1 熔煉(liàn)
熔煉是為塑性加工(gōng)提供坯錠。熔煉爐多用燃氣反(fǎn)射爐(lú)或燃油反射爐,一(yī)般容量為20~40 噸或更大;也采用電阻(zǔ)加熱反射爐,容量一般為10 噸左右。為縮短裝爐時間,提高熔化效率,減少吸收氣體和卷(juàn)入氧化膜,工(gōng)業上已采(cǎi)用(yòng)傾轉式頂裝(zhuāng)料圓型爐。熔煉(liàn)時最好應用快速分析儀器分析合金成分,並及時調整。為保證熔體純潔(jié),防止有害氣體(tǐ)的汙染和(hé)控製化學成分,除(chú)了盡可能縮短熔煉時間外,宜用以氯化鉀和氯化(huà)鈉為主的粉狀熔劑覆蓋,一般用量為爐料重量的0.4%~2%。熔(róng)煉溫度通常控製在700~750℃。熔化後的金屬還(hái)需進行精煉和過濾,以除掉(diào)金屬(shǔ)中的有害氣體氫和非金屬夾雜物,以提高金屬純潔度。精(jīng)煉通常(cháng)用固體精煉劑(jì)或(huò)氣體精煉(liàn)劑。固體精煉劑(jì)一般以氯鹽為主,也用以六氯乙烷代替氯鹽的精煉劑。早期使用活性強的氯氣作氣體精煉(liàn)劑,淨化效果雖好,但(dàn)對環境(jìng)汙染(rǎn)嚴重,因此發展出氮———氯混合氣體、惰性氣和三氣體(N2、Cl2、CO)精煉劑,效果較好。為保證精煉效果,精煉氣體中的氧和水分含量一般應分別小於0.03%(體積) 和0.3 克/立方米(mǐ)。動態真(zhēn)空除氣法也具有較好(hǎo)的除氣和除鈉效果。過濾是讓熔體金屬通過中性(xìng)或活性(xìng)材料製成的過濾器,除去熔體中處於懸浮狀(zhuàng)的夾雜(zá)物。常用玻璃絲網、微孔陶瓷管和(hé)板、氧化鋁粒作過濾床(chuáng)進行(háng)過濾,也可用電熔劑精煉、熔劑層過濾。
2 鑄造
鑄(zhù)造一般采(cǎi)用立式或水平式水冷半連續鑄造法。為改善立式鑄造的坯錠組織和表麵質量,還(hái)發(fā)展出電磁結晶槽(cáo)、矮(ǎi)結晶槽(cáo)和熱頂鑄造法(見金屬的凝固)。水冷半連續(xù)鑄造(zào)法是(shì)通過流槽(cáo)將液體(tǐ)金屬導入用水冷卻的結晶器內,使液體(tǐ)金屬冷卻形成凝固的(de)外殼,由鑄造機底座牽引或靠自身重量均勻下降而脫出結晶器,形成坯錠。工藝參(cān)數因合金成分和坯錠尺寸的不同,差異很大。一般應盡量(liàng)提高鑄造速度和冷卻速度,降低結晶槽的高度。鑄造溫度通常比合金的液相線(xiàn)高50~110℃。此(cǐ)外,還發展出鋁板帶(dài)連續鑄軋工藝。板材、帶材生(shēng)產采(cǎi)用平輥軋製,基本工序為(wéi)熱軋、冷軋、熱處理和精整。對化學成分複(fù)雜的LY12、LC4 等硬鋁合金,熱軋前應進行均勻化處理。處理溫度一般低於合金中低熔點相的共晶溫度10~15℃,保溫12~24 小時(shí)。硬鋁合金的包鋁是(shì)將包鋁板放在經過銑麵的坯錠兩麵,借助於熱軋焊合。包鋁層的厚度一般為板材厚度的4%。熱軋一般(bān)在再結晶(jīng)溫度以上進行(háng)。熱軋(zhá)可在單機(jī)架(jià)可逆軋機上(shàng)進行,或在多機(jī)架上實行(háng)連軋。為提高成品(pǐn)率和生(shēng)產效率發展(zhǎn)大鑄錠軋製,錠重達10~15 噸以上,熱軋帶材成卷後作為冷軋坯料。為(wéi)保證金屬有(yǒu)最佳的(de)塑性,應(yīng)在單相組織狀(zhuàng)態下進(jìn)行熱軋。LY11、LY12 等合金的(de)熱軋開坯溫度為400~455℃。前幾(jǐ)道道(dào)次(cì)變(biàn)形率一般在10%以內,以後逐漸增大。純鋁和(hé)軟鋁合金道次變形率可達50%,硬(yìng)鋁合金則為40%左右。熱軋總變形率可達90%以上(shàng)。冷軋常在室溫下(xià)進行,通過冷軋可獲得尺寸精確、表麵光潔和平整(zhěng)的較薄的板材和帶材,並可獲得具有特(tè)定(dìng)力學性能的加工硬(yìng)化的板材和帶材。冷軋主要采用帶式法生產工藝,應用四輥可逆軋機或四輥不可逆軋機進(jìn)行冷軋,當前發展不可逆軋機進行冷軋。軋機裝(zhuāng)備有液壓壓下(xià)、液壓彎輥、厚度自動控製係統或測輥縫的厚度自動控製係統及板形控(kòng)製儀,由微(wēi)型電子計算機控製、記(jì)錄、儲存各種參數,以獲得尺寸(cùn)精(jīng)確、板形平整的板帶材,如0.18 毫米帶材公差可達±5 微米(mǐ)。小工廠(chǎng)也有塊式法生產板材的。退(tuì)火後鋁的冷變形率可達90%以(yǐ)上。多相的硬鋁合金冷加工硬化明(míng)顯,需中間退火。中(zhōng)間(jiān)退火後的冷變形率(lǜ)為60%~70%。熱軋用乳液潤滑,冷軋已由乳液(yè)發展為全油潤滑。采用單獨控製噴嘴的多段冷卻係統,以減少鋁板和軋輥的(de)摩擦,冷卻軋輥(gǔn),控製輥(gǔn)型,洗除鋁粉及其他雜質,以獲得良好的表麵質(zhì)量及板形。經冷軋和熱處理後的帶卷常在輥式矯直(zhí)機上或在拉(lā)彎連續矯直機列上進行精整。平整淬火(huǒ)後的板片應(yīng)在時效(xiào)孕育期內進行,一般在淬火後30~40 分鍾內完成。淬火(huǒ)板的平直壓光總變形量不應超過(guò)2%。
3 箔材生產
4 線材生產
主要采用拉伸工藝生產。產品有鉚釘線、焊條和導(dǎo)線。坯料用(yòng)擠壓、軋製或連鑄連軋法生產。擠壓法生產坯料,靈活性較大,製品性能較好。軋(zhá)製法和連鑄(zhù)連軋法適於單一合金品種的坯料生產,生產(chǎn)效率(lǜ)高(gāo)。
5 鍛件(jiàn)生產
主要用於飛(fēi)機和機器(qì)製造上。鍛件分自由鍛件(jiàn)和模煆(duàn)件,其坯料采用鑄造和擠壓坯料(liào)。最大(dà)的模鍛水壓機為(wéi)70000 噸,鍛件最(zuì)大尺寸的投影麵積為4.5 平方米。鋁合金的臨界(jiè)變形率約為5%~15%,為避(bì)免形成粗晶,模鍛的變形率一般應大於15%。為減少不均勻變形,常(cháng)采用多向自由鍛。
6 其他鋁合金(jīn)型材的生產
管材、棒材、型材的生產通常的工序是:先采用熱擠壓製成坯料,再經(jīng)軋製(或拉(lā)伸)、精整和熱處(chù)理製成成品(pǐn)。也可用熱擠(jǐ)壓法直接製成(chéng)成品,現已由短錠發展為長錠擠壓,按擠壓機的擠壓力用統一(yī)直徑的鑄錠,由分流組(zǔ)合模和舌(shé)形(xíng)模擠製各種型材、管材,製品長度(dù)可(kě)達60米以上(shàng),經拉(lā)伸矯直後,切成所要求的長度。鋁和鋁(lǚ)合(hé)金的擠(jǐ)壓采用正向擠壓(yā)法和反向擠(jǐ)壓法。應依據不同合金(jīn)選(xuǎn)擇適宜的擠壓速(sù)度。為獲得組織(zhī)和性(xìng)能良好的鋁合金擠壓製品,一次擠壓成時,型(xíng)材,棒材的擠(jǐ)壓(yā)係數(λ)大(dà)於8~12,供鍛造用坯料的λ大於5。擠壓模對擠壓產品質量(liàng)影響很大。擠壓棒(bàng)材、型材常用(yòng)平模,管材則常用錐(zhuī)形模。擠壓形狀複雜的(de)空心型材和管材,則廣泛使用分流組合(hé)模(mó)和舌形模(mó)。
7 結論
在進(jìn)行鋁合(hé)金加工過程中應(yīng)根據不同(tóng)的生產要求,選用不同的生產工藝,針對不同(tóng)的材料采取不同的工(gōng)藝標準,確保鋁合金的加(jiā)工質量。
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