鋁合金材料擠壓機大部分塑化區(qū)域的應力狀態(tài)為三軸不均勻壓縮。因此,可以在不影響材料稠度的情況下進行大的塑性變形,最大延伸系數(shù)約為300,平均約為50。這是擠壓工藝的主要優(yōu)點,大的變形需要大的力。鋁合金材料在一次擠壓操作中可以獲得的變形規(guī)模的主要限制不是材料的脫粘現(xiàn)象像許多其他工藝一樣,而是工具的強度。當擠出的型材離開工具時,用水或空氣冷卻,然后抽出,仍然處于可塑狀態(tài)。這消除了鋁合金中積累的應力,同時允許達到預期的和正確的型材尺寸。然后對型材進行切割并通過冷熱硬化獲得極限強度。
在大應變的情況下,使用熱擠壓,因為在冷擠壓時,力是如此之高,工具不能承受載荷。大變形的冷擠壓只能對軟材料(如純鋁)進行。鋁合金材料是最常用的,其全球消耗量也是最大的。全球每年對鋁的需求量約為2900萬噸。大約2200萬噸是新鋁,700萬噸是回收鋁廢料。使用回收鋁既經(jīng)濟又環(huán)保。生產(chǎn)1噸新鋁需要14000千瓦時。相反,重熔和回收一噸鋁只需要5%的能量。原始和回收的鋁合金[2]在質(zhì)量上沒有區(qū)別。鋁合金材料經(jīng)過熱處理,因為它們在固態(tài)中具有可變的溶解度。
一個偽二元Al-Mg2Si體系,可變固溶度曲線允許鋁合金材料熱處理。在塑性加工后(如擠壓),這些合金的過飽和和人工時效應用。過飽和后,合金迅速冷卻,然后加熱到適當?shù)臏囟?,以析出硬化相。硅板出現(xiàn)在富硅合金中。所有顯示針形的相位都與鋁基體。Al-Mg-Si合金的擠壓溫度在400℃~ 500℃之間,使所有相都溶解在合金中形成固溶體。因此,為了防止Mg2Si非共格相的析出,擠壓后需要對合金進行快速淬火??焖俅慊鸨3至薓g和Si引起的合金固溶體的過飽和和高密度的空位,這也是快速冷卻的結(jié)果。過飽和之后是時效過程(圖5)。時效溫度為165℃~ 185℃,直到達到最大硬度T6狀態(tài)。
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