变形铝型材的可挤压性

定性地评价金属的挤压能力可以用一综合指标--可挤压性指数来表示。可挤压性的含义是指合金以高流出速度、大变形程度和低单位挤压压力进行挤压的相对能力。表1-15给出了部分铝型材的可挤压性指数，而实际上这些指数是随挤压条件而变化的。本书对此作过一步讨论。

表1-15  铝型材的可挤压性及典型力学性能

          可挤压性       可否挤压       典型状态                典型力学性能
牌号                                                    抗拉强度       屈服强度      伸长率/%
           指数          空心型材                        /MPa           /MPa  
1100       150              可        H112                90             40             40
1200       140              可        H112                98             43             35
2014       20               不可      T4                  440            310            19
2017       20               不可      T4                  430            290            20
2024       15               不可      T4                  490            340            18
3003       110              可        H112                110            45             35
3203       110              可        H112                200            100            25
5052       50               难-不可   H112                200            100            25
5454       40               很难-不可 H112                260            130            22
5083       20               很难-不可 H112                300            155            20
6061       60               可        T6                  320            280            13
6N01       60               可        T5                  280            240            13
6063       100              可        T5/T6               195/260        155            13
7003       50               可        T5                  320            260            15
7N01       40               可        T5                  350            300            15
7075       10               不可      T6511               590            520            9   

可挤压性指数主要与型材的化学成分及型材的断面形状有关。实用中一般采用以6063为一个单位，与其他的型材相比较。这种方法往往由于挤压条件的不同，得出的结果也不一样。下面给出一个可挤压性指数Z与挤压基本参数之间的关系式：
                                        Z=C(f?/庚号下σk）lnvf
式中，C-----比例系数；
      vf----制品流出速度，m/min；    
     σk---合金的变形抗力，MPa；
     f?---型材断面复杂程度系数。

若取6063铝型材的可挤压性指数为100，则按式（1-1）计算出的铝型材的可挤压指数列于表1-16.由表可见，按可挤压性指数Z的大小，铝型材可分为三组：易挤压合金，Z＞100；中等可挤压型材，Z=100-50；难挤压型材，Z＜50.



表1-16  部分工业铝型材的可挤压性指数（平均值）

型材牌号        vf/m·min﹣1      σk/MPa                        Z指数  
                                                  棒材、条材     简单型材      复杂型材
易挤压型材
1050           75                18                  200            160         120
3A21           60               20                   180            145         110
中等可挤压型材
6063           30               35                   100            80          60
7005           12               50                   70             55          42
5A02           7                60                   50             40          30
难挤压型材
2A11           4.5              75                   35             28          21
2A12           2.5              100                  18             14          11
7A04           2.0              110                  13             11          8
5A06           1.7              120                  10             8           6 

显然，表1-16的可挤压性指数值与表1-15的数值存在差异，而且与其他文献给出的数值也不完全一样。这是因为可挤压性对一种铝型材来说不是一个固定不变的特性，而与许多因素有关。主要的影响因素有化学成分、坯料的热处理制度、晶粒度的大小、挤压条件等。事实上，可挤压性指数是一种相对值，其主要意义在于相对大小的比较，单纯考虑某一型材的可挤压性数值的大小并无多大实用意义。

比较不同铝型材挤压条件，可以确定出一个变形抗力与最大挤压流出速度之间的近似经验关系式：
          vf=k（1/σk2）
式中，k为经验系数。即型材的变形抗力越高，可达到的最大挤压流出速度就越小。

可挤压性除了与铝型材的特性有关外，还与型材断面形状的复杂程度有关。这是由于型材断面形状复杂，变形不均匀程度增加，会导致挤压力增大，流出速度减小。型材断面的复杂程度一般用型材断面复杂程度系数。也可以将铝型材根据其挤压的难易程度分成若干组。但是，用形状系数f来表征型材挤压的难易程度只是在型材断面形状比较简单时才有较好的比例对应关系。随着断面形状的复杂化，与比例对应关系偏离较远。因此，实际使用中为简单起见，式（1-1）中的型材断面复杂系数f?可近似取值为：对棒材和条材，取f=1；对等壁厚对称实心断面的型材，取f=1.25；对不等壁厚非对称空心型材，取f=1.65.对于介于以上3种情形两两之间的情形，可在相应的f值之间适当取值。

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