1. 鋁型材鍛壓成形的基本原理

鍛造是塑性加工的重要分支，即利用鋁型材的可塑性，借助外力（鍛壓機械的錘頭、鉆塊、沖頭或通過模具對坯料施加壓力）的作用使其產生塑性變形，獲得所需形狀尺寸和一定組織性能鍛件的材料加工方法；目前國際上習慣將塑性加工分為兩類：一類是生產板材、鋁型材、棒材、鋁管材等為主的加工，稱為一次塑性加工；另一類是生產零件及其毛坯為主（包括鍛件和沖壓件）的加工，稱為二次塑性加工；大多數情況下，二次加工都是用經過一次塑性加工所提供的原材料進行再次塑性加工；但是，大型鋁型材多以鑄錠為原材料，直接鍛造成鍛件；對于粉末鍛造則是以粉末為原料；

鍛造成形主要是指二次塑性加工，即以一次塑性加工的棒材、板材、管材或鑄件為毛坯料生產零件及其毛坯；鍛造成形又稱為體積成形，受力狀態屬三向壓應力狀態；

2. 鋁型材鍛壓成形的特點

（1）鋁型材鍛壓成形的基本特點

鋁型材在鍛壓成形過程中，坯料會發生明顯的塑性變形，有較大量的塑性流動；通過鍛造變形能消除鋁型材坯料的鑄態組織（如疏松、柱狀晶核粗大晶粒等），焊合孔洞，大大提高塑性和力學性能；因此，在機械零部件中，需要承受高載荷、工作條件苛刻的重要結構材料，除了形狀較簡單的可用軋制的板材、鋁型材、棒材、鋁管材或焊接件外，大多采用自由鍛件或模鍛件；

鋁型材鍛造加工的目的是獲得符合圖樣要求的外形、尺寸及內部組織性能合格的鍛件；鍛造成形應滿足兩個基本條件：一是在變形過程中鋁型材能承受所需的變形量而不破壞；二是施力條件，也就是設備通過模具向鋁型材施加足夠大的變形力，即特定的分布力；

A鍛造工藝選擇的原則

鍛造工藝選擇是靈活多樣的，僅就成形工序而言，同一種模鍛件可以用不同設備或不同方法來完成；在保證鋁型材的外觀和內部質量及勞動生產率的前提下，選擇成功工藝方案應考慮的基本出發點就是經濟效益，具體包括：

①盡可能節約原材料：盡量采用近無余量成形，或近終成形，減少切削加工；

②減少能耗：不僅要看某一工序的能耗，而且要看總能耗；比如，冷鍛省去加熱工序，雖然能耗下降，但還應該考慮冷鍛前的軟化處理及工序間的退火所消耗的能量；

③降低變形力：盡量采用省力的成形方法，這不僅可以減少設備噸位，減少初投資，還可以提高模具壽命；回轉成形在近年來獲得廣泛應用的原因也在于此；

④工藝穩定性好：一個好的工藝應表現在能實現長期連續生產，如果只求某些單項指標高（如道次少，每道次變形量大），反而會導致成品率低或折損模具；

B金屬塑性加工的特點

金屬鍛壓加工與金屬鑄造、切削、焊接等加工方法相比，具有以下特點：

①金屬鍛壓加工是在金屬整體性保持的前提下，依靠塑性變形發生物質轉移來實現鋁型材形狀和尺寸變化的，不會產生切屑，因而材料的利用率高；

②鋁型材鍛壓加工過程中，除尺寸和形狀發生改變外，鋁型材的組織、性能也能得到改善和提高，尤其是采用鑄造坯，經過塑性加工將使其結構致密、粗晶破碎細化和均勻，從而使性能提高；此外，塑性流動所產生的流線也能使其性能得到改善；

③鍛壓加工過程便于實現生產過程的連續化、自動化，適于大批量生產，因而勞動生產率高；

④鍛壓加工產品的尺寸精度和表面質量高；

⑤設備較龐大，能耗較高；

鋁型材鍛壓加工由于具有上述特點，不僅原材料消耗少、生產效率高、產品質量穩定，而且還能有效地改善鋁型材的組織性能，使它成為鋁型材加工中極其重要的手段之一，因而在國民經濟中占有十分重要的地位；

（2）鋁型材鍛壓成形的特性與工藝特點

A鋁型材鍛壓成形常用工藝裝備

與鋼鐵及其他金屬一樣，鋁型材也可以在鍛錘、機械壓力機、液壓機、頂鍛機、擴孔機等各種鍛造設備上鍛造，可以自由鍛、模鍛、頂鍛、滾鍛和擴孔；一般來說，尺寸小、形狀簡單、偏差要求不嚴格的鋁型材鍛件，可以很容易地在鍛錘上鍛造出來，但是，對于變形量大、要求劇烈變形的鋁型材鍛件，則宜選用液壓機來鍛造；特別是對于大型復雜的整體結構的鋁型材鍛件，則必須采用大型模鍛液壓機來生產；

由于計算機技術在液壓機上的應用獲得成功，現在世界上已有配備有厚度自動程序控制裝置的液壓機，用它可以自動完成開坯和鍛出圓形、方形或矩形截面的預制坯；

液壓機一般可分為水壓機和油壓機兩種，中、小型的宜用油壓機，而大型和重型的可選用水壓機；要求慢速成形的鋁型材鍛件，選用液壓機成形是最佳方案；

B用液壓機鍛造鋁型材鍛件的特點

①在液壓機的整個工作行程中都可以獲得最大載荷，因此，可以從它獲得較大能量來完成變形，特別是難變形模鍛的薄壁高筋整體壁板；

②因為溢流閥可限制作用在柱塞上的液體壓力，在液壓機的能力范圍內，最大載荷可受到限制，而使模具得到保護；

③與鍛錘、機械壓力機和螺旋壓力機相比，液壓機的工作速度較慢，通常為30~150mm/s，因為鋁型材在慢速的靜壓力作用下流動比較均勻，特別適合鋁型材的變形要求，鍛件組織也比較均勻；

④在液壓機上容易安裝模具保溫器，使模具維持較高的溫度，加上液壓機的工作速度較慢，活動橫梁的速度可以調節，可以持續提供載荷，實現保壓；因此，可以在液壓機上進行等溫模鍛和等溫超塑模鍛；

必須指出：液壓機的主要缺點是它的橫梁運行速度慢，模具溫降大，從而限制了它所能鍛成的最小截面厚度；