鋁型材生產廠家在生產鋁型材是一個涵蓋 “熔鑄、擠壓、熱處理、表面處理、深加工” 的復雜流程,每個環節的細節把控直接決定產品的尺寸精度、力學性能、表面質量與合格率。
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一、熔鑄環節:把控原料純度與鑄錠質量(源頭關鍵)
熔鑄是制備鋁合金圓錠(擠壓原料)的核心環節,若原料雜質多、鑄錠存在缺陷,后續擠壓會直接出現裂紋、表面粗糙等問題,需重點關注以下細節:
1. 原料配比與雜質控制
合金元素精準度:嚴格按目標合金(如 6063 需 Mg 0.45-0.9%、Si 0.2-0.6%)控制配料比例,偏差需≤±0.05%—— 例如 6063 中 Si 含量過低會導致后續熱處理強度不足,過高則易產生脆性相(Mg?Si 過量),導致擠壓時開裂。
雜質元素限制:嚴控 Fe(鐵)、Cu(銅)等有害雜質含量 ——Fe≤0.3%(過量會形成 Al-Fe-Si 脆性化合物,降低型材塑性,表面易出現 “黑線”),Cu≤0.1%(6 系合金中 Cu 過量會降低耐腐蝕性,導致表面氧化不均)。
原料質量篩選:選用純度≥99.7% 的工業純鋁錠,避免使用回收鋁(成分不穩定,雜質難控);合金添加劑(如鎂錠、硅鐵)需防潮存儲,避免氧化(氧化的鎂錠投入熔爐會產生大量煙霧,影響成分均勻性)。
2. 熔煉與精煉細節
熔煉溫度控制:純鋁熔點 660℃,熔煉溫度需穩定在 720-750℃—— 溫度過低會導致合金元素溶解不充分(成分不均),過高則會加劇鋁液氧化(生成 Al?O?夾雜物,后續擠壓形成 “夾雜缺陷”)。
除氣除渣徹底性:采用 “惰性氣體(氬氣)除氣 + 精煉劑除渣” 組合工藝 —— 氬氣流量控制在 0.5-1.0m3/h(流量過小除氣不徹底,過大導致鋁液飛濺浪費),精煉劑(如 Na?AlF?)添加量為鋁液重量的 0.2-0.3%(過量會腐蝕熔爐,殘留鹽分導致鑄錠表面起霜)。
靜置時間把控:精煉后需靜置 15-20 分鐘(讓夾雜物充分上?。?,避免急于澆鑄 —— 靜置不足會導致鑄錠內部存在氣泡(后續擠壓時氣泡破裂,形成表面針孔)。
3. 鑄錠成型細節
澆鑄速度均勻:采用 “半連續鑄造” 工藝,鑄錠牽引速度控制在 80-120mm/min(速度過快會導致鑄錠晶粒粗大,力學性能下降;過慢則生產效率低,鑄錠表面易產生 “冷隔”)。
冷卻水溫穩定:鑄造過程中需用循環水冷卻結晶器,水溫控制在 25-35℃,水壓 0.2-0.3MPa—— 水溫過高會導致鑄錠冷卻緩慢(晶粒粗大),過低則鑄錠表面易開裂(熱應力過大)。
鑄錠表面檢查:鑄錠表面需光滑無缺陷,不允許有裂紋、夾渣、偏析(成分不均導致的局部凸起)—— 若發現表面缺陷,需用銑床銑削去除(銑削深度≥2mm),避免缺陷帶入后續擠壓環節。
二、擠壓環節:保障截面精度與表面光滑度
擠壓是鋁型材成型的核心環節,需重點控制 “溫度、速度、模具、冷卻” 四大要素,避免出現尺寸超差、表面劃傷、變形等問題:
1. 擠壓前準備細節
圓錠預熱溫度:根據合金調整預熱溫度 ——6 系合金(如 6063)預熱至 480-520℃,5 系合金(如 5052)預熱至 450-480℃,7 系合金(如 7075)預熱至 420-450℃(溫度過高會導致圓錠軟化過度,擠壓時粘模;過低則擠壓阻力大,易導致模具損壞或型材開裂)。
模具預熱與檢查:擠壓模具需預熱至 400-450℃(與圓錠溫度匹配,避免溫差過大導致模具開裂),并檢查模具型腔是否光滑(用砂紙打磨型腔毛刺,避免型材表面出現 “劃痕”)、排氣孔是否通暢(排氣孔堵塞會導致型材內部產生氣泡)。
潤滑控制:在圓錠與模具之間涂抹 “石墨潤滑劑”(減少擠壓摩擦),但需控制用量 —— 用量過多會導致型材表面出現 “油污斑點”,用量過少則易粘模(型材表面撕裂)。
2. 擠壓過程控制細節
擠壓速度穩定:根據型材截面復雜度調整速度 —— 簡單截面(如矩形管)速度 2-5m/min,復雜截面(如多齒散熱器)速度 1-2m/min(速度過快會導致型材表面粗糙、尺寸超差,過慢則易出現 “冷隔”,型材表面分層)。
擠壓力監控:實時監控擠壓機壓力(6 系合金擠壓壓力通常 200-300MPa),若壓力突然升高(如超過 350MPa),需立即停機檢查 —— 可能是模具堵塞、圓錠溫度過低,繼續擠壓會導致模具崩裂或設備損壞。
型材牽引與定尺:用牽引機平穩牽引擠出的型材(牽引力與擠壓速度匹配,避免型材拉伸變形),定尺切割時需用 “數控鋸床”(切割精度 ±0.5mm),避免手工切割導致的截面傾斜(切割面與型材軸線垂直度偏差≤0.5°)。
3. 冷卻與矯直細節
在線冷卻速度:擠壓后的型材需立即冷卻(控制晶粒大小,保證力學性能)——6 系合金采用 “風冷”(風速 5-8m/s,冷卻至室溫),5 系、7 系合金需 “水霧冷卻”(冷卻速度更快,避免晶粒粗大),冷卻不均會導致型材彎曲(局部收縮不一致)。
矯直參數調整:冷卻后的型材需通過 “輥式矯直機” 矯直,矯直壓力根據型材壁厚調整 —— 薄壁型材(壁厚≤1mm)壓力 10-15MPa,厚壁型材(壁厚≥3mm)壓力 20-25MPa(壓力過大導致型材變形,過小則矯直效果差,直線度超差)。
表面保護:矯直后的型材需套上 “PE 保護膜”(避免搬運時表面劃傷),堆疊時需用 “墊木” 分隔(每層墊木間距≤1m,避免型材受壓變形),堆疊高度≤1.5m(過高會導致底層型材彎曲)。
三、熱處理環節:確保力學性能達標(針對可熱處理合金)
6 系、7 系等可熱處理強化合金需通過 “固溶 + 時效” 提升強度,若熱處理參數控制不當,會導致型材強度不足、硬度不均,需關注以下細節:
1. 固溶處理細節
加熱溫度與保溫時間:6061 合金固溶溫度 530-550℃,保溫 1-2 小時;7075 合金固溶溫度 460-480℃,保溫 1.5-2.5 小時 —— 溫度過高會導致型材氧化(表面變色)、晶粒粗大(強度下降),保溫不足則合金元素溶解不充分(后續時效強度上不去)。
冷卻速度:固溶后需 “快速水冷”(水溫 20-30℃,冷卻時間≤5 秒),避免緩慢冷卻(會導致合金元素提前析出,失去時效強化效果)—— 水冷時需均勻噴水(避免局部冷卻過快導致型材彎曲),若型材較長(如 6m),需用 “懸掛水冷”(避免型材接觸水槽底部劃傷)。
2. 時效處理細節
時效溫度與時間:6061-T6 時效溫度 120-130℃,保溫 8-10 小時;6063-T5 時效溫度 170-180℃,保溫 4-6 小時(T5 為 “風冷 + 人工時效”,T6 為 “水冷 + 人工時效”,T6 強度更高)—— 時效溫度過低會導致強化不足(硬度不夠),過高則會導致 “過時效”(強度反而下降,塑性升高)。
時效爐溫均勻性:時效爐內各點溫度差需≤±3℃(用多點溫度記錄儀監控),避免局部溫度偏差 —— 若爐溫不均,會導致同一批次型材硬度差異大(如部分硬度 HRC12,部分 HRC8),影響產品一致性。
時效后性能檢測:每批次隨機抽取 3-5 根型材,檢測硬度(如 6061-T6 硬度≥HV95)、抗拉強度(≥276MPa),若不達標需重新調整時效參數(如延長保溫時間、微調溫度),不可直接流入下道工序。
四、表面處理環節:提升耐腐蝕性與美觀度
表面處理是鋁型材性能與顏值的 “關鍵包裝”,不同工藝(陽極氧化、粉末噴涂等)的細節控制差異較大,需針對性把控:
1. 陽極氧化環節細節
前處理徹底性:氧化前需 “除油→酸洗→中和→拋光”—— 除油用堿性除油劑(溫度 50-60℃,時間 5-10 分鐘,去除表面油污),酸洗用 10-15% 硝酸溶液(常溫,時間 3-5 分鐘,去除氧化膜),中和用 5% 碳酸鈉溶液(中和殘留酸,避免腐蝕),前處理不徹底會導致氧化膜附著不均(表面出現 “白斑”)。
氧化參數控制:氧化槽液為 15-20% 硫酸溶液,溫度 18-22℃(溫度過高會導致氧化膜溶解過快,厚度不足;過低則氧化速度慢),電流密度 1-1.5A/dm2(電流過大導致氧化膜粗糙,過小則膜層?。趸瘯r間根據膜厚調整(膜厚 10μm 需 20 分鐘,20μm 需 40 分鐘)。
染色與封孔:染色時需控制染料濃度(如黑色染料濃度 5-10g/L,濃度過高顏色偏深,過低偏淺)、溫度(40-50℃,溫度過低染色慢);封孔用 “熱水封孔”(95-100℃,時間 20-30 分鐘,封閉氧化膜孔隙,提升耐腐蝕性),封孔不徹底會導致染色劑脫落(表面掉色)。
2. 粉末噴涂環節細節
基材預處理:噴涂前需 “磷化處理”(形成磷化膜,提升粉末附著力),磷化槽液溫度 35-45℃,時間 5-8 分鐘,磷化膜厚度 5-8μm(過厚導致粉末附著力下降,過薄則易生銹);基材需徹底烘干(水分≤0.1%,避免噴涂后出現 “針孔”)。
噴涂參數控制:粉末涂料靜電電壓 60-80kV(電壓過高會導致粉末反彈,涂層?。贿^低則吸附力差),噴槍距離型材 150-200mm(距離過近導致涂層不均,過遠則粉末浪費),涂層厚度控制在 60-80μm(過厚易流掛,過薄耐候性差)。
固化溫度與時間:固化爐溫度 180-200℃,保溫 15-20 分鐘(溫度過低導致固化不徹底,涂層易脫落;過高則涂層發黃、變脆),固化爐內溫度差≤±5℃(避免局部固化不良)。
五、深加工與質檢環節:杜絕不合格品流入市場
深加工(切割、鉆孔、組裝)與質檢是生產的 “最后防線”,需關注細節以確保產品符合客戶需求:
1. 深加工細節
切割精度:用 “數控切鋁機” 切割,切割面需平整(無毛刺、崩邊),長度公差 ±0.5mm(客戶有更高要求時需 ±0.1mm),切割后需用 “去毛刺機” 處理邊緣(避免劃傷操作人員或后續安裝配件)。
鉆孔與攻絲:鉆孔時需用 “高速鋼鉆頭”(轉速 1500-2000r/min,避免轉速過低導致孔壁粗糙),孔徑公差 H9 級(如 φ8mm 孔,公差 + 0.036mm);攻絲時需用 “鋁合金專用絲錐”(避免粘屑導致螺紋損壞),螺紋精度 6H 級,攻絲后需清理螺紋內鐵屑(用壓縮空氣吹凈)。
組裝配合:型材組裝時需用 “專用連接件”(如角碼、螺栓),螺栓擰緊扭矩需匹配型材壁厚(M6 螺栓扭矩 5-8N?m,M8 螺栓 10-15N?m,扭矩過大導致型材變形,過小則連接松動),組裝后框架的平面度≤0.2mm/m(用水平儀檢測)。
2. 全流程質檢細節
原料質檢:每批次鋁錠、合金添加劑需提供 “材質證明書”,并抽樣檢測成分(用光譜分析儀),不合格原料禁止投入生產。
過程質檢:擠壓后檢測型材尺寸(用卡尺、千分尺檢測截面尺寸,偏差需符合 GB/T 6892 標準)、表面質量(無劃痕、氣泡、夾雜);熱處理后檢測力學性能(硬度、抗拉強度);表面處理后檢測涂層性能(附著力用劃格法,劃格后無涂層脫落;耐腐蝕性用鹽霧試驗,中性鹽霧試驗≥48 小時無銹蝕)。
成品質檢:成品需全檢外觀(無變形、劃傷、掉色)、尺寸(長度、孔徑、組裝精度),并抽樣進行 “載荷試驗”(如承重支架需加載 1.2 倍設計載荷,保持 24 小時無變形),不合格品需標記隔離,分析原因后返工或報廢,禁止流入市場。