CN106269956B - 一种轻合金型材的整形工艺 - Google Patents

Abstract

本发明主要公开了一种轻合金型材的整形工艺，其技术方案：包括如下步骤：1)配料；2)原料混合；3)原料输送；4)连续挤压成型；5)利用矫直机分别对型材的左右两侧面进行矫直处理，对型材的上下两侧面进行平整性矫正；6)冷却定型；7)利用离子风机对型材进行去静电处理；8)加工产品切割成符合要求的长度；9)表面处理，利用喷涂设备上色以及利用镀膜机镀膜；10)成品检验。本发明解决现有型材结构简单，截面性能有限、成材率低的问题，自动性能高，稳定性好，提高型材的强度和生产数量，产品材质均匀、质量高、成品率高。

Description

一种轻合金型材的整形工艺

技术领域

本发明涉及一种轻合金型材的整形工艺。

背景技术

型材是铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料(如塑料、铝、玻璃纤维等)通过轧制、挤出、铸造等工艺制成的具有一定几何形状的物体。轻合金是指密度小于5克/立方厘米的合金，一般是铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡等的合金。随着科学的进步和社会的发展，轻合金制成的板材已经被广泛使用，应用范围也越来越广。现有技术的轻合金型材加工工艺制造成本高，型材的成型性能差，笔直度差，容易出现变形、弯曲等现象，很难实现大批量生产；且合金型材在生产过程中容易与其他设备产生摩擦，从而使合金型材的表面产生聚集大量的静电荷，聚集的静电荷会产生高压，对操作的检查人员、电气设备和仪表等造成静电影响；并且静电会吸附板材附近的细小灰尘到型材表面，污染型材，影响型材质量。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的诸多不足，提供一种轻合金型材的整形工艺，解决现有型材结构简单，截面性能有限、成材率低的问题，自动性能高，稳定性好，提高型材的强度和生产数量，产品材质均匀、质量高、成品率高。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种轻合金型材的整形工艺，包括以下步骤：

1)配料：根据需要生产的具体合金牌号，计算出各种合金成分的添加量，合理搭配各种原材料。

2)原料混合：将不同的原材料根据计算出的数量和比例，按照工艺要求从进料斗加入到混料室内，通过搅拌装置搅拌均匀，并利用加热板进行预热，预热温度为50℃～120℃，预热时间为8～15min；加快挤压速度，减少后期挤压加热的负担。

3)原料输送：将混合好的原料输送到料筒内，利用电磁加热器加热料筒，料筒的加热温度为200℃～500℃，将原料熔融，同时利用驱动装置螺旋运动，将原料输送到挤出机，边加热、边输送、边粉碎，并去除熔体内的杂渣和气体，将磁感线均匀缠绕在料筒的外侧，采用整体式加热的方法，使其温度保持一致，减少产品内应力，避免形变不统一，提高产品挤压质量。

4)挤压成型：调整好挤出机的中心位置和挤压力，使挤出机与料筒保持直线型，使型材能顺利地完全通过挤出机，输送到挤出机的原料通过导流管进入到整形模具内，采用连续挤压的方法，将金属原料连续不断地送入整形模具内，使原料在整形模具内单向挤压成型，获得无限长制品，提高产品的产量，加快产品的加工速度，挤压速度为0.5～5m/min。

5)矫直处理：

a、利用滚动式矫直机对初步成型的型材进行矫直处理，将矫直辊分别安装在型材的左右两侧，且每隔0.5～1m安装一对矫直辊，利用调节机构调节矫直辊之间的距离，使矫直辊上的压轮分别抵触在型材的左右两侧，且型材顺利从矫直辊之间通过；利用矫直辊从左右两侧面对型材进行直线形矫正；

b、将平衡辊安装在型材的上侧，与矫直机底部的输送辊平行设置，利用调节机构调节平衡辊和输送辊之间的距离，使平衡辊上的压紧轮和输送辊分别抵触在型材的上下两表面，型材从平衡辊和输送辊之间顺利通过；利用平衡辊和输送辊对型材的上下两侧面进行平整性矫正。

6)冷却：通过矫直处理后的型材接着经过冷却装置的处理，使型材冷却定型。

7)消除静电：通过在冷却装置设置的离子风机对型材进行去静电处理，离子风机产生大量的带有正负电荷的气流，将物体上所带的电荷中和掉，当型材表面所带电荷为负电荷时，离子风机吸引气流中的正电荷；当型材表面所带电荷为正电荷时，离子风机吸引气流中的负电荷，等量正负电荷接触，使电性中和，离子风机与型材之间的距离为10～20cm；减少型材因摩擦而产生静电，对操作、检查人员、电气设备和仪表造成静电损害，也不会吸附灰尘污染板材，离子风机起到既消除静电又去除灰尘的作用。

8)切割：利用标尺确定产品的长度，当运输到指定长度后，通过自动切割器自动对型材进行切割，使其达到符合要求的长度。

9)表面处理。

10)成品检验：用超声波进行探伤，探伤标准为A级探伤，探伤合格的为合格成品，探伤不合格的为废品；将废品重新熔融处理。

进一步，在步骤9)中，表面处理包括

a、抛光处理：利用上砂轮和下砂轮分别对型材的上下两面进行打磨、去毛刺，去除表面裂纹和缺陷，得到平整光滑的表面，在抛光的同时利用输送机进行输送，实现边输送边抛光，提高抛光效率。

b、酸碱洗：将纯碱放入碱槽中，将酸液放入到酸槽中，将碱槽和酸槽均加热至350℃～450℃，再将抛光处理好后的型材放入碱槽中10～15min，清除表面粘附的各种油污和氧化膜，然后取出，利用高压水枪在型材表面冲洗5～10min，再将型材放入到酸槽中10～15min，中和型材中的碱液，取出后将型材放入到超声波震荡水洗箱水洗，超声波具有强穿透能力，清洗效果好。

c、上色处理：根据产品的用途，采用自动喷涂设备对酸碱洗后的型材进行喷涂面漆上色，增加美观性，喷涂时来回喷涂两遍，以形成保护层，保护层与基层结合力高，有效防止型材的生锈和氧化，提高型材的使用寿命。

d、水洗：利用输送装置输送型材，输送速度为1.5m/min，利用高压水枪在型材表面冲洗，洗净工件表面粘附的残留面漆或处理的残液，冲洗位置随着型材的移动而改变，当型材从一端输送到另一端后，冲洗即完成，工作效率高。

e、镀膜处理：利用镀膜机为经过上色的型材表面镀上一层保护膜，保护膜的厚度为20～60nm；保护膜用来保护面漆，避免面漆受到刮蹭而脱落，保护面漆的完整性，提高面漆与型材之间的附着力，延长使用寿命。

f、热定型：将镀膜后的型材放入热风炉中，在80℃～100℃的温度下烘烤10～20分钟，同时热风口对着型材进行热风烘干，烘干后自然冷却固化。

进一步，c步骤的上色处理中，喷涂气压为2kg～3kg/cm²，喷涂速度为0.8～1.5m/min，面漆厚度为20μm～30μm。

进一步，在步骤4)中，先根据型材产品的断面，制造出整形模具，在整形模具通道内涂抹润滑油，然后将整形模具安装在挤出机头处，并对其中心线做好调整，使整形模具与料筒位置相匹配，再进行预热；通过在整形模具中添加润滑油，提高挤压速度和成型的顺畅性。

进一步，所述整形模具内设有加热丝、感温器和控制器，所述控制器分别与所述感温器和所述加热丝连接。利用控制器控制整形模具的加热温度，感温器将整形模具的温度信息发送到控制器，当加热丝加热整形模具到达指定温度后，控制器就控制加热丝停止加热，使整形模具的温度保持在合适的温度范围内，提高整形质量。

进一步，在步骤5)矫直处理中，输送辊的输送速度为0.5～1m/s，矫直次数不少于3次，保证型材的直线度，使得型材的变形程度在±0.2％区间内。

进一步，在步骤5)矫直处理后，接着进行矫直验证，利用红外矫正装置对成型的型材进行矫直验证，一旦发现弯曲现象，立即停止工艺进行调整，提高矫直处理的精确性。

进一步，在步骤6)中，冷却方式采用水冷、雾化冷却或者风冷，冷却速度为100℃～300℃/min。冷却方式多样，可根据实际使用情况选择合适的冷却方式。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明采用连续性挤压工艺，挤压过程连续，稳定性好，不需要大量的人力物力，就能实现大批量的制造，提高产品的产量，原材料利用率高，耗能低，生产效率高，通过将不同的原料在混料室混合均匀并在料筒内进一步加工熔炼，提高不同材料之间的混合均匀性，提高产品质量，利用电磁加热器将料筒整体加热，避免热量梯度，提高受热的均匀性，减少产品的内应力，使产品稳定性好；通过矫直处理，使产品的直线度好，结构稳定，减少变形，提高产品质量；利用离子风机消除产品上静电，减少静电对其他电子设备的影响，同时也减少因静电而吸附到型材上的污染物等，经过表面处理的型材，减少了型材上的污渍和裂缝等缺陷，并在型材上附上保护膜，降低型材的受损率，延长型材的使用寿命。

本发明解决现有型材结构简单，截面性能有限、成材率低的问题，自动性能高，稳定性好，提高型材的强度和生产数量，产品材质均匀、质量高、成品率高。

具体实施方式

本发明为一种轻合金型材的整形工艺，包括以下步骤：

1)配料：根据需要生产的具体合金牌号，计算出各种合金成分的添加量，合理搭配各种原材料；

2)原料混合：将不同的原材料根据计算出的数量和比例，按照工艺要求从进料斗加入到混料室内，通过搅拌装置搅拌均匀，并利用加热板进行预热，预热温度为50℃～120℃，预热时间为8～15min；加快挤压速度，减少后期挤压加热的负担。

3)原料输送：将混合好的原料输送到料筒内，利用电磁加热器加热料筒，料筒的加热温度为200℃～500℃，将原料熔融，避免热量梯度，同时利用驱动装置螺旋运动，将原料输送到挤出机，边加热、边输送、边粉碎，并去除熔体内的杂渣和气体，将磁感线均匀缠绕在料筒的外侧，采用整体式加热的方法，使其温度保持一致，提高受热的均匀性，减少产品内应力，避免形变不统一，使产品稳定性好，提高产品挤压质量。

4)挤压成型：先根据型材产品的断面，制造出整形模具，在整形模具通道内涂抹润滑油，所述整形模具内设有加热丝、感温器和控制器，所述控制器分别与所述感温器和所述加热丝连接。利用控制器控制整形模具的加热温度，感温器将整形模具的温度信息发送到控制器，当加热丝加热整形模具到达指定温度后，控制器就控制加热丝停止加热，使整形模具的温度保持在合适的温度范围内，提高整形质量，然后将整形模具安装在挤出机头处，并对其中心线做好调整，使整形模具与料筒位置相匹配，再进行预热；通过在整形模具中添加润滑油，提高挤压速度和成型的顺畅性。接着调整好挤出机的中心位置和挤压力，使挤出机与料筒保持直线型，使型材能顺利地完全通过挤出机，输送到挤出机的原料通过导流管进入到整形模具内，采用连续挤压的方法，将金属原料连续不断地送入整形模具内，挤压过程连续，稳定性好，不需要大量的人力物力，就能实现大批量的制造，提高产品的产量，原材料利用率高，耗能低，生产效率高，使原料在整形模具内单向挤压成型，获得无限长制品，提高产品的产量，加快产品的加工速度，挤压速度为0.5～5m/min。

5)矫直处理：

a、利用滚动式矫直机对初步成型的型材进行矫直处理，将矫直辊分别安装在型材的左右两侧，且每隔0.5～1m安装一对矫直辊，利用调节机构调节矫直辊之间的距离，使矫直辊上的压轮分别抵触在型材的左右两侧，且型材顺利从矫直辊之间通过；利用矫直辊从左右两侧面对型材进行直线形矫正；

b、将平衡辊安装在型材的上侧，与矫直机底部的输送辊平行设置，且每隔0.5～1m安装一个平衡棍，利用调节机构调节平衡辊和输送辊之间的距离，使平衡辊上的压紧轮和输送辊分别抵触在型材的上下两表面，型材从平衡辊和输送辊之间顺利通过；利用平衡辊和输送辊对型材的上下两侧面进行平整性矫正；输送辊的输送速度为0.5～1m/s，矫直次数不少于3次，保证型材的直线度，使得型材的变形程度在±0.2％区间内。

矫直处理后，接着进行矫直验证，利用红外矫正装置对成型的型材进行矫直验证，一旦发现弯曲现象，立即停止工艺进行调整，提高矫直处理的精确性。

6)冷却：通过矫直处理后的型材接着经过冷却装置的处理，使型材冷却定型；冷却方式采用水冷、雾化冷却或者风冷，冷却速度为100℃～300℃/min。冷却方式多样，可根据实际使用情况选择合适的冷却方式，使产品结构稳定，减少变形。

7)消除静电：通过在冷却装置设置的离子风机对型材进行去静电处理，离子风机产生大量的带有正负电荷的气流，将物体上所带的电荷中和掉，当型材表面所带电荷为负电荷时，离子风机吸引气流中的正电荷；当型材表面所带电荷为正电荷时，离子风机吸引气流中的负电荷，等量正负电荷接触，使电性中和，离子风机与型材之间的距离为10～20cm；减少型材因摩擦而产生静电，对操作、检查人员、电气设备和仪表造成静电损害，也不会吸附灰尘污染板材，离子风机起到既消除静电又去除灰尘的作用。

8)切割：利用标尺确定产品的长度，当运输到指定长度后，通过自动切割器自动对型材进行切割，使其达到符合要求的长度；

9)表面处理：

a、抛光处理：利用上砂轮和下砂轮分别对型材的上下两面进行打磨、去毛刺，去除表面裂纹和缺陷等缺陷，得到平整光滑的表面，在抛光的同时利用输送机进行输送，实现边输送边抛光，提高抛光效率。

b、酸碱洗：将纯碱放入碱槽中，将酸液放入到酸槽中，将碱槽和酸槽均加热至350℃～450℃，再将抛光处理好后的型材放入碱槽中10～15min，清除表面粘附的各种油污和氧化膜，然后取出，利用高压水枪在型材表面冲洗5～10min，再将型材放入到酸槽中10～15min，中和型材中的碱液，取出后将型材放入到超声波震荡水洗箱水洗，超声波具有强穿透能力，清洗效果好。

c、上色处理：根据产品的用途，采用自动喷涂设备对酸碱洗后的型材进行喷涂面漆上色，增加美观性，喷涂时来回喷涂两遍，喷涂气压为2kg～3kg/cm²，喷涂速度为0.8～1.5m/min，面漆厚度为20μm～30μm，以形成保护层，保护层与基层结合力高，有效防止型材的生锈和氧化，提高型材的使用寿命。

d、水洗：利用输送装置输送型材，输送速度为1.5m/min，利用高压水枪在型材表面冲洗，洗净工件表面粘附的残留面漆或处理的残液，冲洗位置随着型材的移动而改变，当型材从一端输送到另一端后，冲洗即完成，工作效率高。

e、镀膜处理：利用镀膜机为经过上色的型材表面镀上一层保护膜，保护膜的厚度为20～60nm；保护膜用来保护面漆，避免面漆受到刮蹭而脱落，保护面漆的完整性，提高面漆与型材之间的附着力，延长使用寿命。

f、热定型：将镀膜后的型材放入热风炉中，在80℃～100℃的温度下烘烤10～20分钟，同时热风口对着型材进行热风烘干，烘干后自然冷却固化；

10)成品检验：用超声波进行探伤，探伤标准为A级探伤，探伤合格的为合格成品，探伤不合格的为废品；将废品重新熔融处理，提高原料利用率，降低成本。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种轻合金型材的整形工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1)配料：根据需要生产的具体合金牌号，计算出各种合金成分的添加量，合理搭配各种原材料；

2)原料混合：将不同的原材料根据计算出的数量和比例，按照工艺要求从进料斗加入到混料室内，通过搅拌装置搅拌均匀，并利用加热板进行预热，预热温度为50℃～120℃，预热时间为8～15min；

3)原料输送：将混合好的原料输送到料筒内，利用电磁加热器加热料筒，料筒的加热温度为200℃～500℃，将原料熔融，同时利用驱动装置螺旋运动，将原料输送到挤出机，边加热、边输送、边粉碎，并去除熔体内的杂渣和气体；

4)挤压成型：调整好挤出机的中心位置和挤压力，使挤出机与料筒保持直线型，使型材能顺利地完全通过挤出机，输送到挤出机的原料通过导流管进入到整形模具内，采用连续挤压的方法，将金属原料连续不断地送入整形模具内，使原料在整形模具内单向挤压成型，获得无限长制品，挤压速度为0.5～5m/min；

5)矫直处理：

a、利用滚动式矫直机对初步成型的型材进行矫直处理，将矫直辊分别安装在型材的左右两侧，且每隔0.5～1m安装一对矫直辊，利用调节机构调节矫直辊之间的距离，使矫直辊上的压轮分别抵触在型材的左右两侧，且型材顺利从矫直辊之间通过；

b、将平衡辊安装在型材的上侧，与矫直机底部的输送辊平行设置，利用调节机构调节平衡辊和输送辊之间的距离，使平衡辊上的压紧轮和输送辊分别抵触在型材的上下两表面，型材从平衡辊和输送辊之间顺利通过；

6)冷却：通过矫直处理后的型材接着经过冷却装置的处理，使型材冷却定型；

7)消除静电：通过在冷却装置设置的离子风机对型材进行去静电处理，离子风机产生大量的带有正负电荷的气流，将物体上所带的电荷中和掉，当型材表面所带电荷为负电荷时，离子风机吸引气流中的正电荷；当型材表面所带电荷为正电荷时，离子风机吸引气流中的负电荷，等量正负电荷接触，使电性中和，离子风机与型材之间的距离为10～20cm；

8)切割：利用标尺确定产品的长度，当运输到指定长度后，通过自动切割器自动对型材进行切割，使其达到符合要求的长度；

9)表面处理；

10)成品检验：用超声波进行探伤，探伤标准为A级探伤，探伤合格的为合格成品，探伤不合格的为废品。

2.根据权利要求1所述的一种轻合金型材的整形工艺，其特征在于：在步骤9)中，表面处理包括

a、抛光处理：利用上砂轮和下砂轮分别对型材的上下两面进行打磨、去毛刺，去除表面裂纹和缺陷，得到平整光滑的表面，在抛光的同时利用输送机进行输送，实现边输送边抛光，提高抛光效率；

b、酸碱洗：将纯碱放入碱槽中，将酸液放入到酸槽中，将碱槽和酸槽均加热至350℃～450℃，再将抛光处理好后的型材放入碱槽中10～15min，然后取出，利用高压水枪在型材表面冲洗5～10min，再将型材放入到酸槽中10～15min，取出后将型材放入到超声波震荡水洗箱水洗；

c、上色处理：根据产品的用途，采用自动喷涂设备对酸碱洗后的型材进行喷涂面漆上色，喷涂时来回喷涂两遍，以形成保护层；

d、水洗：利用输送装置输送型材，输送速度为1.5m/min，利用高压水枪在型材表面冲洗，冲洗位置随着型材的移动而改变，当型材从一端输送到另一端后，冲洗即完成；

e、镀膜处理：利用镀膜机为经过上色的型材表面镀上一层保护膜，保护膜的厚度为20～60nm；

f、热定型：将镀膜后的型材放入热风炉中，在80℃～100℃的温度下烘烤10～20分钟，同时热风口对着型材进行热风烘干，烘干后自然冷却固化。

3.根据权利要求2所述的一种轻合金型材的整形工艺，其特征在于：c步骤的上色处理中，喷涂气压为2kg～3kg/cm²，喷涂速度为0.8～1.5m/min，面漆厚度为20μm～30μm。

4.根据权利要求1所述的一种轻合金型材的整形工艺，其特征在于：在步骤4)中，先根据型材产品的断面，制造出整形模具，在整形模具通道内涂抹润滑油，然后将整形模具安装在挤出机头处，并对其中心线做好调整，使整形模具与料筒位置相匹配，再进行预热。

5.根据权利要求4所述的一种轻合金型材的整形工艺，其特征在于：所述整形模具内设有加热丝、感温器和控制器，所述控制器分别与所述感温器和所述加热丝连接。

6.根据权利要求1所述的一种轻合金型材的整形工艺，其特征在于：在步骤5)矫直处理中，输送辊的输送速度为0.5～1m/s，矫直次数不少于3次，保证型材的直线度，使得型材的变形程度在±0.2％区间内。

7.根据权利要求1所述的一种轻合金型材的整形工艺，其特征在于：在步骤5)矫直处理后，接着进行矫直验证，利用红外矫正装置对成型的型材进行矫直验证，一旦发现弯曲现象，立即停止工艺进行调整。

8.根据权利要求1所述的一种轻合金型材的整形工艺，其特征在于：在步骤6)中，冷却方式采用水冷、雾化冷却或者风冷，冷却速度为100℃～300℃/min。