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铝合金型材在挤压变形过程中，塑性功和摩擦功大部分转化为热，使型材出口温度上升。型材出口温度直接影响产品的质量，同时严重制约着挤压速度的提高，因此保证模孔附近温度基本恒定的等温挤压日益引起人们的重视。等温挤压对于获得形状与尺寸精确、组织性能沿断面和长度方向均匀一致的制品，对于提高成品率与挤压生产效率均具有十分重要的意义。
本文首先采集了挤压比为92的6063铝合金型材8884A-0.8在不同挤压速度(6、8、10mm/s)、不同坯料温度(480、500、520℃)和不同模具温度(420、450℃)下的出口温度数据，并对数据进行了分析与回归。结果表明，挤压温度在挤压开始的20mm行程内陡然升高75-100C，随后趋于平稳，而在尾部50mm范围内则略有下降；挤压速度越快则挤压温升越高，而坯料温度越高则挤压温升越小，在较高挤压速度(10mm/s)下，模具温度越高则挤压温升越高，而在较低速度(6、8mm/s)下，模具温度未出现明显影响；通过实测数据回归的得到的挤压温升数学模型，与实测值相符，可用于预测8884A-0.8型材在不同坯温、不同挤压速度下的出口温升值。
在研究已有等温挤压实现方法的前提下，结合广东凤铝铝业有限公司800t挤压机生产6063铝合金型材的工艺和设备情况，本文设计、研制了铸锭梯度水冷系统，完成了梯度水冷硬件装置的选型、安装、调试，编制出了基于铸锭梯度冷却的等温挤压人机界面HMI及后台PLC控制程序。
铝合金铸锭梯度水冷系统采用铸锭固定，水冷环移动的设计思路，适用于长度不大于500mm铝合金铸锭的冷却。铸锭采用挡板和项杆机构定位，冷却系统由5个直径为345mm，管路直径为32mm的不锈钢水环组成，相邻水冷环间距为100mm，它们固定在移动小车上。水冷系统可实现铸锭梯度为30℃-70℃，可控制各环水量范围为20L/min-50L/min，冷却效果以30L/min最佳。
此外，铸锭梯度水冷实验表明，流量为30L/min、来料温度为510℃时，梯度达到60℃、45℃和30℃所对应的水冷环的最大开启时间分别为8.78s、8.28s和7.58s，该冷却时间符合实际生产周期需要。
该铸锭梯度水冷系统已投入实用，其稳定性、可靠性均达到了预期的目标，可满足梯度水冷生产控制的实际要求。本论文的研究工作对车辆、集装箱、船舶和机械构件等工业铝型材的生产也具有实际应用价值。