建筑铝合金模板型材模具的设计制造技术方案浅析

2024.07.01

陆厚波朱世安

摘要：铝合金模板作为优质的绿色建筑材料之一，具有质量轻，耐磨，抗腐蚀性能高，表面质量高，浇灌的墙面平整、光滑，回收性强等显著特点，近十年来逐渐应用于建筑工程中，在绿色建筑应用中具有较高价值。但铝合金模板种类多、规格多、形状复杂，对模具设计与制造技术的要求较高，生产难度大。文中以GYQ1555和GYQ1523为例，优化设计与制造技术，为铝合金挤压板材批量生产提供参考。

关键词：绿色建筑；铝合金模板型材；模具设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.110

建筑行业的发展与人们生活质量、国民经济水平、社会文明程度息息相关。近些年来，随着绿色建筑概念的提出，使用绿色环保的铝合金材料代替木材、塑料、钢材等，其施工现场施工噪音低，无施工废弃物，施工周期短、可循环使用等特點而逐渐被推广，铝合金结构材料将成为未来绿色建筑材料的主要发展方向。

1 铝合金模板型材模具特点与技术难度分析

铝合金模板型材主要是用挤压法生产的型材产品。型材品种多，规格范围广，形状复杂，外廓尺寸和断面积大，壁厚相差悬殊等，难度系数很大，技术含量很高，批量生产十分困难。其成品的使用特点，既要有一定的强度，又要保证良好的可焊性、耐磨性和耐腐蚀性及冷冲性良好的综合性能。而建筑铝合金面板型材多为半空心材料，需多次重复使用，尺寸精度和形位公差要求十分严格，以保证材料成形质量，使用时方便装卸。因此，精度要求需要控制在高精度级以上。同时建筑行业对建筑材料需求较大，要大批量生产，对模具的使用寿命提出了更高设计要求。

2 GYQ1555和GYQ1523模板型材模具的设计依据与技术要求

（1） GYQ1555属于扁宽薄壁型材，模板型材的尺寸、位形的精度要求为超高水平，生产时容易出现壁厚不均以及平面出现间隙、壁厚尺寸不足、充料不足等情况，影响模板型材质量。而该模板型材外廓较大，模板设计需要考虑材质可承受多级宽展挤压。同时需要确保两个支撑脚和壁板的角度精度，保证模板顺利装卸和整体的平直度。

（2）GYQ1523属大舌比空心型材，有三个90°转角，其公差要求严格，为模具的设计以及型材的生产增加了难度。

3 模板型材模具的设计制造技术方案分析

（1）GYQ1555 型材。1）型材参数：合金状态为6061-T6；型材截面积为23.99cm2，外接圆直径为φ406mm。2）模具设计参数：规格为φ600×300，类型为特种宽展分流组合模，模子热处理硬度HRC为47-49，金属收缩系数为0.010-0.012，挤压机吨位为4000t，挤压筒直径为φ330mm，挤压比为36，变形率为98%，分流比为3.0，宽厚比为100，宽展角为16°，模孔表面粗糙度为Ra0.04μm。3）模具设计方案：GYQ1555宽厚比为K=400/4=100，属挤压高难度型材。设计方案为在宽展模型孔添加两个吊桥，减小模子弹性与平面间隙，稳定尺寸，提高精度以及使用寿命。

（2）GYQ1523型材。1）型材参数：合金状态为6061-T6；型材截面积为21.11cm2，外接圆直径为φ181mm。2）模具设计参数：规格为φ420×230，类型为大舌比特殊半空心型材模，模子热处理硬度HRC为48-50，金属收缩系数为0.010-0.012，挤压机吨位为3600t，挤压筒直径为φ330mm，挤比压为40，变形率为96%，分流比为10.3，挤压时上模的弹性变形量为0.15mm，模孔表面粗糙度为Ra0.04μm。3）模具设计方案：在型材开口出加连接体，使材料变为封闭的空心型材，挤压成型后经焠火、时效后撕掉，保证尺寸与形位的精度，但会有约0.4x0.4mm毛刺，降低了成品外观品质。

（3）模板型材模具需选择优质的材料，通过优质的热处理技术增强模具的使用寿命。

4 小结

对于铝合金面板型材的品种多、技术要求高、形状复杂、生产技术难度大，模具生产过程较为复杂，技术要求较高的情况，还需要立足于现有模具设计与制作技术，根据设计与制作中的不足之处进行创新、完善，选用优质的材料、先进的技术等，提高模具的质量与模具使用寿命，促进铝合金模板型材量产，使其在建筑行业中大量使用打下基础，为绿色建筑行业的发展起推动作用。

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作者简介：陆厚波（1981-），男，广西梧州人，大专，助理工程师，主要从事铝加工技术开发。