铝合金课程设计

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1、 目目 录录 第一章 概 述 - 1 - 第二章 挤压工艺参数设置 - 2 - 2.1 坯料及模子材质的确定 . - 2 - 2.2 挤压温度的选取 - 2 - 2.3 挤压速度的确定 - 2 - 2.4 挤压方式的选取 - 2 - 第三章 模孔布置 - 4 - 第四章 工作带长度设计 - 5 - 第五章 型材模孔尺寸设计 - 7 - 5.1 模孔的外形尺寸 - 7 - 5.2 导流腔的设计 - 8 - 5.3 模子外形设计 - 9 - 第六章 模孔强度校核 - 10 - 第七章第七章 模具图模具图 - 12 - 7.1 型材模孔尺寸图 . - 12 - 7.2 模具实体图 . - 12 -

2、总总 结结 - 13 - 参考文献 - 14 - - 1 - 第一章第一章 概概 述述 铝是一种具有面心立方晶格的金属，具有 12 个滑移系，塑性很高，抗变形能力很小， 可以冷挤压成形。 铁铝共存物是铝中常见的杂质。 根据Al-Fe-Si三元相图， 铝角部分除3FeAl 和 Si外，还形成Si)Fe(Al 312和FeSi)(Al5两个三元相图。铁溶解在铝中的量很少，室温中仅 能溶入 0.002%，其余的铝形成金属化合物3FeAl，它是硬脆的针状化合物；硅溶解在铝中 的量比铁要多一些，室温中可溶入 0.05%，多余的硅则可单独存在于铝中，称为“自由硅” ， 所形成的，相为脆性化合物。这些化合物

3、使纯铝的塑性下降，变形抗力增大，因此， 工业用纯铝中的铁、硅等杂质都应受到严格控制。 许多铝合金包括铸造铝合金、变形铝合金均可作为挤压材料，但是，生产上使用较多 的还是一些易挤压的铝合金。与其他金属相同，衡量可挤压性的指标仍是极限变形程度。 但对铝合金来说，可用铝合金挤压时的极限温度范围来说明铝合金的可挤压性，这一极限 温度范围是由上限温度（铝合金出现挤压撕裂的温度）和下限温度（铝合金可以进行塑性 变形的温度）来决定的。影响铝合金可挤压性的主要因素有：挤压温度、挤压速度、合金 性能与合金组织等。在国外，为了比较铝合金的可挤压性，提出了一个相对可挤压性的概 念，即将铝合金0.5AlMgSi的挤压

4、性指标定为 100，而其他铝合金以此合金为参照测量其挤 压特性指标。 一般挤压毛坯是铸态组织，在挤压之前应进行加热保温处理，也称之为软处理，再进 行挤压生产。软化处理后的铝合金的高温流动应力可减小 10%以上，最大出口温度可升高 15-30，并可克服铸态毛坯在挤压时容易出现的晶界开裂、流动应力增加等问题，因此， 热挤压生产可提高铝合金的可挤压性和产品的质量。 为防止挤压铝合金时容易出现的粘模或粘芯现象，需对铝合金毛坯进行润滑处理，除 选用适当的润滑剂外，还需对铝合金毛坯进行适当的表面处理，如氧化处理、氟硅化处理 和磷化处理等。常用的润滑剂有特种油脂、混油石墨、胶体石墨、混油+硫化钼、软皂、 石

5、蜡以及一些含铅化合物等。 这次的设计任务是设计一个实心型材模，实心型材模采用单模，挤压制品所有的材料 是 6063 铝合金。由于其强度高，质量轻，加工性能好，在退火状态下，该合金有优良的 耐蚀性及物理机械性能，是一种可以时效强化的 AL-Mg-Si 系合金，广泛应用于基础性建 筑行业以及一些机械制造业。 - 2 - 第二章第二章 挤压工艺参数设置挤压工艺参数设置 2.1 坯料及模子材质的确定 6063 铝合金是 Al-Mg-Si 系列中的典型代表，具有特别优良的可挤压性和可焊接性。 它的特点是在压力加工的温度-速度条件下，塑性性能和抗腐蚀性高，没有应力腐蚀现象； 在焊接时，其抗腐蚀性实际上不降

6、低。 6063 铝合金在热处理时剧烈强化。合金中的主要强化相是 Mg2Si 和 AlSiFe.如果 6063 铝合金挤压型材在退火状态下的抗拉强度为 98117.6MPa，那么在淬火和自然时效后可提 高到 176.4196MPa 此时相对延长率下降不大， （由 23%25%下降到 15%20%）合金在 160170下，经过人工时效可以得到更大的强度效果，此时，抗拉强度可提高到 269.5285.2MPa。但是，在人工时效时，塑性性能急剧下降。淬火与人工时效之间的时间 间隔对 6063 铝合金的强化程度有显著的影响，随着间隔时间有 15 分钟增加到 4 小时，抗 拉强度和屈服强度降低 29.439.2MPa。人工时效的保温时间对 6063 铝合金半成品的力学 性能没有重大影响。 模子材料选 3Cr2W8V 钢，这里选择 3Cr2W8V 钢，该钢在 500时的许用弯曲应力为 650MPa。热处理的硬度为 HRC4447。 2.2 挤压温度的选取 挤压按材料的温度分为冷挤压、温挤压和热挤压。 使用冷挤压加工前要进行预先软化退火，并且需要的变形力比较大大，温挤压的