【铝管厂家】等温疾速挤压技术在国际铝型材消费的运用

在基本的铝及铝合金型材冷挤压全过程中，因为挤压成型全过程中形变溫度的持续提升，造成金属复合材料在挤压成型的全部全过程中，其出模口不一样位置的具体溫度造成很大的起伏。模口不一样一部分的温差，会造成制品横断面上的机构特性不匀称，乃至造成歪曲、裂痕等较比较严重的缺点。全部挤压成型全过程中模口周边的溫度转变，会造成产品首尾机构特性不匀称，而等温过程挤压成型是处理这一难题最好是的方法。

等温过程挤压成型的特性便是要保证 在全部挤压成型全过程中，模孔周边形变区金属材料的溫度持续保持稳定或基本上稳定，尽可能维持金属材料形变抵抗力和金属材料流动性的匀称性，使模孔的工作压力不会改变或基本上不会改变，进而得到较高的挤压成型速率，另外挤压成型铝型材的样子与规格精准、机构与特性沿横断面和长短方位匀称性也得到提升．因而，执行等温过程挤压成型，对提升铝合金型材挤压成型产品的生产效率与品质均具备十分关键的实际意义．

1 铝合金型材等温过程挤压成型的完成方法

为确保等温过程挤压成型生产制造标准，现阶段关键有三种方式来完成，一是对浇铸选用梯度方向加温或开展梯度方向制冷，根据浇铸温度场来赔偿挤压成型的升温，完成等温过程挤压成型；此外一种是应用溫度-速率闭环控制系统系统软件，根据出入口溫度的精准测量并即时意见反馈用以操纵主缸的挤压成型速率，完成等温过程挤压成型；第三种是根据挤压成型主要参数的热-力藕合模拟仿真，即对挤压成型全过程的速率、溫度主要参数开展热-力藕合模拟仿真，用热-力藕合模拟仿真的溫度-速率曲线图，对挤压成型速率开展操纵[1-3]。

根据典型性的挤压成型成型極限图可看到等温过程挤压成型的危害：挤压成型一个给出商品的工作能力在左边遭受所需工作压力的限定，在右边遭受铝合金表层质量曲线图的限定。全部铸棒务必以同一溫度挤压成型（即图1中箭头符号所显示部位），才可以做到较大 的挤压成型速率，从而我们可以见到等温过程挤压成型对挤压成型速率有多大危害。

2 世界各国等温过程挤压成型技术性研究现状

2.1 出入口溫度-挤压成型速率闭环控制系统系统软件

自20世纪九十年代逐渐，海外一些大的铝制品加工企业研发持续开发设计出多种类型的等温过程挤压成型自动控制系统，如1995年逐渐西班牙Optalex公司推广其新产品研发的Optalex控温挤压成型自动控制系统，该系统软件是一套根据对铝型材出入口溫度实时监测意见反馈并调节挤压成型速率的溫度-速率闭环控制系统系统软件，由荷兰阿列罗得市（Alleroed）阿卢马可企业（Alumac）开发设计，现阶段已国外美铝（Alcoa），加铝（Alcan）、阿尔玛格（Almag）等一批世界顶级铝合金型材挤压成型生产厂商中安裝，其与一般匀速挤压成型比照平面图如图2所显示。

从图2能够看得出，在一般挤压成型标准下，主缸速率是基本上稳定的，而出入口溫度会伴随着挤压成型的开展持续上升，直到一个挤压成型周期时间的完毕，而等温过程挤压成型全过程则是出入口溫度基本上稳定，主缸速率成曲线图转变，并可节省挤压成型時间10%-30%，据报道该系统软件控温线性度做到±3℃，可让每台连续挤压机生产量提升10%-20%，废弃物降低2%-5%，大大的地提升了生产率和产品品质。

2.2 挤压成型主要参数的热-力藕合模拟仿真

由法国SMS企业开发设计的CADEX系统软件，是根据挤压成型热-力藕合模拟仿真的等温过程挤压成型系统软件，该系统软件被用以该企业的挤压成型生产制造中。该系统软件的基本上原理为:对挤压成型胚料开展匀称加温，精确测量其进到连续挤压机前的溫度，并做为系统软件的键入溫度，依据热-力藕合模拟仿真的溫度-速率曲线图与键入溫度标准值，对挤压成型速率开展操纵。

初期的CADEX系统软件，不含有出入口温度的测量设备，彻底根据挤压成型热-力藕合模拟仿真的結果，以后，SMS 企业对CADEX系统软件开展了改善，开发设计出了CADEX2 系统软件。该系统软件安置了电子光学高温测温仪，用以检测胚料的通道与出入口溫度，还安置了一套数据收集系统软件，用以纪录挤工作压力、挤压成型速率等主要参数，系统软件用以挤压成型匀称加温的胚料与梯温加温的胚料。

2.3 中国等温过程挤压成型科学研究

中国铝挤压成型起源于二十世纪五六十年代，从九十年代前期逐渐铝合金型材挤压成型进入了迅猛发展的时期，殊不知，尽管在我国铝连续挤压机台总数多，但连续挤压机自动化技术水平低，绝大多数连续挤压机或是借助职工依据表层质量情况凭工作经验调整挤压成型速率，中国一部分铝挤压成型公司引入了出入口溫度红外线测温系统软件，但关键用以出入口温度监测，沒有开展数据信号意见反馈用以操纵挤压成型设备缸速率。

近些年，中国在仿真模拟等温过程挤压成型行业也开展了一些探寻[5-12]，但大多数是根据有限元分析或是基础理论数值进行开展的，与具体情况有一定差别。2008年在广东财政局适用下，凤铝等公司协同北科大等高等院校一起开展了等温过程迅速挤压成型系统软件武器装备与加工工艺科研开发，其基本上构想是设计方案三重闭环控制系统系统软件：主缸速率-出入口溫度闭环控制系统系统软件、液态氮总流量-出入口溫度闭环控制系统系统软件及其浇铸溫度-梯度方向制冷水流量闭环控制系统系统软件，并将三重闭环控制系统系统软件在一个控制板上信息系统集成，完成等温过程迅速挤压成型。

科学研究挤压成型溫度、挤压成型速率、模貝溫度等加工工艺主要参数对铝型材出入口溫度的危害规律性，并根据数学课重归创建等温过程挤压成型自动控制系统实体模型，是完成等温过程挤压成型技术性的核心技术。为了更好地设计方案之上系统软件，最先针对挤压成型全过程中在不一样的挤压比，不一样的挤压成型溫度及其模貝溫度标准下的出入口升温，模貝升温等主要参数开展了收集，以凤铝企业的8884a型号规格和51P08做为参照型号规格，在800T连续挤压机上的升温采集数据结果显示：在不一样挤压成型速率（挤压成型设备缸速率6、8、11mm/s）、不一样胚料溫度（480、500、520℃）和不一样模貝溫度（420、450℃）标准下，挤压成型溫度在挤压成型逐渐的20毫米行程安排内陡然升高75~100℃，接着趋于平稳，而在尾端50毫米范畴的内侧略微降低；挤压成型速率越来越快则挤压成型升温越高，而胚料溫度越高而挤压成型升温越小，在较高挤压成型速率（挤压成型设备缸速率11mm/s）下，模貝溫度越高而挤压成型升温越高，而在较低速率（6、8毫米/s）下，模貝溫度未发生显著危害。

根据之上对挤压成型升温影响因素的剖析，运用评测数据信息重归创建6063铝型材出入口升温数学分析模型，对完成速率-溫度闭环控制系统的等温过程挤压成型具备十分关键的指导作用，合作项目企业北科大在早期数据收集的基本上，对其开展了多元回归分析，得到挤压成型出入口升温数学分析模型为[13 ]：

式中 ，

，

运用重归个人所得工作经验实体模型，对不一样加工工艺标准的挤压成型出入口升温开展测算，其結果与评测結果相符合，差值低于±10%。图3为胚料溫度480℃、挤压成型速率11mm/s、模貝溫度420℃时，挤压成型升温实体模型测算值与平均误差的前后对比，图上出入口升温平均误差与测算值是比较合乎的，因而该实体模型可用以具体生产制造中铝型材出入口升温的预测分析。

图3 连续挤压机出入口升温测算值与平均误差的较为

在这里研究基础上，开发设计了等温过程挤压成型自动控制系统，其操纵程序界面及自动控制系统网络结构图如图4和图5所显示。

本系统软件中，基本自动化技术选用SIEMENS SIMATIC S7-200 PLC和高端HMI，进行溫度收集、追踪、逻辑性操纵和主缸速率操纵；PLC系统根据I/O口、以太网接口与人机接口界面相互连接，获得生产制造数据信息、实体模型数据信息和操纵指令，并根据I/O对闸阀开展相对应操纵，如启闭、调整、起停、速率操纵等；HMI服务中心采用Pentium IV标准配备并与PLC通信，进行实体模型设置、数据处理方法、步骤表明、警报/表格等工作中,现阶段，该系统软件早已进到调节环节。

3 结语

文中阐述了铝等温过程挤压成型的完成方法，关键详细介绍了铝合金型材等温过程挤压成型技术性的世界各国科学研究及运用现况，尤其是中国的研究现状，以求为此项研究课题出示工作经验参考。等温过程迅速挤压成型针对产品规格精密度操纵，机器设备生产率的提升都是有巨大的实际意义，也是现阶段世界各国挤压成型技术性的关键差别之一，中国应当增加该技术性与武器装备的科技攻关幅度，尽早完成该武器装备与技术性的国内生产制造的运用。