由表 １可 知，试 验 样 品 力 学 性 能 均 能 满 足 ＧＪＢ２５０７Ａ检测 标 准；屈 服 强 度 在 ３１６ＭＰａ～３５７ＭＰａ 之间，抗拉强度在 ３９８ＭＰａ～４２２ＭＰａ之间，断后延伸 率在 １２．３％ ～１６．５％之间。不同分流孔型材力学性 能检测值均有不同，整体试验呈现出头端力学性能高 的试样，尾端 力 学 性 能 依 旧 也 高；而 同 一 个 模 孔 挤 压 出头尾两端的力学值相差不是很大。分析以上所出 现的结果，可能影响因素有，一是样品在淬火过程中， 在进行淬火 的 一 瞬 间，某 些 样 品 局 部 发 生 较 大 变 形， 引发整支样品剧烈变形，与其周围样品造成收缩式捆 绑，导致淬火 不 充 分；二 是 在 淬 火 过 程 中 温 度 降 速 较 快，造成在淬 火 的 一 瞬 间，淬 火 临 界 温 度 过 低 致 使 力 学性能偏低；三 是 部 分 试 样 在 淬 火 后 拉 伸 过 程 中，夹 头部位容易 反 复 断 裂，导 致 整 支 样 品 拉 伸 量 较 小，引 起力学性能 偏 低；四 是 型 材 壁 厚 较 薄，在 高 淬 火 温 度

　　此 ２０２４硬铝合金薄壁型材为直角型材，直角边 长为 １５ｍｍ，壁 厚 为 １．０ｍｍ。 型 材 性 能 要 求 满 足 ＧＪＢ２５０７Ａ。其 中 力 学 性 能 标 准 Ｒｐ０．２≥ ２９０ ＭＰａ， Ｒｍ≥ ３９５ＭＰａ，Ａ％≥１０％。

　　（１）合金成分 ２０２４属于 ２ｘｘｘ硬铝合金，合金中 Ｃｕ、Ｍｇ元素含 量较高，而合 金 化 程 度 高 金 属 流 动 性 差，导 致 变 形 抗 力过大［４］，挤压过程中容易闷车无法挤出。 （２）模具设计 原有模具为单孔挤压模具且带有导流坑，单孔模 具挤压比达到 １５０，过大的挤压比和带导流坑的设计 均会显著提高挤压变形抗力，造成闷 车 无 法 挤 动 的 现象。 （３）挤压工艺参数

　　工矫直放置自然时效 ９６ｈ，分别对 ４个孔挤压出的型 材进行力学性能试验，检测标准执行 ＧＪＢ２５０７Ａ。各 部位力学性能检测值如表 １所示，表中 Ｔ代表型材头 端、Ｗ 代表型材尾端，１～４分别代表 ４个不同分流孔 （此标记号应用于全文，后面不再赘述）。

　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－６７９５．２０１８．０５．０１２

　　收稿日期：２０１８－０４－２６ 作者简介：王义斌（１９８６－），男，工程师。

　　（４）改进淬火制度 经前期大量试验决定此次淬火制度采用 ４７５℃ × ４５ｍｉｎ，使用温水 （５０±５℃）淬 火，用 合 理 的 淬 火 夹 具 进行固定，保证淬火后型材的直线型压过程

　　（１）优化合金成分 此次生产选用我公司自行研制的 ２０２４内控成分 铸棒，铸棒中各合金元素均符合国标要求，其中 Ｍｇ、 Ｃｕ合金元 素 含 量 偏 中 上 限，在 保 证 其 较 高 强 度 前 提 下，提高合金挤压流动性。 （２）优化模具设计 由原有单 孔 模 具 改 变 为 四 孔 模 具，减 小 其 挤 压 比，且将原有 的 导 流 坑 去 掉，这 样 可 以 有 效 降 低 挤 压 时的最大变形抗力。 （３）优化工艺参数 挤压机台选用液压情况较好的非标机台生产，该 机台最大输出压力 ６６０Ｔ，挤压筒直径由原有 １１０ｍｍ 降为 ９０ｍｍ，筒面积由 ９４ｃｍ２ 减少为 ６４ｃｍ２。因此，可 以有效提高单位面积上的输出压力，最大单位输出压 力由 ７０ｋｇ／ｍｍ２增加到 １０３ｋｇ／ｍｍ２。

　　以往生产硬铝合金薄壁型材选用的是最大输出 压力为 ５００Ｔ的机台，挤压筒面积为 ６３ｃｍ２，其最大单 位输出压力仅为 ６３ｋｇ／ｍｍ２，单位输出压力值不高，也 容易造成闷车现象。

　　（４）淬火制度及变形量 ２０２４硬铝合金属于可热处理强化铝合金［５－６］，挤 压型材需进行立式淬火炉离线淬火，因为型材壁厚过 薄且淬火水 温 无 法 调 节，导 致 淬 火 弯 曲 扭 拧 严 重，无 法达到标准要求。所以淬火制度的选取尤为重要，在 降低淬火温度的同时也要保证其淬火强度。

　　摘要：文章研究采用正挤压方法对 ２０２４高强度铝合金薄壁型材进行挤压成型。主要从模具设计、挤压参数、淬火制 度、淬火夹具制作及整形等方面进行调试，找出最合理的的挤压生产工艺使产品满足 ＧＪＢ２５０７Ａ标准要求。 关键词：挤压工艺；模具设计；淬火制度；淬火夹具 中图分类号：ＴＧ３７９文献标识码：Ｂ文章编号：１６７１－６７９５（２０１８）０５－００５０－０３

　　挤压机 台 采 用 我 公 司 非 标 机 台 （６６０Ｔ挤 压 机， ５００Ｔ挤压筒），铸锭采用我公司自行研制的 ２０２４内控 成分，铸锭合金成分 （质量分数，％）为，Ｓｉ≤０．１０， Ｍｇ１．４５～１．５５，Ｆｅ≤０．２０，Ｃｕ４．３５～４．４５，Ｍｎ０．３０～ ０．４０，Ｔｉ≤０．１５，Ｚｎ≤０．１５。铸锭为车皮棒且表面无油 污、裂纹等缺 陷。 铸 锭 到 达 温 度 后，保 温 时 间 不 宜 过 长，防止铸锭 长 时 间 加 热 保 温 而 变 形，挤 压 初 期 采 用 ６ｘｘｘ合金引模。挤压工艺参数为，模具温度 ４９０℃ ～ ５００℃，棒 温 ４４０℃ ～４６０℃，挤 压 速 度 ０．５ｍ／ｍｉｎ～ １５ｍ／ｍｉｎ，压余 １０ｍｍ，挤压筒温度 ４５０℃ ～４６０℃，变 形区切头尾；挤压产品信息为，四孔模具，合金状态为 ２０２４内控，铸锭规格 Φ９０ｍｍ×３００ｍｍ，挤压比 ４２，压 出 １２ｍ。

　　２０２４铝 合 金 又 称 为 高 强 度 硬 铝 合 金，具 有 强 度 高、耐热性好［１－２］等优点。其挤压型材主要应用于飞 机机身框架、机 翼 桁 条、翼 肋 等 受 力 结 构 件［３］。 此 次 试验薄壁型材是我公司航空事业部与某飞机设计制 造有限公司合作产品，选取壁厚仅为 １．０ｍｍ的薄壁 型材进行挤压成型试验，此型材的成型性和尺寸精度 较难控制，现有生产工艺无法实现产品挤压成型。本 文将以此型材为例，对 ２０２４高强硬铝合金薄壁型材 挤压生产工艺进行研究分析。九游官方入口