提高擠壓鋁材產(chǎn)量措施
在鋁及鋁合金半成品生產(chǎn)中,擠壓是主要成形工藝之一,擠壓產(chǎn)品(型材傀蒲、管材及少量的線材、棒材)約占全部半成品的30%剃炬。1998年攒坊,全球的鋁半成品產(chǎn)量約19100kt,其中擠壓產(chǎn)品為5820kt,品種已近40000種。全世界鋁材擠壓機在5500臺以上莫诲,中國大陸的在2500臺以上泰涡,臺灣省約190臺。不過撇涡,工在鋁及鋁合金半成品生產(chǎn)中像兆,擠壓是主要成形工藝之一,擠壓產(chǎn)品(型材糜曲、管材及少量的線材河哑、棒材)約占全部半成品的30%。1998年龟虎,全球的鋁半成品產(chǎn)量約19100kt,其中擠壓產(chǎn)品為5820kt,品種已近40000種璃谨。全世界鋁材擠壓機在5500臺以上,中國大陸的在2500臺以上遣总,臺灣省約190臺睬罗。不過,工業(yè)發(fā)達國家98%擠壓機的擠壓力超過15MN,但中國90%擠壓機的擠壓力在15MN以下旭斥。擠壓機的開工率不足是一個全球性的問題,平均能力利用率約65%,其中日本的最高為91.6%,北美和西歐的約70%,中國的35%左右古涧。
在這種情況下垂券,如何提高擠壓機的生產(chǎn)率已成為當(dāng)務(wù)之急。提高生產(chǎn)率的措施很多羡滑,如提高裝機水平菇爪、提高工人素質(zhì)、提高管理水平等這樣普遍性的措施柒昏。本文著重談一些如何提高產(chǎn)量與質(zhì)量的更為具體的措施凳宙。
1 先進裝備與高素質(zhì)工人是提高產(chǎn)量的前提
對提高擠壓產(chǎn)品的產(chǎn)量來說,先進的裝備轻调、高素質(zhì)的工人尽诀、現(xiàn)代化的科學(xué)管理起著至關(guān)重要的作用。在我國現(xiàn)有的2500多臺擠壓機中皮匪,夠得上國際水平的只不過25臺左右陆宝,即約1%,如南平鋁廠的14.5MN(1600UStf.)擠壓機與25MN(2750UStf.)擠壓機、天津有色金屬集團公司從意大利引進的55MN(5500UStf.)擠壓機坑状、裕華鋁業(yè)有限公司從美國西馬克.薩頓公司(SMS Sutton)引進的 21 MN2(2200/2500Ustf.)的擠壓機尺桅、西安飛機公司從日本宇部興產(chǎn)公司(UBE)引進的21MN(2350Ustf.)與16.3MN(1800Ustf.)擠壓機等。
我國鋁擠壓工業(yè)正處于結(jié)構(gòu)調(diào)整階段却坦,應(yīng)避免低水平的重復(fù)引進與建設(shè)裂瘤,對現(xiàn)有的有改造價值的擠壓機最好改造成現(xiàn)代化的高水平擠壓機。新引進的正擠壓機應(yīng)裝有:計算機輔助正擠壓系統(tǒng)(CADEX—Computer Aided Direct Extrusion)殃练,以使在等溫擠壓期間都處于最大擠壓力作用下馆义,盡量縮短實際擠壓時間;需裝有超精細的液壓油過濾器胁塞,并有連續(xù)監(jiān)測液壓油質(zhì)量與溫度的儀器咏尝;裝有各項工藝參數(shù)顯示與監(jiān)控電子系統(tǒng)PICOS(Process Information & Control System);還應(yīng)有MIDIS系統(tǒng)(管理信息與診斷顯示系統(tǒng)—Management Information and Diagnostic Indication System),以顯示各項工藝參數(shù)與生產(chǎn)情況的種種信息啸罢,以及對設(shè)備的故障及時發(fā)出警告與顯示信號编检,指導(dǎo)維護與檢修,最大限度地縮短停車時間扰才;等等允懂。
2 溫度控制與提高產(chǎn)量的關(guān)系
通常,如果沒有非預(yù)定的停機時間衩匣,那么最大產(chǎn)量主要決定于擠壓速度蕾总,而后者受制于四個因素,其中三個固定不變而另一個則是可變的琅捏。第一個因素是擠壓機的擠壓力生百,擠壓力大的可在錠坯溫度較低時順利地擠壓;第二個因素是模具設(shè)計柄延,擠壓時金屬與模壁的摩擦通呈唇可使通過的鋁合金的溫度上升35~62℃;第三個因素是被擠壓合金的特性搜吧,是限制擠壓速度的不可控制的因素箍伏,型材的出口溫度一般不可超過540℃,否則乒踢,材料表面質(zhì)量會下降揪馅,模痕明顯加重,甚至出現(xiàn)粘鋁捡霹、凹印瞳州、微裂縫、撕裂等饵忙。最后一個因素是溫度及其受控程度盐文。
如果擠壓機的擠壓力不夠大圣翅,很難順利擠壓或甚至出現(xiàn)塞模現(xiàn)象而擠不動時咏摔,就可提高錠坯溫度握饼,但擠壓速度應(yīng)低些,以防材料的出口溫度過高昙百。每一個合金都有其特定的最優(yōu)的擠壓(錠坯)溫度诡泌。生產(chǎn)實踐證明,錠坯溫度最好保持在430℃左右(擠壓速度≥16mm/s時)啄枕。6063合金型材的出模溫度不得超過500℃婚陪,6005合金的最高出口溫度為512℃,6061合金的最好不大于525℃频祝。出模溫度的不大變化也會影響產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量泌参。
擠壓筒溫度也是很重要的,特別應(yīng)注意預(yù)熱階段的溫度升高常空,應(yīng)避免各層之間產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力沽一,最好是使擠壓筒與襯套同時升高到工作溫度。預(yù)熱升溫速度不得大于38℃/h漓糙。最好的預(yù)熱規(guī)范是:升高到235℃铣缠,保溫8h,繼續(xù)升溫到430℃,保溫4h后昆禽,才投入工作蝗蛙。這樣不但能保證內(nèi)外溫度均勻一致,而且有足夠的時間消除一切內(nèi)部熱應(yīng)力醉鳖。當(dāng)然在爐內(nèi)加熱擠壓筒是最佳的預(yù)熱方式捡硅。
在擠壓過程中,擠壓筒溫度應(yīng)比錠坯溫度低15~40℃臭膊。如果擠壓速度過快盆扳,以致擠壓筒溫度上升到高于錠坯溫度,就要設(shè)法使擠壓筒溫度下降栏赋,這不但是一件麻煩的工作,而且產(chǎn)量會下降尸钢。在生產(chǎn)速度上升過程中仙衩,有時受電偶控制的加熱元件會被切斷,可是擠壓筒溫度仍在上升熔厌。如果擠壓筒溫度高于470℃篇挡,擠壓廢品就會上升。應(yīng)根據(jù)不同的合金確定理想的擠壓筒溫度誉煎。
千萬不要認為預(yù)熱擠壓筒是在浪費時間报葬、消耗能源语雇。有一個工廠有一次為了趕生產(chǎn)任務(wù),一方面用內(nèi)部電阻元件加熱挺久,另一方面又以液化氣燒嘴加熱磨涵。在這種情況,溫度無法測量與控制乳规,會產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力形葬,內(nèi)襯溫度高,膨脹比外套的快暮的,以致擠壓筒裂開笙以,并聽到“炸裂”的聲音。
擠壓軸在工作過程中會積蓄內(nèi)應(yīng)力冻辩,這種應(yīng)力大到一定程度會產(chǎn)生疲勞裂紋猖腕,一旦受到非軸向的徑向力作用就會斷裂。因此恨闪,擠壓軸的累計工作時間達到4500h后倘感,最好進行一次消除應(yīng)力處理,在430~480℃保溫12h,然后隨爐冷卻到50℃以下凛剥。遺憾的是侠仇,我國很少有工廠照此處理。
生產(chǎn)高檔優(yōu)質(zhì)表面建筑型材時犁珠,對擠壓墊溫度也應(yīng)嚴(yán)格控制逻炊,以減少表面色調(diào)不一致廢品量。固定擠壓墊的質(zhì)量比活動的好得多雇牍,能積聚更多的熱量嗅呻,因而能降低錠坯端頭溫度,能減少雜質(zhì)進入型材內(nèi)乌心,有助于提高產(chǎn)量导劝。美國卡斯圖爾公司(Castool)采用壓縮空氣冷卻擠壓墊與擠壓軸,使其溫度降到50℃左右匹羹。
模具溫度對于獲得高的產(chǎn)量起著重要的作用齐皂,一般不得低于430℃;另方面糕但,也不得過高仅汰,否則,不但硬度可能下降唠魏,同時會產(chǎn)生氧化蝉站,主要在工作帶。在模具加熱過程中例吹,應(yīng)避免模具之間緊靠著捧颅,阻礙空氣流通景图。最好采用帶格的箱式加熱爐,每個模放于一個單獨的箱內(nèi)碉哑。
錠坯在擠壓過程中的溫度升高可達40℃左右或更高些挚币,升高量主要決定于模具設(shè)計。為了獲得最大產(chǎn)量谭梗,對各項溫度決不可忽視忘晤,應(yīng)記錄各個溫度并嚴(yán)加控制,以找出機臺的最大產(chǎn)量與各項溫度的關(guān)系激捏。
最后设塔,擠壓生產(chǎn)廠的員工都應(yīng)牢記:溫度的精密控制,對提高產(chǎn)量是至關(guān)重要的远舅。
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