本發(fā)明屬于金屬材料加工技術領域，特別是鋁合金、鎂合金、鈦合金等有色金屬型材的擠壓成形加工。

背景技術：

鋁合金、鎂合金、鈦合金等輕質有色合金材料具有高比強、高比模、優(yōu)良工藝性能等諸多優(yōu)點，在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。

鋁合金、鎂合金、鈦合金等有色合金材料管材、棒材、板材等型材的擠壓加工成形，一般是采用鑄造合金圓棒作為原始坯料。擠壓加工采用流水作業(yè)生產(chǎn)方式，先將鑄造合金長棒料進行均勻化熱處理，切鋸到擠壓所需的短棒坯料尺寸（一般是采用冷鋸切，鋸口耗損大），再進行冷車皮加工，然后送入加熱爐中進行加熱，加熱好的鑄棒送入擠壓機進行擠壓，壓出的管材、棒材、板材等型材由牽引機牽引，保證擠壓材平直。擠壓完畢，擠出的管材、棒材、板材等等由滑出臺中斷鋸切斷，然后由出料運輸機構送至步進式冷床，冷卻至室溫后，由張力矯直機進行矯直并消除擠壓內(nèi)應力，再由貯料臺輸送到鋸切輥道，由成品定尺鋸按需要的定尺長度定尺鋸切后，送入下道生產(chǎn)工序或包裝入庫。

傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中，鋁合金、鎂合金、鈦合金棒料是采用先切鋸成短棒，再車削加工去皮的方法，加工效率低，每根短棒坯料切鋸鋸口損耗占2%左右。棒料車削表皮厚度3mm左右，加工耗時長。加工去皮后的短棒還要經(jīng)過人工搬運、裝框運輸、電加熱爐加熱到成形溫度范圍（根據(jù)不同材質界定），而后才能進入擠壓機進行后續(xù)擠壓工序。鋁、鎂、鈦等有色金屬化學活性高，車削后的短棒在加熱過程中與空氣接觸后，難以避免使合金圓棒表面產(chǎn)生二次氧化層（皮），擠壓過程中氧化皮劃傷管材、棒材、板材等表面導致擠出擠壓型材表面質量較差，或進入擠壓材內(nèi)部造成內(nèi)部缺陷。

另一方面，目前擠壓加工所采用的平面橋式模具，合金棒料均需保留20-25mm（耗損5%左右）的擠壓殘料（也叫擠壓壓余），經(jīng)“料筒開鎖、剪刀下、剪刀上、料筒閉鎖”等四個動作來完成擠壓殘料壓余剪切過程，擠壓效率低、原材料利用率低，擠壓成本高。

普通平面模具保留擠壓殘料主要有兩個原因：（1）防止擠壓終了的擠壓死角壓塌模具；（2）可以把部分短棒坯料所攜帶的雜質（氧化皮）過濾在擠壓殘料中。

保留擠壓殘料（壓余）對擠壓工模具、擠壓工藝和擠壓制品品質的影響很大：（1）模具進料孔須小于擠壓料筒孔徑；（2）無法保證短棒坯料所攜帶的雜質完全留在擠壓殘料里；（3）縮小模具進料孔直接導致擠壓壓力大（擠壓機動力消耗大）且擠壓坯料在料筒內(nèi)擠壓過程溫升幅度很大；（4）縮小模具進料孔相應減小了模具分流比，模具腔室內(nèi)靜水壓力低，材料焊合不好易產(chǎn)生明顯型材焊合紋線。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種鋁合金、鎂合金、鈦合金等有色合金材料管材、棒材、型材、板材等的無壓余擠壓加工方法，具體是按如下步驟實施：首先將經(jīng)均質化處理好的鋁合金、鎂合金、鈦合金鑄造長棒料送入長棒加熱爐加熱（加熱溫度根據(jù)不同材質進行設定）。采用熱煎機剪切長棒料到擠壓所需尺寸的短棒（首先保證了短棒剪切端面潔凈無任何雜質）。再送入表層剝皮機進行熱剝皮（確保短棒周圍也無任何雜質），剝皮厚度2mm左右。然后直接送入擠壓機料筒，采用二次融合模具（前置式模具），在高溫下無壓余擠壓加工出管材、棒材、型材、板材等制品。

原來完成一個生產(chǎn)周期的擠壓步驟是：合金棒料表面切削→短棒加熱出爐→料筒閉鎖→短棒進擠壓機料筒→短棒鐓粗→料筒脫氣→擠壓開始→擠壓結束→料筒開鎖→剪刀下降（剪切殘料）→剪刀上升復位→料筒閉鎖

現(xiàn)在完成一個生產(chǎn)周期的擠壓步驟是：合金長棒料熱剪切→短棒剝皮→短棒進擠壓機料筒→短棒鐓粗→料筒脫氣→擠壓開始→擠壓結束

可以看出，一個擠壓循環(huán)有原來的十個步驟縮短為現(xiàn)在的六個步驟。

采用上述長棒料熱剪切+熱剝皮+前置式模具無壓余擠壓的加工方法，克服了冷鋸切鋸口耗損、冷車削、人工搬運、加熱等過程造成短棒表面再次污染、及再次產(chǎn)生氧化皮在擠壓加工后對擠壓管材、棒材、型材、板材等性能與質量的影響，縮短了工藝流程，提高擠壓效率。

具體實施方式

實施例1

針對某個中空結構AZ31鎂合金型材，其璧厚為3.5mm，外截圓直徑為φ82mm，定尺長度5000mm。

將直徑為178mm，長度為5-6m 的AZ31鎂合金半連鑄棒料均質后送入長棒加熱爐，經(jīng)4-5h加熱到420-450℃，在長棒加熱爐出料口剪切為400-600mm長度尺寸的擠壓所需的短棒坯料，經(jīng)滑道機構進入熱剝皮機，經(jīng)剝皮機倒口型刀具進行熱剝皮后，獲得表面光亮潔凈的棒料經(jīng)上料機構直接送入1650噸擠壓機擠壓料筒，采用二次融合模具（前置式模具），高溫擠壓成形，后續(xù)棒料重復上述動作，實現(xiàn)高潔凈型材制品的無壓余擠壓加工。兩個擠壓短棒之間結合緊密，可以有效避免厚壁型材的縮尾和成層現(xiàn)象。

實施例2

針對某個TC4鈦合金管材，璧厚為6mm，外截圓直徑為φ226mm，定尺長度4000mm。

將直徑為178mm，長度為5-6m 的TC4鈦合金長棒料均質后送入加熱爐，升溫至900-950℃加熱5-6h，在長棒加熱爐出料口剪切為長度的擠壓所需短棒坯料，經(jīng)滑道進入剝皮機，經(jīng)熱剝皮機倒口型刀具剝皮后，獲得表面光亮潔凈的棒料經(jīng)上料機構直接送入擠壓料筒，采用二次融合模具（前置式模具）高溫擠壓成形，后續(xù)棒料重復上述動作，實現(xiàn)型材制品的無壓余擠壓加工。

實施例3

針對某個中空結構6082鋁合金型材，其璧厚為3mm，外截圓直徑為φ156mm，定尺長度4000mm

將直徑為178mm，長度為5-6m 的6082鋁合金半連續(xù)鑄造棒料均質后送入長棒加熱爐，升溫至450-500℃加熱5-6h，在長棒加熱爐出料口剪切為400-600mm長度的擠壓短棒坯料，經(jīng)滑道進入剝皮機，經(jīng)剝皮機倒口型刀具熱剝皮后，獲得表面光亮潔凈的棒料，經(jīng)上料機構直接送入擠壓料筒，采用二次融合模具（前置式模具）高溫擠壓成形，后續(xù)棒料重復上述動作，實現(xiàn)無任何雜質的型材制品無壓余擠壓加工。