鋁型材擠壓質量與產量的優(yōu)化與提高
通常,鋁型材擠壓如果沒有非預定的停機時間,那么最大產量主要決定于擠壓速度,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。第一個因素是擠壓機的擠壓力,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計,擠壓時金屬與模壁的摩擦通??墒雇ㄟ^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,是限制擠壓速度的不可控制的因素,型材的出口溫度一般不可超過540℃,否則,材料表面質量會下降,模痕明顯加重,甚至出現(xiàn)粘鋁、凹印、微裂縫、撕裂等。最后一個因素是溫度及其受控程度。
由于鋁型材品種規(guī)格多樣,并且在擠壓過程中材料流動狀況復雜,擠壓模具承受載荷狀況惡劣,使得鋁型材擠壓產品開發(fā)和模具的設計成為一項艱巨的任務。依賴經驗設計和試模返修的傳統(tǒng)生產模式已不能滿足現(xiàn)代化經濟發(fā)展的需求。在效率就是生命,質量就是關鍵的市場經濟環(huán)境下,鋁型材擠壓生產企業(yè)最重視的是提高模具設計加工的成功率及擠壓的產量和成品率。在鋁及鋁合金半成品生產中,擠壓是主要成形工藝之一,擠壓模具的好壞、擠壓速度的快慢直接影響鋁及鋁合金擠壓生產企業(yè)的產品質量和產量。
在這種情況下,如何提高擠壓機的生產率已成為當務之急。提高生產率的措施很多,提高裝機水平、提高工人素質、提高管理水平等都是切實有效的措施。
一、影響產品產量和質量的主要因素
1、鋁棒質量的重要性
對于質量要求較高的鋁型材,鋁棒質量的好壞直接影響產品的質量和產量,合金化、晶?;⒓毣?、均質化的高質量鑄錠可以減少模具的損耗,提高有效的生產時間,從而提高擠壓速度實現(xiàn)最大產量。
2、先進裝備與高素質工人是提高產量的前提
對提高擠壓產品的產量來說,先進的裝備、高素質的工人、現(xiàn)代化的科學管理起著至關重要的作用。
3、模具的重要性
合理的模具設計,及時氮化提高模具工作帶的硬度和光潔度,降低換模次數(shù),減少非工效時間,提高產品質量降低廢品率,對實現(xiàn)產量最大化是非常重要的。
4、溫度控制與提高產量的重要關系
通常,如果沒有非預定的停機時間,那么最大產量主要決定于擠壓速度,而后者受制于四個因素,其中三個固定不變。最后一個因素是溫度及其受控程度是可變的。如果擠壓機的擠壓力不夠大,很難順利擠壓或甚至出現(xiàn)塞模現(xiàn)象而擠不動時,就可提高錠坯溫度,但擠壓速度應低些,以防材料的出口溫度過高。每一個合金都有其特定的最優(yōu)的擠壓(錠坯)溫度。生產實踐證明,錠坯溫度最好保持在430℃左右(擠壓速度≥16mm/s時)。6063合金型材的出模溫度不得超過500℃,6061合金型材的出模溫度最好不大于525℃。出模溫度的不大變化也會影響產品的產量與質量。
擠壓筒溫度也是很重要的,特別應注意預熱階段的溫度升高,應避免各層之間產生過大的熱應力,最好是使擠壓筒與襯套同時升高到工作溫度。預熱升溫速度不得大于38℃/h。最好的預熱規(guī)范是:升高到235℃,保溫8h,繼續(xù)升溫到430℃,保溫4h后,才投入工作。這樣不但能保證內外溫度均勻一致,而且有足夠的時間消除一切內部熱應力。當然在爐內加熱擠壓筒是最佳的預熱方式?! ?/p>
在擠壓過程中,擠壓筒溫度應比錠坯溫度低15~40℃。如果擠壓速度過快,以致擠壓筒溫度上升到高于錠坯溫度,就要設法使擠壓筒溫度下降,這不但是一件麻煩的工作,而且產量會下降。在生產速度上升過程中,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。如果擠壓筒溫度高于470℃,擠壓廢品就會上升。應根據不同的合金確定理想的擠壓筒溫度。
生產高檔優(yōu)質表面型材時,對擠壓墊溫度也應嚴格控制,以減少表面色調不一致廢品量。固定擠壓墊的質量比活動的好得多,能積聚更多的熱量,因而能降低錠坯端頭溫度,能減少雜質進入型材內,有助于提高產量。
模具溫度對于獲得高的產量起著重要的作用,一般不得低于430℃;另方面,也不得過高,否則,不但硬度可能下降,同時會產生氧化,主要在工作帶。在模具加熱過程中,應避免模具之間緊靠著,阻礙空氣流通。最好采用帶格的箱式加熱爐,每個模放于一個單獨的箱內?! ?/p>
錠坯在擠壓過程中的溫度升高可達40℃左右或更高些,升高量主要決定于模具設計。為了獲得最大產量,對各項溫度決不可忽視,應記錄各個溫度并嚴加控制,以找出機臺的最大產量與各項溫度的關系?! ?/p>
最后,擠壓生產廠的員工都應牢記:溫度的精密控制,對提高產量是至關重要的。
二、提高產品產量與質量主要途徑
由于產品產量與質量主要取決于原材料、設備及模具、合適的工藝參數(shù)設定、工人素質。提高產品產量與質量、降低廢品量的具體途徑如下:
—選擇合金化、晶?;⒓毣?、均質化的高質量鑄錠。
—優(yōu)化模具設計,及時氮化提高模具工作帶的硬度和光潔度,降低換模次數(shù),減少非工效時間。
—加長錠坯,減少壓余數(shù)量。
—利用熱剪,使金屬實收率提高。
—在型材的焊合處鋸斷,選擇合適的鑄錠長度及擠壓長度。 —降低鑄錠溫度,提高擠壓速度保證出口溫度。