建筑鋁型材的生產(chǎn)加工工藝和流程
建筑鋁型材的生產(chǎn)流程：
熔鑄
熔鑄是鋁材生產(chǎn)的首道工序
主要過程為：
1、配料：根據(jù)需要生產(chǎn)的具體合金牌號，計算出各種合金成分的添加量，合理搭配各種原材料。
2、熔煉：將配好的原材料按工藝要求加入熔煉爐內(nèi)熔化，并通過除氣、除渣精煉手段將熔體內(nèi)的雜渣、氣體有效除去。
3、鑄造：熔煉好的鋁液在一定的鑄造工藝條件下，通過深井鑄造系統(tǒng)，冷卻鑄造成各種規(guī)格的圓鑄棒。
擠壓
擠壓是建筑鋁型材成形的手段。先根據(jù)型材產(chǎn)品斷面設(shè)計、制造出模具，利用擠壓機將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形。常用的牌號6063合金，在擠壓時還用一個風(fēng)冷淬火過程及其后的人工時效過程，以完成熱處理強化。不同牌號的可熱處理強化合金，其熱處理制度不同。
上色（此處先主要講氧化的過程）
氧化：擠壓好的鋁合金型材，其表面耐蝕性不強，須通過陽極氧化進(jìn)行表面處理以增加鋁材的抗蝕性、耐磨性及外表的美觀度。
其主要過程為：
1、表面預(yù)處理：用化學(xué)或物理的方法對型材表面進(jìn)行清洗，裸露出純凈的基體，以利于獲得完整、致密的人工氧化膜。還可以通過機械手段獲得鏡面或無光（亞光）表面。
2、陽極氧化：經(jīng)表面預(yù)處理的型材，在一定的工藝條件下，基體表面發(fā)生陽極氧化，生成一層致密、多孔、強吸附力的AL203膜層。
3、封孔：將陽極氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封閉，使氧化膜防污染、抗蝕和耐磨性能增強。氧化膜是無色透明的，利用封孔前氧化膜的強吸附性，在膜孔內(nèi)吸附沉積一些金屬鹽，可使型材外表顯現(xiàn)本色（銀白色）以外的許多顏色，如：黑色、古銅色、金黃色及不銹鋼色等。
建筑鋁型材的生產(chǎn)加工工藝：
1、化學(xué)成分的優(yōu)化控制
建筑鋁材必須具備一定的力學(xué)性能。在其他條件相同時，其抗拉強度、屈服強度隨含量增加而升高。6063臺金的強化相主要是Mg2Si相，到底Mg、Si和Mg2Si的量應(yīng)取多少為好Mg2Si相是由2個鎂原子同1個硅原子組成，鎂的相對原子質(zhì)量為24.3l，硅的相對原子質(zhì)量為28.09，因此Mg2Si化合物中，鎂硅的質(zhì)量比為1.73:1。
因此，可根據(jù)以上分析結(jié)果，如果鎂硅含量比值大于1.73，則合金中鎂除形成Mg2Si相外，還有過剩鎂，反之比值小于1.73，則表明硅除形成Mg2Si相外，還有剩余硅。
鎂過剩對合金力學(xué)性能是有害的。鎂一般控制在0.5％左右，Mg2Si總量控制在0．79％。當(dāng)硅過剩0．01％時合金的力學(xué)性能σb約為218Mpa，已大大超過國家標(biāo)準(zhǔn)性能，并過剩硅從0.01％提高到0．13％，σb可提高到250Mpa，即提高14.6％。要形成一定量的Mg2Si，必須首先考慮到Fe與Mn等雜質(zhì)含量造成的硅損失，即要保證有一定量的過剩硅。為了使6063合金中的鎂充分與硅匹配，實際配料時，必須有意識地使Mg:Si＜1.73。鎂的過剩不僅削弱強化效果，而且又增加了產(chǎn)品成本。
因此，6063合金的成分一般控制為：Mg：0.45％-0.65％；Si:0.35％-0.50％；Mg:Si=1.25-1.30；雜質(zhì)Fe控制在＜0.10％-0.25％；Mn＜0.10％。
2、優(yōu)化鑄錠均勻化退火工藝
在民用擠壓型材生產(chǎn)時，6063合金的高溫均勻化退火規(guī)范為：560±20℃，保溫4-6h，冷卻方式為出爐強迫風(fēng)冷或噴水急冷。
合金的均勻化處理能提高擠壓速度，同未均勻化處理的鑄錠相比，大約可使擠壓力降低6％-10％。均勻化處理后冷卻速度對組織的析出行為有重要的影響。對均熱后快冷的鑄錠，Mg2Si幾乎能全部固溶于基體，過剩的Si也將固溶或以彌散析出的細(xì)小質(zhì)點存在。這樣的鑄錠可以在較低溫度下快速擠壓，并獲得優(yōu)良的力學(xué)性能和表面光亮度。
在建筑型材擠壓生產(chǎn)中，以燃油或燃?xì)饧訜釥t替代電阻加熱爐可收到明顯的節(jié)能降耗效果。合理地選擇爐型、燃燒器及空氣循環(huán)方式可使?fàn)t子獲得均勻穩(wěn)定的加熱性能，達(dá)到穩(wěn)定工藝提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
燃燒式鑄錠加熱爐經(jīng)幾年來運行和不斷改善，目前市場上已推出燃燒效率高于40％的爐型。鑄錠裝爐后迅速升溫到570℃以上，并經(jīng)一段保溫時間后，在出料區(qū)冷卻到接近擠壓溫度時出爐擠壓，鑄錠在加熱爐經(jīng)歷了半均勻化過程，這一過程稱半均質(zhì)處理，基本上符合6063合金熱擠壓工藝要求，從而可省單獨的均勻化工序，可大大節(jié)省設(shè)備投資和能耗，是一種值得推廣的工藝。
3、優(yōu)化擠壓和熱處理工藝
1）鑄錠加熱
對擠壓生產(chǎn)來說，擠壓溫度是最基本的且最關(guān)鍵的工藝因素。擠壓溫度對產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具壽命、能量消耗等都產(chǎn)生很大影響。
擠壓最重要的問題是金屬溫度的控制，從鑄錠開始加熱到擠壓型材的淬火都要保證可溶解的相組織不從固溶中析出或呈現(xiàn)小顆粒的彌散析出。
6063合金鑄錠加熱溫度一般都設(shè)定在Mg2Si析出的溫度范圍內(nèi)，加熱的時間對Mg2Si的析出有重要的影響，采用快速加熱可以大大減少可能析出的時間。一般來說，對6063合金鑄錠的加熱溫度可設(shè)定為：
未均勻化鑄錠：460-520℃；均勻化鑄錠：430-480℃。
其擠壓溫度在操作時視不同制品及單位壓力大小來調(diào)整。在擠壓過程中鑄錠在變形區(qū)的溫度是變化的，隨著擠壓過程的完成，變形區(qū)的溫度逐漸升高，而且隨著擠壓速度的提高而提高。因此為了防止出現(xiàn)擠壓裂紋，隨著擠壓過程的進(jìn)行和變形區(qū)溫度的升高，擠壓速度應(yīng)逐漸降低。
2）擠壓速度
擠壓過程中必須認(rèn)真控制擠壓速度。擠壓速度對變形熱效應(yīng)、變形均勻性、再結(jié)晶和固溶過程、制品力學(xué)性能及制品表面質(zhì)量均有重要影響。
擠壓速度過快，制品表面會出現(xiàn)麻點、裂紋等傾向。同時擠壓速度過快增加了金屬變形的不均勻性。擠壓時的流出速度取決于合金種類和型材的幾何形狀、尺寸和表面狀況。
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