1. 模具设计与制造
由于大断面特种铝型材的形状复杂,相关尺寸多,外形轮廓大,而且壁厚变化剧烈,很不对称,给模具设计与制造带来了困难;为了平衡金属流动,应采取合理布置模孔,在壁厚处设计阻碍角等措施,以控制在后续处理中很难消除的刀弯废品;为了提高模具寿命,应选用3Cr2W8V钢或4Cr5MoSiV1钢制造挤压模具,在1150℃下进行高温淬火和在550~560℃进行多次中低温回火,使硬度HRC达到44~48;
2. 坯料制备
选用7A04和2A12合金的标准化学成分,用半连续铸造法铸成φ420mm~650mm的铸锭,浇注温度为720~750℃,铸造速度为20~55mm/min,水压为0.2~0.6MPa;熔体经溶剂精炼,玻璃丝布+陶瓷过滤板过滤,Al-Ti-B丝变质处理,MINT法除气,以控制融熔金属的纯净度,确保较好的疏松、氧化膜、晶粒度;铸锭经均匀化处理后,车皮切成定尺坯料;
3. 挤压工艺
坯料装入步进式电阻炉或感应电炉加热并保温后,在80MN或125MN挤压机上用φ(500~600)mm×2000mm的圆挤压筒或670mm×270mm×1600mm扁挤压筒进行平模正向无润滑挤压;
4. 热处理与精整工艺
淬火加热在立式空气强制循环淬火电炉内进行,温差用微机控制在±4℃范围内,淬火转移时间小于15s;为了保证三向性能和组织均匀,可选用如下表所示的热处理制度;由于铝型材断面大、形状复杂、壁厚相差悬殊,淬火后变形很不均匀,残余应力大,易产生刀弯,因此必须在淬火后2h内采用专用垫块在15MN拉矫机上进行矫直,拉矫率在2.5%~3%之间;必要时可在辊式矫直机上进行辊矫和在3MN压力机上进行局部矫形;7A04规格铝型材在18m卧式时效炉内进行人工时效;2A12规格铝型材只需进行96h自然时效即可测量力学性能;经拉矫的铝型材强度指标可提高10~20MPa;