求1所述的镁合金、铝合金、钛合金型材的加工工艺，其特征在于，对镁合金、铝合金、钛合金铸造长棒料进行加热剪切剥皮获得高洁净的挤压短棒坯料。3.根据权利要求1所述的镁合金、铝合金、钛合金型材的加工工艺，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永兵，饶立强，邸伟，
申请(专利权)人：机械科学研究总院先进制造技术研究中心，中国舰船研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11