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第一篇 铝合金挤压1

第一章 概述&梁世斌1

1.1挤压方法的特点及分类1

1.1.1正挤压法2

1.1.2反挤压法3

1.2挤压时金属的流动特点4

1.2.1挤压时金属的应力与应变4

1.2.2挤压时金属的变形过程5

1.3挤压力及其影响因素7

1.3.1挤压力-挤压轴行程曲线（示功图）7

1.3.2挤压力的组成8

1.3.3影响挤压力的主要因素8

1.3.4挤压力计算公式11

1.4挤压时的温度、速度条件12

1.4.1挤压时的温度变化12

1.4.2挤压时的温度条件12

1.4.3挤压时的速度条件14

1.5影响金属流动的主要因素14

1.5.1挤压方法15

1.5.2金属强度16

1.5.3温度16

1.5.4挤压工具16

1.5.5其他工艺参数18

1.6挤压制品的组织及性能19

1.6.1弹性区、缩尾、成层19

1.6.2挤压制品的组织23

1.6.3粗晶环24

1.6.4挤压制品的机械性能29

1.6.5挤压效应31

第二章 铝合金建筑型材及软合金挤压技术&梁世斌 刘静安36

2.1铝合金建筑型材工艺选择36

2.1.1挤压工具的准备36

2.1.2 6063合金铸锭的加热38

2.1.3挤压工艺参数41

2.1.4挤压残料44

2.1.5挤压制品的冷却44

2.1.6挤压制品的矫直45

2.1.7成品锯切46

2.2铝合金型材断面难度判断47

2.2.1决定制品加工难度极限的因素47

2.2.2决定制品生产难度的因素50

2.2.3断面生产难度分级的意义61

2.3客户图纸审查61

2.3.1断面加工图纸的基本要求61

2.3.2审图62

2.4等温挤压与快速挤压63

2.4.1概述63

2.4.2挤压时的温度变化63

2.4.3实现等温挤压的方法与关键技术措施65

2.4.4软铝合金的快速热挤压技术78

2.5多孔模挤压83

2.5.1概述83

2.5.2一模多出挤压的特点与优点84

2.5.3一模多出挤压的基本条件与关键技术85

2.5.4空心型材一模多出挤压模设计与生产工艺实例93

2.6软合金挤压工艺103

2.6.1软合金与硬合金的分类103

2.6.2软合金的挤压特点104

2.6.3 1 × × ×系合金挤压工艺104

2.6.4 3003合金挤压工艺104

2.6.5散热器型材的挤压技术105

第三章 铝合金大断面型材挤压技术&刘静安108

3.1铝合金大断面型材的特点及其分类108

3.1.1大断面型材的界定108

3.1.2铝合金大断面型材的特点108

3.1.3铝合金大断面型材的分类110

3.2铝合金大断面型材的市场需求及发展前景112

3.3铝合金大断面型材常用合金及其性能与用途113

3.3.1常用合金的化学成分与特性113

3.3.2变形铝合金的可挤压性120

3.4铝合金大断面型材的挤压方法、工艺流程及基本生产条件与要求123

3.4.1铝合金大断面型材的挤压方法123

3.4.2铝合金大断面型材的生产工艺流程与参数确定的原则130

3.4.3铝合金大断面型材的基本生产条件与要求133

3.5铝合金大断面型材的挤压技术及工艺要点142

3.5.1概述142

3.5.2大断面壁板型材的挤压技术与工艺要点142

3.5.3航天航空用大断面型材的挤压技术与工艺要点分析160

3.5.4现代交通运输用大断面型材挤压技术、工艺特点及举例170

3.5.5绿色建筑铝合金大断面型材挤压技术及工艺特点分析与举例181

3.6铝合金大断面型材生产过程的质量控制及主要缺陷分析189

3.6.1生产过程的质量控制189

3.6.2铝合金大断面型材的主要缺陷（废品）分析191

第四章 铝合金反向挤压技术&刘静安195

4.1工作原理、特点、分类及生产线配置196

4.1.1工作原理196

4.1.2特点及选择原则197

4.1.3反挤压方法的分类200

4.1.4反向挤压生产线203

4.2反向挤压金属的变形行为、力学条件、产品特点及生产工艺程序206

4.2.1金属的流动与变形行为206

4.2.2铝合金反向挤压过程的应力状态、分布及挤压力的计算210

4.2.3铝合金反向挤压制品及其组织、性能特征和质量分析与控制216

4.2.4铝合金反向挤压的工艺操作程序及主要工艺参数确定原则220

4.3典型铝合金制品反挤压工艺要点分析及新技术研发举例242

4.3.1硬铝合金棒材反挤压技术及工艺要点分析242

4.3.2铝及铝合金管材反向挤压工艺要点244

4.3.3 6061合金工业型、棒材反向挤压技术及工艺研究246

4.3.4反向挤压时工艺条件对6061合金棒材和管材粗晶环的影响研究253

4.3.5 5056合金无缝管材反挤压工艺的研究与优化256

4.3.6高效反向挤压工艺的特点及其开发应用260

4.3.7铸锭热剥皮技术在反向挤压中的应用研究266

4.3.8 45 MN双动反向挤压机生产线及其主要技术特性270

4.3.9 50 MN正/反向挤压机的改造及反挤压工艺研究275

4.3.10 30 MN双动反向在线穿孔硬铝合金无缝管材挤压生产线研制与应用279

第五章 铝合金无缝管材挤压技术&宋禹田283

5.1管材定义、分类及用途283

5.1.1管材定义283

5.1.2管材分类283

5.1.3管材用途283

5.2管材生产方法284

5.3挤压无缝管材285

5.3.1分类285

5.3.2生产工艺流程285

5.4挤压力和穿孔力286

5.4.1管材变形指数计算286

5.4.2管材挤压力的计算286

5.4.3管材穿孔力的计算288

5.4.4作用于针上的前拽力计算293

5.5无缝管材挤压工艺293

5.5.1正向挤压与反向挤压294

5.5.2空心锭挤压与实心锭挤压294

5.5.3固定针挤压与随动针挤压296

5.5.4润滑挤压与无润滑挤压297

5.6工艺编制298

5.6.1铸锭选择298

5.6.2工艺参数的确定300

5.7变断面无缝管挤压304

5.7.1渐变断面无缝管生产305

5.7.2阶段变断面无缝管生产306

5.7.3周期性变断面无缝管生产306

5.7.4生产变断面无缝管的意义307

5.8无缝管材挤压工序质量控制308

5.8.1二次挤压毛料的检验与质量控制308

5.8.2压延和拉伸管毛料的检验与质量控制308

5.8.3挤压成品管材的检验与质量控制309

5.9管材主要废品及预防措施311

5.9.1挤压管材的主要缺陷分析311

5.9.2无缝铝合金管材主要缺陷及产生原因311

5.10挤压铝合金无缝管材的工具312

5.10.1挤压模具312

5.10.2挤压轴312

5.10.3挤压筒312

5.10.4挤压垫片313

5.10.5挤压针313

5.11无缝空心型材生产315

第六章 铝合金精密型材挤压技术&张晗 高森田 周旺318

6.1概述318

6.1.1铝合金精密型材的特点318

6.1.2铝合金精密型材的分类320

6.1.3铝合金精密型材的发展现状与趋势321

6.2铝合金精密型材的生产技术322

6.2.1概述322

6.2.2影响精密铝合金型材精度的主要因素322

6.3铝合金精密型材主要工艺参数的确定原则326

6.4铝合金精密挤压材生产产品举例328

6.4.1汽车散热器用铝合金口琴管挤压生产工艺及模具技术328

6.4.2小型腔大悬臂空心型材平面分流组合模的设计和制造331

6.4.3 18 MN挤压机上的DL1401宽展保护模设计334

6.4.4 18 MN挤压机上DL8653型材宽展保护模设计337

6.4.5 16.8 MN挤压机ZD100型材宽展模设计338

6.4.6 12.5 MN挤压机上的SY400型材宽展模设计339

6.5铝合金精密挤压型材常见的质量问题340

6.5.1表面沾黏（pickup）341

6.5.2精密挤压的表面撕裂344

6.5.3精密挤压型材的强度346

第七章 高强度铝合金挤压技术&梁世斌347

7.1高强度铝合金挤压技术的特点347

7.2 2×××系合金挤压技术350

7.2.1 2×××系铝合金的基本特性及用途350

7.2.2 2 × × ×系铝合金的挤压特性及技术352

7.3 5× × ×系合金挤压技术354

7.3.1 5 × × ×系合金特性及常用合金354

7.3.2挤压工艺的选择357

7.3.3 5 × × ×系合金的组织、力学性能及应用358

7.4 7× × ×系合金挤压技术361

7.4.1 7 × × ×系合金基本特性及用途361

7.4.2 7×××系合金挤压工艺371

7.5高强度铝合金阶段变断面挤压生产技术373

7.5.1阶段变断面型材的品种与用途373

7.5.2阶段变断面型材的挤压方法374

7.5.3阶段变断面型材的挤压工艺374

7.6高强度铝合金制品精整矫直378

7.6.1拉伸矫直378

7.6.2辊压矫直379

7.6.3辊压矫直中的主要缺陷和废品383

7.6.4压力矫直384

7.6.5手工矫直384

第八章 挤压制品检验及品质控制&梁世斌385

8.1挤压制品的检验385

8.1.1制品的尺寸检验386

8.1.2挤压型材室温力学性能检验389

8.1.3挤压型材表面品质的检验396

8.1.4挤压型材组织检验396

8.2挤压制品检验相关技术标准399

8.3挤压制品品质控制402

8.3.1挤压制品成品率控制402

8.3.2挤压废品产生的原因及消除方法408

8.3.3力学性能不合格废品及消除方法409

8.3.4外形尺寸不合格的废品及消除方法410

8.3.5表面废品产生的原因及消除方法411

第九章 挤压机及配套设备&梁世斌416

9.1挤压机416

9.1.1挤压机概况416

9.1.2挤压机分类416

9.1.3现代挤压机特点419

9.1.4挤压机生产能力计算421

9.1.5挤压机的选择原则424

9.1.6挤压筒内径的选择426

9.1.7挤压机验收标准428

9.1.8挤压机结构及参数428

9.2挤压生产线配套设备445

9.2.1铸锭热剥皮机445

9.2.2自动上棒、输棒机械手447

9.2.3铸锭加热炉448

9.2.4模具加热炉457

9.2.5模具自动流体抛光机458

9.2.6自动开模机460

9.2.7牵引机461

9.2.8冷床461

第二篇 铝合金热处理464

第十章 热处理概述&梁世斌464

10.1热处理分类464

10.1.1第一类退火——再结晶退火465

10.1.2第二类退火——相变（重）再结晶退火465

10.1.3淬火466

10.1.4时效（回火）467

10.1.5化学热处理467

10.2热处理状态代号468

第十一章 退火&梁世斌474

11.1铸锭的均匀化退火474

11.1.1铸锭均匀化退火的目的474

11.1.2铸锭均匀化退火的分类474

11.1.3均匀化退火机理475

11.1.4均匀化退火制度的确定原则475

11.1.5铸锭均匀化退火对加热炉及装炉的要求477

11.2回复、再结晶退火479

11.2.1冷变形金属组织和性能变化479

11.2.2回复479

11.2.3冷变形铝及铝合金加热时发生的主要过程480

11.2.4再结晶481

11.2.5晶粒长大485

11.2.6铝合金的退火软化曲线485

11.2.7退火工艺选择487

第十二章 淬火&梁世斌494

12.1固溶及脱溶494

12.2淬火加热温度的选择原则495

12.3过烧温度及影响因素495

12.4淬火加热温度497

12.5淬火加热保温时间500

12.5.1淬火保温时间的选择500

12.5.2淬火保温时间对力学性能的影响500

12.5.3淬火加热保温时间501

12.6淬火转移时间501

12.7淬火时的冷却速度502

12.8淬火时的冷却介质503

12.9淬火水槽504

12.10在线淬火504

12.10.1实现在线淬火的条件505

12.10.2实现在线淬火的可能性505

12.10.3在线淬火实例506

12.10.4在线淬火的常用冷却形式507

12.10.5设计在线淬火时主要考虑的因素509

12.10.6赛福公司具有代表性的在线淬火系统509

12.10.7在线淬火新方法511

12.11淬火炉513

第十三章 时效&梁世斌517

13.1时效机理517

13.1.1脱溶的一般序列及其特征517

13.1.2硬化区的形成519

13.1.3时效过程的几个阶段520

13.2过饱和固溶体的分解过程522

13.2.1二元系合金523

13.2.2三元系合金523

13.3时效方法的选择523

13.3.1自然时效和人工时效523

13.3.2分级时效524

13.3.3形变热处理527

13.4时效温度和时间对铝合金力学性能的影响529

13.4.1时效温度和时间对材料性能的影响529

13.4.2时效硬化曲线530

13.5影响时效效果的因素533

13.5.1合金的化学成分533

13.5.2时效温度533

13.5.3淬火到人工时效中间停放时间的影响534

13.6时效工艺选择535

13.6.1最佳时效工艺条件536

13.6.2影响时效效果的因素536

13.6.3不同时效工艺的能耗比较537

13.7回归现象544

13.7.1回归现象的特点544

13.7.2回归处理应注意的问题545

13.7.3回归再时效处理546

13.8时效炉547

13.8.1对时效炉的基本要求547

13.8.2时效炉的主要参数547

13.8.3现代新型时效炉举例548

第十四章 主要缺陷及废品&梁世斌550

14.1过烧550

14.2粗大晶体551

14.3片层状组织552

14.4气泡552

14.5力学性能不合格553

14.6淬火不均匀553

14.7淬火裂纹553

14.8扭曲554

14.9热处理引起的腐蚀555

参考文献556