鋁型材生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)鋁型材是一個(gè)涵蓋 “熔鑄、擠壓、熱處理、表面處理、深加工” 的復(fù)雜流程,每個(gè)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)把控直接決定產(chǎn)品的尺寸精度、力學(xué)性能、表面質(zhì)量與合格率。
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一、熔鑄環(huán)節(jié):把控原料純度與鑄錠質(zhì)量(源頭關(guān)鍵)
熔鑄是制備鋁合金圓錠(擠壓原料)的核心環(huán)節(jié),若原料雜質(zhì)多、鑄錠存在缺陷,后續(xù)擠壓會(huì)直接出現(xiàn)裂紋、表面粗糙等問(wèn)題,需重點(diǎn)關(guān)注以下細(xì)節(jié):
1. 原料配比與雜質(zhì)控制
合金元素精準(zhǔn)度:嚴(yán)格按目標(biāo)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(guò)低會(huì)導(dǎo)致后續(xù)熱處理強(qiáng)度不足,過(guò)高則易產(chǎn)生脆性相(Mg?Si 過(guò)量),導(dǎo)致擠壓時(shí)開裂。
雜質(zhì)元素限制:嚴(yán)控 Fe(鐵)、Cu(銅)等有害雜質(zhì)含量 ——Fe≤0.3%(過(guò)量會(huì)形成 Al-Fe-Si 脆性化合物,降低型材塑性,表面易出現(xiàn) “黑線”),Cu≤0.1%(6 系合金中 Cu 過(guò)量會(huì)降低耐腐蝕性,導(dǎo)致表面氧化不均)。
原料質(zhì)量篩選:選用純度≥99.7% 的工業(yè)純鋁錠,避免使用回收鋁(成分不穩(wěn)定,雜質(zhì)難控);合金添加劑(如鎂錠、硅鐵)需防潮存儲(chǔ),避免氧化(氧化的鎂錠投入熔爐會(huì)產(chǎn)生大量煙霧,影響成分均勻性)。
2. 熔煉與精煉細(xì)節(jié)
熔煉溫度控制:純鋁熔點(diǎn) 660℃,熔煉溫度需穩(wěn)定在 720-750℃—— 溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致合金元素溶解不充分(成分不均),過(guò)高則會(huì)加劇鋁液氧化(生成 Al?O?夾雜物,后續(xù)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(guò)小除氣不徹底,過(guò)大導(dǎo)致鋁液飛濺浪費(fèi)),精煉劑(如 Na?AlF?)添加量為鋁液重量的 0.2-0.3%(過(guò)量會(huì)腐蝕熔爐,殘留鹽分導(dǎo)致鑄錠表面起霜)。
靜置時(shí)間把控:精煉后需靜置 15-20 分鐘(讓夾雜物充分上?。苊饧庇跐茶T —— 靜置不足會(huì)導(dǎo)致鑄錠內(nèi)部存在氣泡(后續(xù)擠壓時(shí)氣泡破裂,形成表面針孔)。
3. 鑄錠成型細(xì)節(jié)
澆鑄速度均勻:采用 “半連續(xù)鑄造” 工藝,鑄錠牽引速度控制在 80-120mm/min(速度過(guò)快會(huì)導(dǎo)致鑄錠晶粒粗大,力學(xué)性能下降;過(guò)慢則生產(chǎn)效率低,鑄錠表面易產(chǎn)生 “冷隔”)。
冷卻水溫穩(wěn)定:鑄造過(guò)程中需用循環(huán)水冷卻結(jié)晶器,水溫控制在 25-35℃,水壓 0.2-0.3MPa—— 水溫過(guò)高會(huì)導(dǎo)致鑄錠冷卻緩慢(晶粒粗大),過(guò)低則鑄錠表面易開裂(熱應(yīng)力過(guò)大)。
鑄錠表面檢查:鑄錠表面需光滑無(wú)缺陷,不允許有裂紋、夾渣、偏析(成分不均導(dǎo)致的局部凸起)—— 若發(fā)現(xiàn)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(xù)擠壓環(huán)節(jié)。
二、擠壓環(huán)節(jié):保障截面精度與表面光滑度
擠壓是鋁型材成型的核心環(huán)節(jié),需重點(diǎn)控制 “溫度、速度、模具、冷卻” 四大要素,避免出現(xiàn)尺寸超差、表面劃傷、變形等問(wèn)題:
1. 擠壓前準(zhǔn)備細(xì)節(jié)
圓錠預(yù)熱溫度:根據(jù)合金調(diào)整預(yù)熱溫度 ——6 系合金(如 6063)預(yù)熱至 480-520℃,5 系合金(如 5052)預(yù)熱至 450-480℃,7 系合金(如 7075)預(yù)熱至 420-450℃(溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致圓錠軟化過(guò)度,擠壓時(shí)粘模;過(guò)低則擠壓阻力大,易導(dǎo)致模具損壞或型材開裂)。
模具預(yù)熱與檢查:擠壓模具需預(yù)熱至 400-450℃(與圓錠溫度匹配,避免溫差過(guò)大導(dǎo)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(xiàn) “劃痕”)、排氣孔是否通暢(排氣孔堵塞會(huì)導(dǎo)致型材內(nèi)部產(chǎn)生氣泡)。
潤(rùn)滑控制:在圓錠與模具之間涂抹 “石墨潤(rùn)滑劑”(減少擠壓摩擦),但需控制用量 —— 用量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致型材表面出現(xiàn) “油污斑點(diǎn)”,用量過(guò)少則易粘模(型材表面撕裂)。
2. 擠壓過(guò)程控制細(xì)節(jié)
擠壓速度穩(wěn)定:根據(jù)型材截面復(fù)雜度調(diào)整速度 —— 簡(jiǎn)單截面(如矩形管)速度 2-5m/min,復(fù)雜截面(如多齒散熱器)速度 1-2m/min(速度過(guò)快會(huì)導(dǎo)致型材表面粗糙、尺寸超差,過(guò)慢則易出現(xiàn) “冷隔”,型材表面分層)。
擠壓力監(jiān)控:實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)D壓機(jī)壓力(6 系合金擠壓壓力通常 200-300MPa),若壓力突然升高(如超過(guò) 350MPa),需立即停機(jī)檢查 —— 可能是模具堵塞、圓錠溫度過(guò)低,繼續(xù)擠壓會(huì)導(dǎo)致模具崩裂或設(shè)備損壞。
型材牽引與定尺:用牽引機(jī)平穩(wěn)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(shí)需用 “數(shù)控鋸床”(切割精度 ±0.5mm),避免手工切割導(dǎo)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(xì)節(jié)
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(xué)性能)——6 系合金采用 “風(fēng)冷”(風(fēng)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(huì)導(dǎo)致型材彎曲(局部收縮不一致)。
矯直參數(shù)調(diào)整:冷卻后的型材需通過(guò) “輥式矯直機(jī)” 矯直,矯直壓力根據(jù)型材壁厚調(diào)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(guò)大導(dǎo)致型材變形,過(guò)小則矯直效果差,直線度超差)。
表面保護(hù):矯直后的型材需套上 “PE 保護(hù)膜”(避免搬運(yùn)時(shí)表面劃傷),堆疊時(shí)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(guò)高會(huì)導(dǎo)致底層型材彎曲)。
三、熱處理環(huán)節(jié):確保力學(xué)性能達(dá)標(biāo)(針對(duì)可熱處理合金)
6 系、7 系等可熱處理強(qiáng)化合金需通過(guò) “固溶 + 時(shí)效” 提升強(qiáng)度,若熱處理參數(shù)控制不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致型材強(qiáng)度不足、硬度不均,需關(guān)注以下細(xì)節(jié):
1. 固溶處理細(xì)節(jié)
加熱溫度與保溫時(shí)間:6061 合金固溶溫度 530-550℃,保溫 1-2 小時(shí);7075 合金固溶溫度 460-480℃,保溫 1.5-2.5 小時(shí) —— 溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致型材氧化(表面變色)、晶粒粗大(強(qiáng)度下降),保溫不足則合金元素溶解不充分(后續(xù)時(shí)效強(qiáng)度上不去)。
冷卻速度:固溶后需 “快速水冷”(水溫 20-30℃,冷卻時(shí)間≤5 秒),避免緩慢冷卻(會(huì)導(dǎo)致合金元素提前析出,失去時(shí)效強(qiáng)化效果)—— 水冷時(shí)需均勻噴水(避免局部冷卻過(guò)快導(dǎo)致型材彎曲),若型材較長(zhǎng)(如 6m),需用 “懸掛水冷”(避免型材接觸水槽底部劃傷)。
2. 時(shí)效處理細(xì)節(jié)
時(shí)效溫度與時(shí)間:6061-T6 時(shí)效溫度 120-130℃,保溫 8-10 小時(shí);6063-T5 時(shí)效溫度 170-180℃,保溫 4-6 小時(shí)(T5 為 “風(fēng)冷 + 人工時(shí)效”,T6 為 “水冷 + 人工時(shí)效”,T6 強(qiáng)度更高)—— 時(shí)效溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)化不足(硬度不夠),過(guò)高則會(huì)導(dǎo)致 “過(guò)時(shí)效”(強(qiáng)度反而下降,塑性升高)。
時(shí)效爐溫均勻性:時(shí)效爐內(nèi)各點(diǎn)溫度差需≤±3℃(用多點(diǎn)溫度記錄儀監(jiān)控),避免局部溫度偏差 —— 若爐溫不均,會(huì)導(dǎo)致同一批次型材硬度差異大(如部分硬度 HRC12,部分 HRC8),影響產(chǎn)品一致性。
時(shí)效后性能檢測(cè):每批次隨機(jī)抽取 3-5 根型材,檢測(cè)硬度(如 6061-T6 硬度≥HV95)、抗拉強(qiáng)度(≥276MPa),若不達(dá)標(biāo)需重新調(diào)整時(shí)效參數(shù)(如延長(zhǎng)保溫時(shí)間、微調(diào)溫度),不可直接流入下道工序。
四、表面處理環(huán)節(jié):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(guān)鍵包裝”,不同工藝(陽(yáng)極氧化、粉末噴涂等)的細(xì)節(jié)控制差異較大,需針對(duì)性把控:
1. 陽(yáng)極氧化環(huán)節(jié)細(xì)節(jié)
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(shí)間 5-10 分鐘,去除表面油污),酸洗用 10-15% 硝酸溶液(常溫,時(shí)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(huì)導(dǎo)致氧化膜附著不均(表面出現(xiàn) “白斑”)。
氧化參數(shù)控制:氧化槽液為 15-20% 硫酸溶液,溫度 18-22℃(溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致氧化膜溶解過(guò)快,厚度不足;過(guò)低則氧化速度慢),電流密度 1-1.5A/dm2(電流過(guò)大導(dǎo)致氧化膜粗糙,過(guò)小則膜層?。?,氧化時(shí)間根據(jù)膜厚調(diào)整(膜厚 10μm 需 20 分鐘,20μm 需 40 分鐘)。
染色與封孔:染色時(shí)需控制染料濃度(如黑色染料濃度 5-10g/L,濃度過(guò)高顏色偏深,過(guò)低偏淺)、溫度(40-50℃,溫度過(guò)低染色慢);封孔用 “熱水封孔”(95-100℃,時(shí)間 20-30 分鐘,封閉氧化膜孔隙,提升耐腐蝕性),封孔不徹底會(huì)導(dǎo)致染色劑脫落(表面掉色)。
2. 粉末噴涂環(huán)節(jié)細(xì)節(jié)
基材預(yù)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(shí)間 5-8 分鐘,磷化膜厚度 5-8μm(過(guò)厚導(dǎo)致粉末附著力下降,過(guò)薄則易生銹);基材需徹底烘干(水分≤0.1%,避免噴涂后出現(xiàn) “針孔”)。
噴涂參數(shù)控制:粉末涂料靜電電壓 60-80kV(電壓過(guò)高會(huì)導(dǎo)致粉末反彈,涂層薄;過(guò)低則吸附力差),噴槍距離型材 150-200mm(距離過(guò)近導(dǎo)致涂層不均,過(guò)遠(yuǎn)則粉末浪費(fèi)),涂層厚度控制在 60-80μm(過(guò)厚易流掛,過(guò)薄耐候性差)。
固化溫度與時(shí)間:固化爐溫度 180-200℃,保溫 15-20 分鐘(溫度過(guò)低導(dǎo)致固化不徹底,涂層易脫落;過(guò)高則涂層發(fā)黃、變脆),固化爐內(nèi)溫度差≤±5℃(避免局部固化不良)。
五、深加工與質(zhì)檢環(huán)節(jié):杜絕不合格品流入市場(chǎng)
深加工(切割、鉆孔、組裝)與質(zhì)檢是生產(chǎn)的 “最后防線”,需關(guān)注細(xì)節(jié)以確保產(chǎn)品符合客戶需求:
1. 深加工細(xì)節(jié)
切割精度:用 “數(shù)控切鋁機(jī)” 切割,切割面需平整(無(wú)毛刺、崩邊),長(zhǎng)度公差 ±0.5mm(客戶有更高要求時(shí)需 ±0.1mm),切割后需用 “去毛刺機(jī)” 處理邊緣(避免劃傷操作人員或后續(xù)安裝配件)。
鉆孔與攻絲:鉆孔時(shí)需用 “高速鋼鉆頭”(轉(zhuǎn)速 1500-2000r/min,避免轉(zhuǎn)速過(guò)低導(dǎo)致孔壁粗糙),孔徑公差 H9 級(jí)(如 φ8mm 孔,公差 + 0.036mm);攻絲時(shí)需用 “鋁合金專用絲錐”(避免粘屑導(dǎo)致螺紋損壞),螺紋精度 6H 級(jí),攻絲后需清理螺紋內(nèi)鐵屑(用壓縮空氣吹凈)。
組裝配合:型材組裝時(shí)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(guò)大導(dǎo)致型材變形,過(guò)小則連接松動(dòng)),組裝后框架的平面度≤0.2mm/m(用水平儀檢測(cè))。
2. 全流程質(zhì)檢細(xì)節(jié)
原料質(zhì)檢:每批次鋁錠、合金添加劑需提供 “材質(zhì)證明書”,并抽樣檢測(cè)成分(用光譜分析儀),不合格原料禁止投入生產(chǎn)。
過(guò)程質(zhì)檢:擠壓后檢測(cè)型材尺寸(用卡尺、千分尺檢測(cè)截面尺寸,偏差需符合 GB/T 6892 標(biāo)準(zhǔn))、表面質(zhì)量(無(wú)劃痕、氣泡、夾雜);熱處理后檢測(cè)力學(xué)性能(硬度、抗拉強(qiáng)度);表面處理后檢測(cè)涂層性能(附著力用劃格法,劃格后無(wú)涂層脫落;耐腐蝕性用鹽霧試驗(yàn),中性鹽霧試驗(yàn)≥48 小時(shí)無(wú)銹蝕)。
成品質(zhì)檢:成品需全檢外觀(無(wú)變形、劃傷、掉色)、尺寸(長(zhǎng)度、孔徑、組裝精度),并抽樣進(jìn)行 “載荷試驗(yàn)”(如承重支架需加載 1.2 倍設(shè)計(jì)載荷,保持 24 小時(shí)無(wú)變形),不合格品需標(biāo)記隔離,分析原因后返工或報(bào)廢,禁止流入市場(chǎng)。