挤压生产是将预热的圆铸锭挤压通过一个钢制模具的孔型,从而形成孔型断面的挤压材或者型材。
这个孔型可以是简单的,也可以是复杂的形状,型材的断面可以是实心的,也可以是空心的。最常用的挤压合金是6XXX系合金,可以很容易地挤压成非常复杂的断面。铝合金的合金含量越高,就越难挤压,因此合金含量高的材料不能生产复杂断面的型材。
挤压过程给了设计者和使用者独一无二的机会:
- 不同的断面可以实现各种特殊功能 – 诸如沟槽、连接处、加强筋 – 与轧制钢材相比,挤压型材减少后续加工和安装成本。
- 挤压成本相对较低。因此,挤压生产适用于小批量的生产。
铝作为一种金属,其多用途性是通过挤压工艺的多样性来实现的。其它金属也可以挤压,但远远没有铝和铝合金这么容易。铝具有很高的强度-重量比,可以挤压成任何复杂形状,而且能保持紧密的公差,这使其成为应用设计的理想材料。铝挤压材还具有很高的成本优势,因为型材几乎无须机加工或者维护。
在铝挤压生产过程中,要将铝圆铸锭加热到大约500℃,并强制其通过钢制模具。当挤压成所需的断面后,要进行冷却,并切成期望的长度。然后要对型材进行热处理,以提升材料的机械性能。可以使用计算机辅助设计和加工,以减少设计时间,改善公差,同时对每个环节进行更精确地控制。除了一般的光面之外,还可以对型材进行其它的表面处理,以保护型材或者改善型材的外观。这些处理包括:自然银或者彩色阳极氧化膜,各种颜色的聚酯粉末涂层,以及白色/古铜色丙烯酸电泳漆。
与铸造和机加工等其它生产工艺相比,挤压型材有下述优点:
- 机加工少:由于铝合金可以挤压成任何复杂断面,因此,只要设计合理,挤压材也能很方便地进行组装,从而减少机加工的需求。有些形状只有通过挤压才能获得,通过其它工艺是无法实现的。
- 模具成本低:与其它竞争材料的轧制成型、铸造、锻造等相比,铝挤压的模具成本较低。
- 结构效率高:铝挤压材可以实现最大的结构效率。在需要增加强度的地方就可以使用型材,在不需要的地方就去掉型材。
- 重量轻:挤压铝型材重量轻,强度高,而且经久耐用。由于铝和其它竞争材料性能的差异,实现同样效果的铝结构的重量只有其它金属结构的大约一半,而且其它金属还不易于加工。
- 表面处理效果多样,而且耐腐蚀性能强:通过粉末或电泳涂层,设计者可以实现任何期望的颜色。当然也包括自然银或者彩色阳极氧化膜。
- 维护少:铝是一种自然耐用的金属,而上述的表面处理更增强了其耐用性。