鋁型材生產的首道工序是熔鑄，其經過配料、熔煉和鑄造等步驟，最終制成鋁型材常用的原料“圓鑄棒”。然后再根據鋁型材的產品斷面設計、制造出模具，利用擠壓機將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形，在擠壓時還有一個風冷淬火過程及其后的人工時效過程，以完成熱處理強化。今天，我們就一起來看看鋁合金擠壓的基礎知識。

工藝簡介

擠壓成形是對盛在容器（ 擠壓筒） 內的金屬錠坯施加外力，使之從特定的模孔中流出，從而獲得所需斷面形狀和尺寸的一種塑性加工方法，如圖1所示。

圖1 金屬擠壓的基本原理

目前，汽車用擠壓鋁材90％以上是用6系合金生產的，用2系、5系與7系合金擠壓的僅是少數。

圖2 鋁棒

優缺點

擠壓加工具有以下優點：

1 提高金屬的變形能力

純鋁的擠壓比可以達到500，純銅的擠壓比可達400，鋼的擠壓比可達40－50。對于一些采用軋制、鍛壓等其他方法加工困難的乃至不能加工的低塑性難變形金屬和合金，甚至有如鑄鐵一類脆性材料，也可以采用擠壓法進行加工。

圖3 擠壓模具

2 制品綜合質量高

擠壓變形可以改善金屬材料的組織，提高其力學性能，特別是對于一些具有擠壓效應的鋁合金，其擠壓制品在淬火時效后，縱向（擠壓方向）力學性能遠高于其他加工方法生產的同類產品。

圖4 擠壓機

3 產品范圍廣

擠壓加工不僅可以生產斷面形狀簡單的管、棒、線材，而且還可以生產斷面形狀非常復雜的實心和空心型材、制品斷面沿長度方向分階段變化和逐漸變化的變截面型材。尺寸范圍也非常廣，從斷面外接圓直徑達500－1000mm的超大型管和型材，至斷面尺寸有如火柴棒大小的超小型精密型材。

圖5 部分鋁擠壓型材斷面圖

（圖片來自鋁型材加工實用技術手冊）

當然，擠壓工藝也有一定的局限性，如制品組織性能不均勻；擠壓工模具的工作條件惡劣、工模具耗損大；生產效率較軋制低等。

分類

根據擠壓方向不同，擠壓工藝可分為：正向擠壓、 反向擠壓、側向擠壓。

1 正向擠壓

擠壓過程中制品流出方向與擠壓軸運轉方向相同的擠壓方法稱為正擠壓，如圖6所示。正向擠壓是最基本的擠壓方法。

圖6 正向擠壓原理圖

2 反向擠壓

金屬擠壓時制品流出方向與擠壓軸運轉方向相反的擠壓，稱為反擠壓，如圖7所示。反擠壓主要用于鋁合金管材與型材的熱擠壓成形，以及各種鋁合金零件的冷擠壓成形。

圖7 反向擠壓原理圖

3 側向擠壓

金屬擠壓時制品流出方向與擠壓軸運轉方向垂直的擠壓，稱為側向擠壓，如圖8所示。反擠壓主要用于鋁合金管材與型材的熱擠壓成形，以及各種鋁合金零件的冷擠壓成形。

圖8 側向擠壓原理圖

工藝流程

廣義的鋁擠壓過程可以說是從產品設計過程就開始了，因為我們對產品的性能要求主要取決于產品的設計形狀，而產品的形狀直接決定了擠壓模具的形狀。詳細的流程如圖9所示。

圖9 鋁擠壓流程圖

實際的擠壓是從擠壓用鋁鑄棒開始，鋁鑄棒在擠壓前必須加熱使其軟化，加熱好的鋁鑄棒放入擠壓機的盛錠筒內，然后由大功率的油壓推動擠壓桿，擠壓桿的前端有擠壓墊，這樣被加熱變軟的鋁合金在擠壓墊的強大壓力作用下從模具精密成型孔擠出，得到最終的產品，具體的操作過程如圖10所示。

圖10 型材生產實物展示

鋁棒就是擠壓過程的坯料，擠壓用鋁棒可以是實心也可以是空心的，通常是圓柱體，長度由擠壓盛錠筒決定。鋁棒通常是通過鑄造成型，也有的鍛造或粉末鍛壓成型。通常是由調好合金成分的鋁合金棒材鋸切而成。鋁棒通過加熱爐一般加熱至450度，之后被送至成型，最終大約有10％的鋁棒被剩余在盛錠筒內。

總結

中國鋁型材工業經過50多年的發展，成為了世界上鋁型材生產大國。從鋁擠壓材的品種來看，我國鋁擠壓材主要以鋁型材為主。中國的擠壓鋁型材工業一直保持產量快速發展和產能過剩局面。

目前，國內車型對鋁材的應用熱情還不是很高，鋁材在我國汽車行業中的發展空間還很大。并且，我們對鋁型材的連接技術也用得較為局限，這些都是我們接下來應該研究的內容！