鋁擠壓技術(shù)與裝備的發(fā)展現(xiàn)狀研究

張萌 田茂德 鄒超

摘 要：通過(guò)近幾十年的發(fā)展，我國(guó)鋁擠壓技術(shù)與裝備發(fā)展成績(jī)顯著，已經(jīng)成為鋁擠壓大國(guó)，然而并非是鋁擠壓強(qiáng)國(guó)，與全球頂尖水平依然有比較大的差距。基于此，本文就鋁擠壓技術(shù)與裝備的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：鋁擠壓;技術(shù);裝備

1? 引言

新中國(guó)成立70年來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)保持高速增長(zhǎng)，鋁材行業(yè)同樣迅猛發(fā)展，當(dāng)前中國(guó)已經(jīng)發(fā)展成鋁擠壓大國(guó)，鋁擠壓材在各個(gè)行業(yè)大量使用，產(chǎn)能與消費(fèi)量也在快速增長(zhǎng)。2018年，我們國(guó)家的鋁材產(chǎn)量接近4555萬(wàn)噸，與2017年相比增長(zhǎng)了2.6%。從應(yīng)用行業(yè)角度來(lái)看，建筑行業(yè)依然是鋁材運(yùn)用的重要領(lǐng)域，所占比重大約為31%。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他行業(yè)的消費(fèi)量，并且呈現(xiàn)為逐年遞增的態(tài)勢(shì)。與此同時(shí)，伴隨我國(guó)工業(yè)規(guī)模及水平的日益加強(qiáng)，工業(yè)用材產(chǎn)量同樣在逐年增加。比如：軌道交通、汽車制造、電力、家電以及機(jī)械裝備制造等領(lǐng)域，對(duì)于鋁材有著較大的需求，“新技術(shù)、新產(chǎn)品、新用途”的鋁材大量涌現(xiàn)，促進(jìn)了技術(shù)創(chuàng)新與鋁擠壓行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

2? 當(dāng)前我國(guó)鋁擠壓裝備發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我們國(guó)家大約有2800臺(tái)鋁擠壓機(jī)，年總生產(chǎn)水平在500萬(wàn)噸以上，其中工業(yè)鋁材所占比重為28%，處于建設(shè)狀態(tài)的9條“50—125MN”鋁擠壓生產(chǎn)線投用后，工業(yè)鋁材占比將超過(guò)45%，將推動(dòng)國(guó)內(nèi)鋁擠壓產(chǎn)品架構(gòu)的不斷改善。通過(guò)近幾十年的不斷發(fā)展，中國(guó)已經(jīng)發(fā)展成擁有大型擠壓機(jī)最多的國(guó)家之一，鋁材擠壓裝備業(yè)已進(jìn)入發(fā)展的全新時(shí)期。整體而言，國(guó)內(nèi)鋁擠壓裝備發(fā)展的具體特征如下：第一，新投用擠壓機(jī)的裝機(jī)水平有大幅度加強(qiáng);第二，反擠壓裝備引起行業(yè)的高度關(guān)注，數(shù)量顯著增長(zhǎng);第三，對(duì)于提升成品率、生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量的核心裝備技術(shù)并未引起重視;第四，裝備結(jié)構(gòu)不科學(xué)，生產(chǎn)能力比較零散。

3? 鋁擠壓技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 鋁擠壓技術(shù)的發(fā)展

當(dāng)前，即使我們國(guó)家已經(jīng)是全球內(nèi)的鋁擠壓大國(guó)，然而并未躋身鋁擠壓強(qiáng)國(guó)行列，相較于工業(yè)異常發(fā)達(dá)的西方國(guó)家，我們國(guó)家的鋁合金擠壓技術(shù)依然還有很大的差距。然而，伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展及廣大群眾日常生活水平的日益加強(qiáng)，鋁合金擠壓材從軍工專用轉(zhuǎn)向于軍民兩用，除了航空航天領(lǐng)域以外，容器包裝、電力電器、交通運(yùn)輸、建筑、石油、化工、日常用品、食品、農(nóng)機(jī)以及原子能等領(lǐng)域?qū)τ阡X材的需求量同樣在不斷增加，鋁擠壓技術(shù)的發(fā)展將會(huì)推動(dòng)鋁行業(yè)的又好又快發(fā)展。

即使鋁合金擠壓技術(shù)的發(fā)展有許多地方亟待基礎(chǔ)理論探究的進(jìn)展，然而最為關(guān)鍵的就是將此種基礎(chǔ)理論分析與實(shí)踐應(yīng)用相互結(jié)合起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)“降低能耗、增加產(chǎn)品、環(huán)境保護(hù)、節(jié)省能源、減少成本、提升效率、拓寬種類、加強(qiáng)質(zhì)量”的目標(biāo)。未來(lái)，鋁合金擠壓技術(shù)的發(fā)展應(yīng)當(dāng)著重關(guān)注以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：（1）節(jié)約資源，降低能源的消耗量;（2）盡可能減少外部摩擦，增強(qiáng)變形效率;（3）加強(qiáng)精度;（4）采取內(nèi)部應(yīng)力、各向異性以及變形熱處理等形式以提升產(chǎn)品的整體性能;（5）合理使用廢棄材料、創(chuàng)新綜合應(yīng)用技術(shù)，加強(qiáng)成品率與回收率;（6）避免出現(xiàn)缺陷或者運(yùn)用缺陷;（7）增強(qiáng)工模具質(zhì)量、延長(zhǎng)其使用壽命;（8）縮減擠壓的工序流程;（9）增加單位時(shí)間的產(chǎn)量，達(dá)到“自動(dòng)化、高速化、持續(xù)化”;（10）營(yíng)造良好的環(huán)境，保持生產(chǎn)的清潔性，大幅度降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.2 鋁擠壓工模具技術(shù)的應(yīng)用

模具與工具在鋁擠壓過(guò)程中有著廣泛的運(yùn)用，對(duì)鋁擠壓有著直接性的影響。模具使用壽命是對(duì)某種擠壓技術(shù)或者擠壓方法的可行性、經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行評(píng)價(jià)的主要因素之一，工模具的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)質(zhì)量是達(dá)到鋁擠壓生產(chǎn)“高質(zhì)、高產(chǎn)、高效、低耗、低成本”目標(biāo)的核心技術(shù)和重要保障。工模具技術(shù)屬于多學(xué)科結(jié)合的系統(tǒng)化邊緣科學(xué)，尤其是鋁及鋁合金擠壓工模具技術(shù)更加如此，其涉及面異常廣，需要處理許多的矛盾，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有極其嚴(yán)苛的要求，采取的技術(shù)手段也比較繁雜。歸納而言，鋁合金擠壓工模具技術(shù)包含的內(nèi)容主要有以下幾點(diǎn)：（1）工模具的材料組分、性能、組織、環(huán)境要求，選用工模具技術(shù)的基本準(zhǔn)則;（2）確定工模具的結(jié)構(gòu)方案，設(shè)計(jì)技術(shù)要素、計(jì)算尺寸、校核強(qiáng)度;（3）確定工模具的工藝路線、設(shè)計(jì)各個(gè)工序?qū)?yīng)的參數(shù)、選用對(duì)應(yīng)的設(shè)備;（4）制定工模具表面處理、熱處理及操作規(guī)范;（5）開展質(zhì)量檢測(cè)、安裝、使用;（6）工模具的試模、清潔、校正、氮化;（7）工模具的失效及使用壽命分析;（8）對(duì)工模具進(jìn)行科學(xué)的管理。

4? 結(jié)論

總而言之，鋁及鋁合金擠壓加工材是目前全球鋁合金加工材的第二大產(chǎn)品，在鋁材總消量中的占比大約為40%，應(yīng)用極其廣泛。在航空航天、軍事工業(yè)、船舶等領(lǐng)域有著大量運(yùn)用，發(fā)揮著巨大的作用。擠壓法當(dāng)前依然是鋁及鋁合金型、管、棒、線材最關(guān)鍵的加工方式，其產(chǎn)品質(zhì)量高、種類多、附加值高，備受人們的喜愛(ài)。近幾年內(nèi)，鋁擠壓材的加工裝備、工藝、規(guī)模以及產(chǎn)品質(zhì)量、種類等都在快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了比較高的水平，同時(shí)正在向著“現(xiàn)代化、精密化、節(jié)能化、大型化、環(huán)保化、全球化”的方向不斷發(fā)展。

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