鋁型材生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)鋁型材是一個(gè)涉及熔鑄、擠壓、熱處理、表面處理等多環(huán)節(jié)的精密制造過程,每個(gè)環(huán)節(jié)的工藝控制直接影響產(chǎn)品質(zhì)量(如尺寸精度、力學(xué)性能、表面外觀)生產(chǎn)效率及安全性。
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一、熔鑄環(huán)節(jié):把控鋁液純度與鑄錠質(zhì)量(源頭關(guān)鍵)
熔鑄是將鋁錠、合金元素熔煉成合格鋁液,并鑄造成 “鋁棒”(擠壓原料)的環(huán)節(jié),其質(zhì)量直接決定后續(xù)擠壓型材的性能,需重點(diǎn)關(guān)注 3 點(diǎn):
原料純度與成分配比
嚴(yán)禁使用雜質(zhì)含量超標(biāo)的回收鋁或不合格鋁錠(如鐵、硅含量過高會(huì)導(dǎo)致型材脆性增加、表面出現(xiàn) “黑線”),需按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(如 6063、6061 鋁合金)精準(zhǔn)控制合金元素(如鎂、硅)的配比,誤差需控制在 ±0.05% 以內(nèi)(可通過光譜分析儀實(shí)時(shí)檢測(cè))。
避免原料中混入油污、水分或異物:油污會(huì)導(dǎo)致鋁液產(chǎn)生 “氣孔”,水分會(huì)引發(fā)鋁液飛濺(甚至爆炸風(fēng)險(xiǎn)),需對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理(如烘干、除油)。
鋁液精煉與除雜
必須通過 “精煉劑”(如六氯乙烷)或 “惰性氣體(氮?dú)?/ 氬氣)” 去除鋁液中的氫氣(避免鑄錠出現(xiàn) “疏松” 缺陷)和非金屬夾雜物(如氧化鋁),精煉溫度需控制在 720-750℃(溫度過低精煉不徹底,過高會(huì)導(dǎo)致合金元素?zé)龘p)。
精煉后需靜置 15-30 分鐘,讓雜質(zhì)充分沉淀,再通過 “過濾板”(陶瓷過濾板)進(jìn)一步過濾,確保鋁液潔凈度。
鑄錠成型控制
采用 “半連續(xù)鑄造” 工藝時(shí),需精準(zhǔn)控制鑄造速度(如 Φ120mm 鋁棒鑄造速度 120-150mm/min)和冷卻水流量:速度過快易導(dǎo)致鑄錠中心疏松,冷卻不均會(huì)引發(fā)鑄錠 “裂紋”(尤其是高合金含量的鋁棒)。
鑄錠冷卻后需進(jìn)行 “均勻化退火”(如 6063 合金在 530-550℃保溫 4-6 小時(shí)),消除內(nèi)部應(yīng)力,避免后續(xù)擠壓時(shí)鋁棒斷裂。
二、擠壓環(huán)節(jié):確保型材尺寸精度與成型穩(wěn)定性(核心工藝)
擠壓是將加熱后的鋁棒通過模具壓制成目標(biāo)截面型材的環(huán)節(jié),需重點(diǎn)控制 “溫度、速度、模具、冷卻” 四大要素:
溫度協(xié)同控制(鋁棒 + 模具 + 擠壓筒)
鋁棒加熱溫度:根據(jù)合金類型調(diào)整(如 6063 合金 480-520℃,6061 合金 500-540℃),溫度過低會(huì)導(dǎo)致擠壓力驟增(易損壞模具),溫度過高會(huì)使型材表面出現(xiàn) “粘模”(表面拉傷)或晶粒粗大(力學(xué)性能下降)。
模具 / 擠壓筒溫度:需與鋁棒溫度匹配(模具溫度通常比鋁棒低 20-30℃),避免模具溫度過低導(dǎo)致型材 “缺料”(截面填充不完整),或溫度過高導(dǎo)致模具變形(型材尺寸超差)。
擠壓速度與壓力控制
擠壓速度需循序漸進(jìn):?jiǎn)?dòng)時(shí)低速(避免模具沖擊),穩(wěn)定后按型材復(fù)雜度調(diào)整(簡(jiǎn)單截面如方管可 10-15mm/s,復(fù)雜截面如異形型材需 5-8mm/s),速度過快易導(dǎo)致型材 “扭曲”“波浪形”(尤其是薄壁型材),或內(nèi)部產(chǎn)生 “剪切應(yīng)力”(后續(xù)加工開裂)。
擠壓力需實(shí)時(shí)監(jiān)控:超過設(shè)定閾值(如模具額定壓力的 90%)時(shí)需停機(jī)檢查,避免模具崩裂或擠壓機(jī)部件損壞。
模具維護(hù)與選型
模具材質(zhì):需選用耐高溫、高硬度的 H13 熱作模具鋼,且模具加工精度需達(dá)標(biāo)(如截面尺寸公差 ±0.05mm,表面粗糙度 Ra≤0.8μm),否則會(huì)導(dǎo)致型材表面 “麻點(diǎn)” 或尺寸超差。
模具預(yù)熱與保養(yǎng):每次使用前需預(yù)熱至目標(biāo)溫度(避免冷模受力開裂),使用后需及時(shí)清理表面鋁渣(用專用工具,避免劃傷模腔),定期進(jìn)行 “氮化處理”(提升模具表面耐磨性,延長(zhǎng)壽命)。
型材冷卻定型
擠壓出的熱型材需立即 “在線淬火”(6063 合金常用風(fēng)冷,6061 合金需水冷),控制冷卻速度(如 6063 合金冷卻速度≥150℃/min),確保合金元素充分固溶(保證后續(xù)時(shí)效硬度達(dá)標(biāo))。
冷卻后需通過 “牽引機(jī)” 勻速牽引(牽引力與擠壓速度匹配),避免型材因自重下垂導(dǎo)致 “彎曲”,牽引后需鋸切定尺(鋸切速度與牽引速度同步,避免型材 “毛刺”)。
三、熱處理環(huán)節(jié):保障型材力學(xué)性能(強(qiáng)度 / 硬度)
熱處理(主要為 “時(shí)效處理”)是通過加熱使型材內(nèi)部合金元素析出,提升硬度和強(qiáng)度的環(huán)節(jié),需重點(diǎn)關(guān)注:
時(shí)效溫度與時(shí)間
需按合金類型精準(zhǔn)設(shè)定:如 6063 合金 “人工時(shí)效” 溫度 175-185℃,保溫 6-8 小時(shí);6061 合金溫度 120-130℃,保溫 12-16 小時(shí)。
避免溫度偏差:溫度過高會(huì)導(dǎo)致 “過時(shí)效”(硬度下降、韌性變差),溫度過低或時(shí)間不足會(huì)導(dǎo)致 “欠時(shí)效”(硬度不達(dá)標(biāo),無法滿足使用需求)。
時(shí)效爐均勻性
時(shí)效爐內(nèi)溫度差需≤±5℃(可通過多點(diǎn)測(cè)溫儀校準(zhǔn)),避免型材局部過熱或保溫不足,導(dǎo)致同批次型材硬度差異過大(如 6063 合金硬度偏差需≤2HV)。
四、表面處理環(huán)節(jié):提升外觀與耐腐蝕性(顏值 + 耐用性)
常見表面處理工藝包括 “陽極氧化、電泳涂漆、粉末噴涂”,需根據(jù)產(chǎn)品需求選擇,并控制以下問題:
前處理清潔度
表面處理前需徹底去除型材表面的 “油污、氧化膜、劃痕”:依次經(jīng)過 “堿洗(除油除氧化膜,濃度 10-15% NaOH,溫度 50-60℃)→酸洗(中和堿液,濃度 5-8% HNO?)→水洗(3-4 次,避免殘留酸堿)→氧化(陽極氧化前需活化表面)”。
前處理不徹底會(huì)導(dǎo)致后續(xù)涂層 / 氧化膜 “附著力差”(易脫落)或 “色差”(局部無膜)。
工藝參數(shù)控制(以陽極氧化為例)
氧化液濃度:硫酸濃度 180-220g/L,濃度過高會(huì)導(dǎo)致氧化膜粗糙,過低會(huì)導(dǎo)致膜層薄(不達(dá)標(biāo))。
氧化電壓 / 溫度:電壓 12-15V,溫度 18-22℃(需冷水機(jī)控溫),溫度過高會(huì)導(dǎo)致氧化膜溶解速度加快(膜層厚度不足),電壓過高易導(dǎo)致表面 “燒蝕”(發(fā)黑)。
膜層厚度:根據(jù)需求設(shè)定(如建筑型材通常≥10μm,工業(yè)型材≥15μm),需通過膜厚儀抽樣檢測(cè)。
后處理封閉
陽極氧化后需進(jìn)行 “封孔處理”(如熱水封孔、鎳鹽封孔),堵塞氧化膜的微孔,避免后期吸附水分或污染物(導(dǎo)致腐蝕),封孔質(zhì)量需通過 “滴液試驗(yàn)” 檢測(cè)(如滴入酸性溶液,30 秒內(nèi)無變色為合格)。