铝合金型材具有质轻、比强度高、易回收等优点,广泛应用在国民经济各领域。当前,铝合金型材的材料、模具、工艺与装备技术基本成熟,除部分工业型材以外,多数为常规的产品,效益已趋很低。为了实现铝型材的高效、优质、低耗制造,高速挤压(例如达到4 mm/s以上)或超高速挤压是未来的发展方向。然而,提高挤压速度的同时会导致成形载荷的急剧升高,这将加速模具的失效破坏。围绕铝合金型材挤压有效提高挤压速度并降低成形载荷比较困难的问题,本文依据金属流动平衡原理,提出改进设计分流桥的结构,使得挤压速度能提高至高速挤压或超高速挤压,同时能够有效降低成形载荷,对于进一步挖掘成形工艺潜力,以增进效益意义重大。分流桥结构改进设计后模具内部各关键部位的受力情况、不同分流桥结构挤压过程受力和变形的变化规律,最佳挤压成形关键工艺参数的选取是关键问题。本文围绕分流桥结构设计这一核心问题,分别开展了以下研究:(1)改进了分流桥结构,研究了挤压模成形区、焊合区、分流区和镦压区四个关键部位的受力。根据金属流动平衡原理,设计了曲面抛物线形分流桥结构挤压模。采用主应力法,分析了挤压模具关键部位在成形过程中的受力情况,得到了关键部位受到的理论挤压力,重点分析了曲面抛物线形分流桥和平面直线形分流桥在分劈金属材料过程中受力的变化。(2)研究了6063铝合金高温流变特性,建立了高温流变本构方程。通过热模拟实验,得到了6063铝合金高温应力应变曲线。结果表明,6063铝合金的流变应力随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的升高而增加。利用线性回归的方法求解得到了Arrhenius本构方程的关键参数,得到了6063铝合金高温流变本构方程。(3)分析了不同分流桥结构受到的挤压载荷、应力及变形的变化规律,研究了挤压成形关键工艺参数对挤压模受到挤压载荷的影响规律。结果表明,曲面抛物线形分流桥模具受到的突破挤压载荷比平面直线形降低约15.9%,受到的稳定挤压载荷降低约10.1%,分流桥受到的应力降低了25.1%,分流桥变形量降低了21.7%。铸锭预热温度对挤压载荷影响最大,摩擦系数影响最小。曲面抛物线形分流桥模具结构较优挤压工艺参数为:铸锭预热温度为490°C,挤压速度为6 mm/s,摩擦系数为0.3。(4)验证了分流桥结构的优化效果。以某建筑用铝合金型材挤压模为研究对象,将曲面抛物线形分流桥用于该模具的设计,利用得到的型材挤压较优工艺参数用于挤压生产验证。结果表明,曲面抛物线形分流桥挤压模的实际生产挤压载荷比平面直线形分流桥挤压模降低了10%～20%。本文的研究结果对于铝合金型材挤压生产的效率、质量、节能降耗水平具有理论和实践意义。