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工業(yè)鋁型材擠壓速度的確定與控制
艾普斯 丨 2016.12.26 丨 1979
生產(chǎn)實踐表明,工業(yè)鋁型材擠壓速度對不同鋁合金型材的影響是不同的,對2系、7系以及鎂含量較高的5系鋁型材的影響表現(xiàn)最為明顯;鋁型材擠壓過程中略加提速就可能產(chǎn)生裂紋,略微減速裂紋就可能消失;但有例外,對含鉛、鉍的2011等鋁合金型材,如果采用硬鋁合金的正常擠壓速度,則鋁型材表面可能產(chǎn)生疤痕狀缺陷,完全破壞了表面的平滑性或光潔度。對3A21、3003、6063等軟鋁合金,則只要在鋁型材擠壓溫度范圍之內(nèi),無論快速擠壓還是慢速擠壓,只會對表面光潔度產(chǎn)生輕微影響,不會出現(xiàn)裂紋等惡性缺陷,造成這些現(xiàn)象的原因是鋁型材本質(zhì)和擠壓溫升綜合作用的結(jié)果。
工業(yè)鋁型材擠壓過程中所施外力促使金屬變形時所做的功,除極小部分使金屬的晶體點陣發(fā)生畸變,作為內(nèi)能被金屬保留下來外,其余均成為變形熱和摩擦熱,使得變形金屬與其想接觸的工、模具產(chǎn)生溫升;鋁型材擠壓時做功越大,產(chǎn)生的熱量越高,溫升越高。
做功的大小決定于鋁合金的變形抗力或者說鋁合金的硬化系數(shù);而鋁合金的硬化系數(shù)或變形抗力又與鋁型材擠壓速度密切相關(guān)。鋁型材擠壓速度提高,產(chǎn)生的變形熱和摩擦熱增加,引起鋁合金溫度上升;在正常情況下,做功產(chǎn)生的熱量一小部分會通過工、模具帶走,余下部分才會使鋁合金溫度升高。當鋁型材擠壓速度達到某一定值時,可能會成為一絕熱過程,即鋁型材擠壓過程產(chǎn)生的所有熱量來不及散逸,全部由變形鋁型材吸收,使得變形鋁型材的溫度急劇升高;隨著鋁型材溫度的升高,其屈服強度與抗拉強度隨之降低。
工業(yè)鋁型材擠壓速度增快,溫度升高,鋁型材抗拉強度降低;表面金屬疊加后產(chǎn)生的工作拉力和應(yīng)力時,就會出現(xiàn)裂紋,裂紋的狀態(tài)取決于裂紋向深部擴展的速度和鋁型材的流出速度的相互關(guān)系;第一條裂紋出現(xiàn)以后,疊加后形成的工作拉應(yīng)力得到釋放,應(yīng)力減小,從而使裂紋向深部擴展的速度減慢。若υw為等減速擴展,則每一瞬間裂紋加深值為Δr,而鋁型材以固定速度υ1移動ΔZ值,其結(jié)果得到裂紋如圖1所示。當此裂紋擴展到一定深度后,該局部的附加應(yīng)力消失,裂紋停止發(fā)展;隨后金屬又呈周期性的出現(xiàn)裂紋,如圖2所示,直到調(diào)整擠壓速度為止。
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工業(yè)鋁型材擠壓過程中所施外力促使金屬變形時所做的功,除極小部分使金屬的晶體點陣發(fā)生畸變,作為內(nèi)能被金屬保留下來外,其余均成為變形熱和摩擦熱,使得變形金屬與其想接觸的工、模具產(chǎn)生溫升;鋁型材擠壓時做功越大,產(chǎn)生的熱量越高,溫升越高。
做功的大小決定于鋁合金的變形抗力或者說鋁合金的硬化系數(shù);而鋁合金的硬化系數(shù)或變形抗力又與鋁型材擠壓速度密切相關(guān)。鋁型材擠壓速度提高,產(chǎn)生的變形熱和摩擦熱增加,引起鋁合金溫度上升;在正常情況下,做功產(chǎn)生的熱量一小部分會通過工、模具帶走,余下部分才會使鋁合金溫度升高。當鋁型材擠壓速度達到某一定值時,可能會成為一絕熱過程,即鋁型材擠壓過程產(chǎn)生的所有熱量來不及散逸,全部由變形鋁型材吸收,使得變形鋁型材的溫度急劇升高;隨著鋁型材溫度的升高,其屈服強度與抗拉強度隨之降低。
工業(yè)鋁型材擠壓速度增快,溫度升高,鋁型材抗拉強度降低;表面金屬疊加后產(chǎn)生的工作拉力和應(yīng)力時,就會出現(xiàn)裂紋,裂紋的狀態(tài)取決于裂紋向深部擴展的速度和鋁型材的流出速度的相互關(guān)系;第一條裂紋出現(xiàn)以后,疊加后形成的工作拉應(yīng)力得到釋放,應(yīng)力減小,從而使裂紋向深部擴展的速度減慢。若υw為等減速擴展,則每一瞬間裂紋加深值為Δr,而鋁型材以固定速度υ1移動ΔZ值,其結(jié)果得到裂紋如圖1所示。當此裂紋擴展到一定深度后,該局部的附加應(yīng)力消失,裂紋停止發(fā)展;隨后金屬又呈周期性的出現(xiàn)裂紋,如圖2所示,直到調(diào)整擠壓速度為止。
圖1
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圖2
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