鋁型材擠壓是將鋁合金置入擠壓筒內并施加一定的壓力，使之從特定的模孔中流出，從而獲得所需的截面形狀和尺寸的一種加工方法，這種擠壓加工法成本低、效率高、操作簡單，在現代工業生產體系中占有相當大的比重，使鋁型材成為國民經濟中的重要基礎材料。

提高鋁合金型材成品率是降低企業生產成本較直接和有效的方法。成品率每提高1個百分點，鋁材的生產費用將降低23元～30元，以一個年產1萬t鋁型材的企業來說，若每噸鋁型材的成品率提高5個百分點，每年可節約125萬元，而這125萬元是純利潤。成品率的提高是建立在產品質量的基礎之上，與產量又是同比關系。提高成品率是一個系統工程，通過單一工藝方法很難大幅提高成品率，必須是多環節的累積提高。提高成品率又是一個細致的工作，不僅需要技術工藝做支撐，更需要嚴謹、務實、科學的管理。

一、影響成品率的因素

影響成品率的因素是多方面的，就擠壓生產而言主要有以下幾個方面：

（1）鋁鑄錠的質量直接決定擠壓制品的成品率。

（2）模具、擠壓工具對成品率有很大影響，它們直接關系到擠壓制品的質量，制品合格率高則成品率就高。

（3）生產管理中生產計劃下達的合理性以及生產報表原始數據的準確性也是提高成品率的前提。各種生產報表的原始數據是鋁型材擠壓前計算鑄錠長度的重要依據。

（4)擠壓工藝包括根據擠壓比選定擠壓設備、確定工藝溫度及張力矯直工藝等，每步工藝是否科學、細致、合理也對成品率影響很大。

（5）操作人員的熟練程度和責任心是提高擠壓成品率所必備的。

二、提高擠壓鋁型材成品率的工藝方法

1、提高鑄錠質量是保證擠壓成品率的前提

鑄錠對擠壓生產來說是原材料。鑄錠組織均勻，晶粒細小，無夾渣、氣孔、偏析、裂紋等缺陷時，不僅可以降低擠壓力、提高擠壓速度，提高產品的內在質量，而且可以減少擠壓制品表面氣泡、氣孔、劃傷、開裂、麻點等表面缺陷。比如較小的夾渣可以通過模具工作帶的狹縫排出，但會造成型材表面犁痕，產生一定長度的幾何廢料；較大的夾渣將被卡在工作帶狹縫中不能被排出，引起塞模或擠壓制品開裂而被迫更換模具，這樣就會嚴重影響成品率。

2、適當加大擠壓系數，提高擠壓成品率

每個鋁材廠都有一系列擠壓機型，各廠家根據產品的擠壓比、冷床長度、制品外接圓直徑、擠壓筒長度和直徑等，合理確定制品將在哪臺擠壓機上生產。實踐證明，同樣規格的制品放在不同噸位的擠壓機上生產時，由于擠壓系數不同，對制品的組織、性能和生產效率有很大影響，其成品率也會產生差異。根據2009年一年中某企業生產統計，三種不同噸位擠壓機的年平均成品率范圍如下。

①不同噸位擠壓機擠壓鋁型材的年成品率統計：

擠壓機位/MN：9.8；成品率84～87%

擠壓機位/MN：7.84；成品率83～84%

擠壓機位/MN：5.88；成品率81～82%

從中可以看出，擠壓機的噸位較大、擠壓系數較大時，其成品率較高，而其擠壓費用如下，

②不同噸位擠壓機擠壓鋁型材生產統計：

擠壓機位/MN：9.8；單產用電/290（kWh·t﹣1)；平均班產量4.2/t；擠壓費用624/元

擠壓機位/MN：7.84；單產用電/360（kWh·t﹣1)；平均班產量3.3/t；擠壓費用642/元

擠壓機位/MN：5.88；單產用電/410（kWh·t﹣1)；平均班產量2.16/t；擠壓費用693/元

從中可以看出，擠壓費用并沒有升高。所以，擠壓生產時，適當提高擠壓系數，不僅可以獲得力學性能和組織良好的制品，同時可以提高成品率，降低型材的生產費用。

3、加強生產管理，準確計算鑄錠長度

鋁型材在建筑、交通、電子、旅游、機械方面的應用越來越多，因此鋁材廠的產品品種也在增多，帶來的是模具的增多，給生產計劃的安排增加了難度。鋁型材生產計劃，要根據客戶要求的規格、單根重量、長度、數量和冷床長度，利用等體積或等質量的原則計算出所用鑄錠的數量和長度。鑄錠長度的計算采用等質量法較多。這是因為隨著模具的使用及修理，各部分壁厚的變化不是同步的，很難再準確計算出制品的截面積，而且其理論線密度和實際上機試模所得到的線密度相差不小。

鑄錠長度：

式中：

L—鑄錠長度，mm；m1—型材線密度，kg /m；

Ld—定尺長度，m；n—倍尺數 ；

Lq—切頭或切尾長度，mm；Ly—壓余長度，mm ； 

d—圓鑄錠直徑，mm ；ρ—鋁合金密度，2.7 g/cm3 。

 對于某一臺擠壓機來說，其使用鑄錠的直徑d是確定的，客戶對制品的定尺長度Ld要求也是確定的，壓余長度Ly通常取15mm—30mm，切頭或切尾長度二者相等，一般選定在0.2m—0.8m，倍尺數n根據擠壓筒長度、型材線密度、冷床長度確定，這樣就只有型材的線密度m1是變化的，因此，鑄錠長度L是線密度m1的函數，二者成線性關系。

上圖1是關于L-m1，曲線圖，壓余長度Ly是截距，而K就是L-m1直線的斜率。對于一臺擠壓機的同一個擠壓筒來說，當倍尺數n變化時，只是L-m1，直線的斜率K從Kn發生變化。

對于擠壓機上的某種制品，將定尺長度Ld、倍尺數n、切頭切尾長度Lq、壓余長度Ly、確定后，代入公式，可以方便迅速地畫出每臺擠壓機上制品線密度m1與鑄錠長度L的關系圖（如圖1所示）。關系圖畫起來快捷方便，只需計算出一個點，將它與截距點相連就是棒長和線密度的對應關系圖，在圖上可以準確查出鑄錠長度與型材單根重量的對應關系。關系圖清晰直觀。有這樣一張圖，再利用長鑄錠加熱爐的剪切裝置可以準確的剪出所需長度的鑄錠。

4、使用夾持墊，減少切頭切尾長度

型材擠壓冷卻后要通過張力矯直來消除型材彎曲、擰扭等缺陷。大部分企業仍采用拉直機張力矯直，但關鍵問題是由于型材品種多、矯直工嫌操作麻煩，很多企業沒有使用夾持墊，直接用鉗口夾扁型材兩頭，造成拉伸后型材的兩頭變形長度往往在0.4m～1.2m，截面大的型材變形長度還要長些，變形部分必須切掉，否則無法去掉型材因拉直而產生的截面變形，這樣就使幾何廢料增加、擠壓成品率下降。

夾持墊可以使用硬木或鋁塊制成，根據型材的截面形狀運用成組技術進行分組，盡量減少夾持墊的數量，增加夾持墊的通用性。三種規格的型材可以使用同一種夾持墊。

對于懸臂較長又有封閉截面的型材，矯直夾持時在封閉腔內塞入夾持墊的同時，懸臂部分也要用撐架支撐，減少型材拉伸時長度方向沿截面上的變形量。

使用夾持墊后，型材的切頭、切尾大大縮短，一端切掉長度一般在0.15m～0.4m之間。假設每班可擠壓倍尺數為3的線密度0.5kg/m的型材420根，使用這種方法共可減少廢料210m～420m、105kg～210kg，比不使用夾持墊時成品率可提高1.9%～3.8%，其經濟效益相當司觀。

夾持墊從制作、保管、領用要由專人管理。針對操作工人不愿使用，可以將成品率績效工資分為兩部分：如成品率85%以下時，成品率提高一個百分點，噸工資增加5元；成品率85%以上時，成品率提高一個百分點，噸工資增加10元，激勵工人努力提高成品率。

5、使用熱剪切鑄棒爐，即時控制鑄錠長度

近年來，越來越多的企業將鏈條式短鑄錠加熱爐更換為熱剪切長鑄錠加熱爐（簡稱熱剪鑄棒爐）。熱剪鑄棒爐可以避免鑄錠鋸切、減少因鋁屑而產生的損耗，擠壓時主機手可根據模具的動態單支重量用熱剪鑄棒爐上的剪切裝置隨時調整剪切長度，獲得任意所需長度的鋁錠坯，從而使擠壓出的長型材的切頭切尾達到至短，進一步提高成品率。

有的企業使用了熱剪鑄棒爐后，忽略了對鑄錠長度的準確計算和對此項工作的管理，交由操作工自行處理。操作工人往往在上模擠壓時，先按模具的標準壁厚剪切一根鑄錠進行試擠壓，觀察擠出型材的總長度是否達到倍尺和切頭切尾長度要求，不合適時再粗略估計試剪第二個鑄錠，再試擠，反復2～3次才能找到合適的鑄錠長度，但在試擠過程中產生了不短的廢料，這一試擠過程不僅降低生產效率，而且也降低成品率。

正確的做法是根據上機模具的上次擠壓單支重量記錄，查一下線密度—鑄棒長（L-m1）圖，稍微加長一點剪切鑄錠長度（不至于產生接近6m的廢料），根據擠壓型材的總長，第二次剪切長度可作微量修正，就可以進入正常擠壓。把熱剪切鑄棒爐剪切長度調整靈活的優點和生產管理上準確記錄模具動態在擠壓過程中每根型材重量、查看型材線密度-鑄棒長（L-m1）關系圖結合起來，才能提高生產率和成品率。有文獻說使用熱剪鑄棒爐成品率可以提高4個百分點，根據其他企業的實際經驗提高2個百分點是沒有問題的。

6、加強模具管理，準確記錄動態單根型材重量

原始生產記錄在管理工作中的重要性是不言而喻的，在鋁型材的擠壓生產中，準確記錄每套模具擠出型材的線密度（或單根型材重量）是做好成品率、成本核算及模具管理的一項重要工作，它為下次本套模具上機能準確找到合適的鑄錠長度提供依據。所以對每條擠壓生產線應提供一臺準確度較高的電子稱，定期校驗、監督復驗，督促操作工或工藝員在模具生產卡片上填寫型材單根型材重量，準確的記錄模具在擠壓過程中每根型材重量，為下次生產做好準備。

有的企業已使用計算機進行管理，擠壓工在擠壓機旁的計算機終端錄入每套模具的名稱、編號和上機擠壓的型材根數、長度、單根重量等參數，由服務器對數據統一處理，實現了數據采集實時化、車間無紙化、統計自動化、信息公開化。

7、使用無壓余擠壓，減少幾何廢料

固定墊無壓余擠壓是將擠壓墊固定在擠壓桿上，并對二者作一定的改造，擠壓結束時擠壓筒不后退也能較容易地將鋁錠脫離，然后直接將第二根鑄錠推入擠壓筒，與上次剩余的鑄錠壓合在一起，完成擠壓。這種方法避免了每擠壓一根鑄錠剪切一次壓余，可根據質量要求和訂貨數量來決定擠多少根剪切一次，一般民用型材可40—50根剪切一次壓余。

8、優化擠壓工藝，減少技術廢料

提高成品率除了采用以上措施努力減少幾何廢料外，同時也要在生產過程中盡量減少技術廢料，確切地說，就是讓該是正品的都是正品，避免出廢品。

影響技術廢料的擠壓工藝有很多方面，它涵蓋了擠壓生產的整個過程，主要包括鑄錠質量、工藝溫度、擠壓速度、擠壓工具、模具、轉運裝卸、時效熱處理等等。除了制定專業、科學的生產工藝外，還要正確、嚴格地執行工藝操作規程，提高操作工人的技術熟練程度和責任心。

①盡量減少每班生產品種，建議是每班安排3-5個擠壓品種，提高單套模具一次上機生產量。因為生產品種越多，使用的模具越多，由模具帶走的塞鋁就越多，成品率就會降低。

②模具對成品率的影響表現在兩個方面：新模具的試模和在用模具的生產使用。

試模次數越多，消耗鑄錠越多，成品率越低，所以要提高模具的設計、制作水平。

在用模具要精心維修、合理氮化、及時保養，保證每次上機合格率高，成形度好，耐用度高。如果每班因為模具維修不合格而發生3—4個擠壓失敗的鑄棒，那么成品率就會下降1個百分點。

③擠壓工具：包括擠壓筒、擠壓桿、擠壓墊、模墊等。主要是要保證擠壓筒、擠壓桿、模具三者之間的同心度，其次是合理維修擠壓筒，正確加熱，保證擠壓筒端面平直，消除各種引起擠壓筒與模具間的配合不良現象，定期清理擠壓筒內壁殘鋁，檢查內孔壁有無損傷，正確使用模墊，提高模具支撐強度等等。

④擠壓溫度、擠壓速度及冷卻三者對制品的組織、力學性能、表面質量有很大影響，也會影響到成品率。此外，三者都會影響擠出制品的長度，鑄棒溫高、擠出速度快、風冷速度低時，會使制品擠出后的長度增加，增長率至大可達0.5%—1.0%，也就是影響了型材的線密度，所以，穩定的工藝也會使成品率提高。

⑤完善擠壓后續工序，避免造成技術廢品。擠壓后續工序的轉運往往造成型材的磕碰劃傷，要盡量避免型材與冷床、儲料臺、定尺臺之間的摩擦與碰撞，推薦采用高溫帶傳送的冷床和儲料臺。運輸、裝框、吊框等轉運操作應輕拿輕放，料筐內壁建議使用高溫毛氈保護。

三、結束語

提高擠壓制品的成品率是要在擠壓生產全面細致的工作過程不僅技術工藝方面要到位，在管理方面也要扎實到位、做到實處。我國的鋁型材生產企業的成品率提升尚有很大空間，成品率的提升將是一個持續的過程。提高成品率和提高產品質量、產量是緊密相連的，是一個企業技術和管理水平的綜合體現。