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劉靜安1，李建湘2

(1.西南鋁業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，重慶401326；2.和勝鋁制品廠，廣東 中山528400)

　　摘要：簡(jiǎn)要介紹鋁及鋁合金管、棒、型、線材的生產(chǎn)技術(shù)與主要工藝裝備的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，重點(diǎn)論述了鋁及鋁合金擠壓、管材冷軋、拉伸以及管、棒、型、線材的熱處理和精整矯直等方面的發(fā)展特點(diǎn)、水平、產(chǎn)品品種、工藝技術(shù)、工模具技術(shù)及設(shè)備狀態(tài)。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的鋁合金管、棒、型、線材生產(chǎn)技術(shù)與裝備獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，達(dá)到了相當(dāng)高的水平。鋁擠壓技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展方向

　　1.1 鋁擠壓技術(shù)的現(xiàn)狀

　　1.1.1 工藝裝備向大型化、現(xiàn)代化、精密化和生產(chǎn)線自動(dòng)化方向發(fā)展

　　擠壓設(shè)備主要是指擠壓機(jī)及其配套裝置，是反映擠壓技術(shù)水平的重要指標(biāo)。粗略統(tǒng)計(jì)，世界各國(guó)已裝備的不同類型、結(jié)構(gòu)、用途、壓力的擠壓機(jī)達(dá)6000臺(tái)以上，其中美國(guó)600多臺(tái)，日本400多臺(tái)，德國(guó)200多臺(tái)，俄羅斯400多臺(tái)，中國(guó)3000余臺(tái)，大部分為6MN～25MN之間的中小型擠壓機(jī)。隨著大型運(yùn)輸機(jī)、轟炸機(jī)、導(dǎo)彈、艦艇等軍事工業(yè)和地下鐵道、高速列車等現(xiàn)代化交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，需要大量的整體壁板等結(jié)構(gòu)部件，故擠壓機(jī)向大型化方向發(fā)展。在20世紀(jì)50年代，美國(guó)空軍決定用政府資金建造了一系列的重型擠壓機(jī)和鍛壓機(jī)。美國(guó)空軍的“重型壓機(jī)計(jì)劃”原擬定制造17臺(tái)大型壓機(jī)，后削減到9臺(tái)，其中350MN立式鍛壓—擠壓機(jī)一臺(tái)，120MN和80MN鋁合金臥式擠壓機(jī)各兩臺(tái)。

　　經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前全世界已正式投產(chǎn)使用的萬(wàn)噸級(jí)以上的大型擠壓機(jī)約20臺(tái)，擁有的國(guó)家是美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)、日本和西歐。最大的是前蘇聯(lián)古比雪夫鋁加工廠的200MN擠壓機(jī)，美國(guó)于2004年將一臺(tái)125MN水壓擠壓機(jī)改造為世界最大的150MN油壓擠壓機(jī)，日本20世紀(jì)60年代末建造了一臺(tái)95 MN自給汕壓機(jī)，德國(guó)VAW波恩工廠1999年投產(chǎn)了一臺(tái)100MN的雙動(dòng)油壓擠壓機(jī)，意大利于2000年建成投產(chǎn)了一臺(tái)130MN的銅、鋁油壓擠壓機(jī)。據(jù)報(bào)道，國(guó)外幾個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家都在研制壓力更大、形式更為新穎的擠壓機(jī)，如350MN臥式擠壓機(jī)以及450MN～600MN級(jí)擠壓大直徑管材的立式模鍛－擠壓聯(lián)合水壓機(jī)等。在擠壓機(jī)本體方面，近年來(lái)國(guó)外發(fā)展了鋼板組合框架和預(yù)應(yīng)力“T”型頭板柱結(jié)構(gòu)機(jī)架及預(yù)應(yīng)力混凝土機(jī)架，大量采用扁擠壓筒、固定擠壓墊片、活動(dòng)模架和內(nèi)置式獨(dú)立穿孔系統(tǒng)。在傳動(dòng)形式方面發(fā)展了自給油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，甚至在100 MN～150 MN擠壓機(jī)上也采用了油泵直接傳動(dòng)裝置?，F(xiàn)代擠壓機(jī)及其輔助系統(tǒng)的工作都采用了PLC（程序邏輯控制）系統(tǒng)和CADEX等控制系統(tǒng)，即實(shí)現(xiàn)了速度自動(dòng)控制和等溫－等速擠壓、工模具自動(dòng)快速裝卸，乃至全機(jī)自動(dòng)化控制。擠壓機(jī)的機(jī)前設(shè)備（如長(zhǎng)坯料自控加熱爐，坯料熱切裝置和坯錠運(yùn)送裝置等）和機(jī)后設(shè)備（如牽引裝置，精密水、霧、氣在線淬火裝置，前梁鋸，活動(dòng)工作臺(tái)，冷床和橫向運(yùn)輸裝置，拉伸矯直機(jī)，成品鋸，人工時(shí)效爐等）已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和連續(xù)化運(yùn)行。擠壓設(shè)備正在向組裝化、成套化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展[1-6]。

　　為了進(jìn)一步適應(yīng)現(xiàn)代軍事裝各和現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)的輕量化和高速化，鋁型材正在向大型化、整體化、薄壁化的方面發(fā)展。因此，世界各國(guó)正在興起一股重型擠壓機(jī)熱，有人預(yù)測(cè)21世紀(jì)是大型擠壓機(jī)的世紀(jì)。

　　1.1.2 大型優(yōu)質(zhì)圓、扁擠壓筒與特種模具技術(shù)的突破性進(jìn)展

　　從設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)選擇、裝卸方法、制模技術(shù)、新材料研制到提高模具壽命等方面來(lái)看，擠壓工模具技術(shù)有很大發(fā)展。研發(fā)出了舌型模、平面分流組合模、叉架模、前室模、導(dǎo)流模、可卸模、寬展模、水冷模等，同時(shí)出現(xiàn)了多種形式的活動(dòng)模架和工具自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)，大大簡(jiǎn)化了工模具裝卸操作，節(jié)約了輔助時(shí)間。為了生產(chǎn)扁寬、薄壁、大斷面鋁合金型材，需要高比壓的圓擠壓筒和優(yōu)質(zhì)的扁擠壓筒，由于其使用壽命短，大型高比壓的扁擠壓筒的設(shè)計(jì)與制造成了世界性技術(shù)難題。近年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)、有限元計(jì)算、工模具材料及熱處理等技術(shù)的進(jìn)步，大型扁擠壓筒的設(shè)計(jì)制造技術(shù)有了突破性進(jìn)展。俄羅斯、美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)已研制出規(guī)格為850mm×330mm、1100mm×300mm等，比壓達(dá)600MPa以上的大型扁擠壓筒，據(jù)稱使用壽命可達(dá)10000次左右；我國(guó)已研制成功了670mm×270mm×1600mm的大型優(yōu)質(zhì)扁擠壓筒。大型擠壓工具的裝卸自動(dòng)化、快速化方面也有了很大進(jìn)展，為全機(jī)自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。在工模具材料方面，高合金化的鉻鎳模具鋼，如2779（德國(guó)），H11、H13（美國(guó)），SKD61（日本），AXMBΦ（前蘇聯(lián)）等鋼種的出現(xiàn)，以及新型熱處理方法，如真空淬火、離子氮化處理、表面硬化處理等的應(yīng)用，使工模具材料的品質(zhì)向前推進(jìn)了一大步。電火花加工和電火花線切割加工（快走絲和慢走絲）技術(shù)用于制模，不僅提高了?？椎木?、硬度，降低了工作帶表面粗糙度，而且大大提高了制模生產(chǎn)效率，為實(shí)現(xiàn)制模自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。電子計(jì)算機(jī)用于擠壓工模具的設(shè)計(jì)和制造（CAD／CAM技術(shù)），為實(shí)現(xiàn)工模具的設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化，提高工模具的質(zhì)量和壽命開(kāi)辟了