鋁制造工藝

鋁合金型材生產(chǎn)包括熔鑄、擠壓和氧化三個(gè)過程。1.熔鑄是鋁材生產(chǎn)的首道工序。　　主要過程為：　?。?）配料：根據(jù)需要生產(chǎn)的具體合金牌號(hào)，計(jì)算出各種合金成分的添加量，合理搭配各種原材料?！　。?）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?！　。?）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：擠壓是型材成形的手段。先根據(jù)型材產(chǎn)品斷面設(shè)計(jì)、制造出模具，利用擠壓機(jī)將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形。常用的牌號(hào)6063合金，在擠壓時(shí)還用一個(gè)風(fēng)冷淬火過程及其后的人工時(shí)效過程，以完成熱處理強(qiáng)化。不同牌號(hào)的可熱處理強(qiáng)化合金，其熱處理制度不同?！　?、氧化：擠壓好的鋁合金型材，其表面耐蝕性不強(qiáng)，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：　?。?）表面預(yù)處理：用化學(xué)或物理的方法對(duì)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(jī)械手段獲得鏡面或無光（亞光）表面?！　。?）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(qiáng)吸附力的AL203膜層?！　。?）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(qiáng)。氧化膜是無色透明的，利用封孔前氧化膜的強(qiáng)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。

鋁制品工藝

1、輕－因?yàn)殇X質(zhì)板材每平方米的重量為2.71kg/㎡，所以面板最多厚至3mm甚至以上，大大增加了字體表面的平整度；

2、不易生銹－鋁板氧化慢，在做成標(biāo)識(shí)牌后不會(huì)有銹漬污染墻體；

3、上色容易－容易令漆膜附著，加工得當(dāng)?shù)脑?，表面耐用度?qiáng)，與汽車面可漆媲美；

4、安裝方便－由于本身很輕，安裝就輕便得多。

但它的缺點(diǎn)也是明顯的；客戶不知道標(biāo)識(shí)牌的成本一旦提高，需要專業(yè)工廠制作；焊接工藝與不銹鋼材質(zhì)工藝相似，可鋁合金的質(zhì)地太軟，在焊接過程中加工者的水平會(huì)直接影響成品字表面的平整度，牢靠度；這一點(diǎn)也使鋁合金標(biāo)識(shí)牌在現(xiàn)代標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)中的美中不足，現(xiàn)代標(biāo)識(shí)牌工藝既要求整體形象統(tǒng)一，又要求具有自己的個(gè)性，鋁合金焊接工藝便限制了它進(jìn)行異形化和產(chǎn)品系列的多樣性；

鋁合金制造工藝

按化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝,鋁合金分兩大類：

一為鑄造鋁合金，有鋁硅系、鋁銅系、鋁鎂系、鋁鋅系合金。

二為變形鋁合金，其中又分為兩類： 熱處理不強(qiáng)化型鋁合金，有鋁錳系、鋁鎂系合金； 熱處理強(qiáng)化型鋁合金，有鋁鎂硅系、鋁銅鎂系、鋁銅鎂鋅系等。

金屬鋁生產(chǎn)工藝

一、裝料

熔煉時(shí)，裝入爐料的順序和方法不僅關(guān)系到熔煉的時(shí)間、金屬的燒損、熱能消耗，還會(huì)影響到金屬熔體的質(zhì)量和爐子的使用壽命。裝料的原則有：

1、裝爐料順序應(yīng)合理。正確的裝料要根據(jù)所加入爐料性質(zhì)與狀態(tài)而定，而且還應(yīng)考慮到最快的熔化速度，最少的燒損以及準(zhǔn)確的化學(xué)成分控制。

裝料時(shí)，先裝小塊或薄片廢料，鋁錠和大塊料裝在中間，最后裝中間合金。熔點(diǎn)易氧化的中間合金裝在中下層。所裝入的爐料應(yīng)當(dāng)在熔池中均勻分布，防止偏重。

小塊或薄板料裝在熔池下層，這樣可減少燒損，同時(shí)還可以保護(hù)爐體免受大塊料的直接沖擊而損壞。中間合金有的熔點(diǎn)高，如AL-NI和AL-MN合金的熔點(diǎn)為750-800℃，裝在上層，由于爐內(nèi)上部溫度高容易熔化，也有充分的時(shí)間擴(kuò)散；使中間合金分布均勻，則有利于熔體的成分控制。

爐料裝平，各處熔化速度相差不多這樣可以防止偏重時(shí)造成的局部金屬過熱。

爐料應(yīng)進(jìn)量一次入爐，二次或多次加料會(huì)增加非金屬夾雜物及含氣量。

2、對(duì)于質(zhì)量要求高的產(chǎn)品（包括鍛件、模鍛件、空心大梁和大梁型材等）的爐料除上述的裝料要求外，在裝料前必須向熔池內(nèi)撒20-30kg粉狀熔劑，在裝爐過程中對(duì)爐料要分層撒粉狀熔劑，這樣可提高爐體的純潔度，也可以減少損耗。

3、電爐裝料時(shí)，應(yīng)注意爐料最高點(diǎn)距電阻絲的距離不得少于100mm，否則容易引起短路。

二、熔化

爐料裝完后即可升溫。熔化是從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的過程。這一過程的好壞，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有決定性的影響。

A、覆蓋

熔化過程中隨著爐料溫度的升高，特別是當(dāng)爐料開始熔化后，金屬外層表面所覆蓋的氧化膜很容易破裂，將逐漸失去保護(hù)作用。氣體在這時(shí)候很容易侵入，造成內(nèi)部金屬的進(jìn)一步氧化。并且已熔化的液體或液流要向爐底流動(dòng)，當(dāng)液滴或液流進(jìn)入底部匯集起來時(shí)，其表面的氧化膜就會(huì)混入熔體中。所以為了防止金屬進(jìn)一步氧化和減少進(jìn)入熔體的氧化膜，在爐料軟化下塌時(shí)，應(yīng)適當(dāng)向金屬表面撒上一層粉狀熔劑覆蓋，其用量見表。這樣也可以減少熔化過程中的金屬吸氣。

B、加銅、加鋅

當(dāng)爐料熔化一部分后，即可向液體中均勻加入鋅錠或銅板，以熔池中的熔體剛好能淹沒住鋅錠和銅板為宜。

這時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，銅板的熔點(diǎn)為1083℃，在鋁合金熔煉溫度范圍內(nèi)，銅是溶解在鋁合金熔體中。因此，銅板如果加得過早，熔體未能將其蓋住，這樣將增加銅板的燒損；反之如果加得過晚，銅板來不及溶解和擴(kuò)散，將延長熔化時(shí)間，影響合金的化學(xué)成分控制。

電爐熔煉時(shí)，應(yīng)盡量避免更換電阻絲帶，以防臟物落入熔體中，污染金屬。

C、攪動(dòng)熔體

熔化過程中應(yīng)注意防止熔體過熱，特別是天然氣爐（或煤氣爐）熔煉時(shí)爐膛溫度高達(dá)1200℃，在這樣高的溫度下容易產(chǎn)生局部過熱。為此當(dāng)爐料熔化之后，應(yīng)適當(dāng)攪動(dòng)熔體，以使熔池里各處溫度均勻一致，同時(shí)也利于加速熔化。

三、扒渣與攪拌

當(dāng)爐料在熔池里已充分熔化，并且熔體溫度達(dá)到熔煉溫度時(shí)，即可扒除熔體表面漂浮的大量氧化渣。

A、扒渣

扒渣前應(yīng)先向熔體上均勻撒入粉狀熔劑，以使渣與金屬分離，有利于扒渣，可以少帶出金屬。扒渣要求平穩(wěn)，防止渣卷入熔體內(nèi)。扒渣要徹底，因浮渣的存在會(huì)增加熔體的含氣量，并弄臟金屬。

B、加鎂加鈹

扒渣后便可向熔體內(nèi)加入鎂錠，同時(shí)要用2號(hào)粉狀熔劑進(jìn)行覆蓋，以防鎂的燒損。為防止鈹?shù)闹卸?，在加鈹操作時(shí)應(yīng)戴好口罩。另外，加鈹后扒也的渣滓應(yīng)堆積在專門的堆放場地或作專門處理。

C、攪拌

在取樣之前，調(diào)整化學(xué)成分之后，都應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行攪拌。其目的在于使合金成分均勻分布和熔體內(nèi)溫度趨于一致。這看起來似乎是一種極其簡單的操作，但是在工藝過程中是很重要的工序。因?yàn)?，一些密度較大的合金元素容易沉底，另外合金元素的加入不可能絕對(duì)均勻，這就造成了熔體上下層之間，爐內(nèi)各區(qū)域之間合金元素的分布不均勻。如果攪拌不徹底（沒有保證足夠長的時(shí)間和消滅死角），容易造成熔體化學(xué)成分不均勻。

攪拌應(yīng)當(dāng)平穩(wěn)進(jìn)行，不應(yīng)激起太大的波浪，以防氧化膜卷入熔體中。

四、調(diào)整成分

在熔煉過程中，由于各種原因都可能會(huì)使合金成分發(fā)生改變，這種改變可能使熔體的真實(shí)成分與配料計(jì)算值發(fā)生較大的偏差。因而需在爐料熔化后，取樣進(jìn)行快速分析，以便根據(jù)分析結(jié)果是否需要調(diào)整成分。

A、取樣

熔體經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，即?yīng)取樣進(jìn)行爐前快速分析，分析化學(xué)成分是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。取樣時(shí)的爐內(nèi)熔體溫度應(yīng)不低于熔煉溫度中限。

快速分析試樣的取樣部位要有代表性，開然氣爐（或煤氣爐）在兩個(gè)爐門中心部位各取一組試樣，電爐在二分之一熔體的中心部位取兩組試樣。取樣前試樣勺要進(jìn)行預(yù)熱，對(duì)于高純鋁及鋁合金，這了防止試樣勺污染，取樣應(yīng)采用不銹鋼試樣勺并涂上涂料。

B、成分調(diào)整

當(dāng)快速分析結(jié)果和合金成分要求不相符時(shí)，就應(yīng)調(diào)整成分—沖淡或補(bǔ)料。

一、補(bǔ)料。快速分析結(jié)果低于合金化學(xué)成分要求時(shí)需要補(bǔ)料。為了使補(bǔ)料準(zhǔn)確，應(yīng)按下列原則進(jìn)行計(jì)算：

1、先算量少者后算量多者；

2、先算雜質(zhì)后算合金元素；

3、先算低成分的中間合金，后算高成分的中間合金；

4、最后算新金屬

二、沖淡。

快速分析結(jié)果高于化學(xué)成分的國家標(biāo)準(zhǔn)、交貨標(biāo)準(zhǔn)等的上限時(shí)就需沖淡。

在沖淡時(shí)高于化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)的合金元素要沖至低于標(biāo)準(zhǔn)要求的該合金元素含量上限。

我國的鋁加工廠根據(jù)歷年來的生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)于鋁合金都制定了廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，以便使這些合金獲得良好的鑄造性能和力學(xué)性能。為此，在沖淡時(shí)一般都沖至接近或低于該元素的廠內(nèi)化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)上限所需的化學(xué)成分。

C、調(diào)整成分時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

1、試樣用元代表性。試樣無代表性是加為，某些元素密度較大，溶解擴(kuò)散速度慢，或易于偏析分層。故取樣前應(yīng)充分?jǐn)嚢瑁跃鶆蚱涑煞?，由于反射爐熔池表面溫度高，爐底溫度低，沒有對(duì)流傳熱作用，取樣前要多次攪拌，每次攪拌時(shí)間不得少于5min。

2、取樣部位和操作方法要合理。由于反射爐熔池大而深，盡管取樣前進(jìn)行多次攪拌，熔池內(nèi)各部位的成分仍然有一定的偏差，因此，試樣應(yīng)在熔池中部最深部位的二分之一處取出。

取樣前應(yīng)將試樣模充分加熱干燥，取樣時(shí)操作方法正確，使試樣符合要求，否則試樣有氣孔、夾渣或不符合要求，都會(huì)給快速分析帶來一定的誤差。

3、取樣時(shí)溫度要適當(dāng)。某些密度大的元素，它的溶解擴(kuò)散速度隨著溫度的升高而加快。如果取樣前熔體溫度較低，雖然經(jīng)過多次攪拌，其溶解擴(kuò)散速度仍然很慢，此時(shí)取出的試樣仍然無代表性，因此取樣前應(yīng)控制熔體溫度適當(dāng)高些。

4、補(bǔ)料和沖淡時(shí)一般都用中間合金，熔點(diǎn)較高和較難熔化的新金屬料，應(yīng)予避免。

5、補(bǔ)料量和沖淡量在保證合金元素要求的前提下應(yīng)越少越好。且沖淡時(shí)應(yīng)考慮熔煉爐的容量和是否便于沖淡的有關(guān)操作。

6、如果在沖淡量較大的情況下，還應(yīng)補(bǔ)入其它合金元素，應(yīng)使這些合金元素的含量不低于相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或要求。

五、精煉

工業(yè)生產(chǎn)的鋁合金絕大多數(shù)在熔煉爐不再設(shè)氣體精煉鋼過程，而主要靠靜置爐精煉和在線熔體凈化處理，便有的鋁加工廠仍還設(shè)有熔煉爐精煉，其目的是為了提高熔體的純凈度。這些精煉方法可分為兩類：即氣體精煉法和熔劑精煉法。

六、出爐

當(dāng)熔體經(jīng)過精煉處理，并扒出表面浮渣后，待溫度合適時(shí)，即可將金屬熔體輸注到靜置爐，以便準(zhǔn)備鑄造。

七、清爐

清爐就是將爐內(nèi)殘存的結(jié)渣徹底清出爐外。每當(dāng)金屬出爐后，都要進(jìn)行一次清爐。當(dāng)合金轉(zhuǎn)換，普通制品連續(xù)生產(chǎn)5-15爐，特殊制品每生產(chǎn)一爐，一般就要進(jìn)行大清爐。大清爐時(shí)，應(yīng)先均勻向爐內(nèi)撒入一層粉狀熔劑，并將爐膛溫度升至800℃以上，然后用三角鏟將爐內(nèi)各處殘存的結(jié)渣徹底清除。

鋁型材制造工藝

生鋁生產(chǎn)工藝

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(hào)，計(jì)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。

2、擠壓：擠壓是型材成形的手段。先根據(jù)型材產(chǎn)品斷面設(shè)計(jì)、制造出模具，利用擠壓機(jī)將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形。常用的牌號(hào)6063合金，在擠壓時(shí)還用一個(gè)風(fēng)冷淬火過程及其后的人工時(shí)效過程，以完成熱處理強(qiáng)化。不同牌號(hào)的可熱處理強(qiáng)化合金，其熱處理制度不同。

3、氧化：擠壓好的鋁合金型材，其表面耐蝕性不強(qiáng)，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。

鋁的生產(chǎn)工藝

使鋁合金表面變硬通常有三種方法，即：熱處理、陽極氧化處理、表面工藝處理。

衡量鋁合金硬度的參數(shù)有：鋁合金厚度、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、氧化膜厚度等。

熱處理。

鋁合金熱處理包含：退火、淬火（固溶熱處理）、時(shí)效處理。鋁合金熱處理不同于鋼的熱處理，但同樣是通過熱處理的方法，可以使鋁合金表面的硬度增強(qiáng)。大致思路也是先將鋁合金淬火，然后時(shí)效處理，時(shí)效處理也就是放到自然溫度下面4~6晝夜（亦可人工時(shí)效處理），鋁合金的硬度和強(qiáng)度都會(huì)大大提高！淬火處理是鋁合金加熱到450~460℃，保溫一段時(shí)間，保溫多久根據(jù)型材厚度決定。然后是冷卻時(shí)間，控制好冷卻速度，能夠有效的提高鋁合金的力學(xué)性能、抗腐蝕性等。

2.陽極氧化處理

通過電化學(xué)，使鋁合金表面形成一層致密的氧化膜，這層氧化膜可以防止鋁合金被進(jìn)一 步 氧 化，保證鋁型材長期顏色新鮮，有助于提升鋁合金的抗老化能力和表面硬 度。

3.表面工藝處理

主要是電泳工藝和噴涂工藝，電泳工藝可以使鋁型材表面鍍上新的一層保護(hù)膜，增強(qiáng)表面抗 腐蝕能力，而且能夠保證50年不褪色，漆膜的硬度也很高，可耐3H以上的鋁筆硬度刻畫。 所以就再一次的提升了鋁型材表面的硬度。綜上所述，從鋁型材的熱處理工藝，到后面的生產(chǎn)加工工藝，以及成為最后的鋁合金成品的過程中，可以一步一步的強(qiáng)化鋁型材本身的硬度。這就包含型材本身的硬度，型材表面的硬度。

鋁的制造工藝

一、軋制成型：根據(jù)軋輥旋轉(zhuǎn)方向不同，鋁合金軋制可分為縱軋、橫軋和斜軋。根據(jù)輥系不同，鋁合金軋制可分為兩輥系軋制，多 輥系軋制和特殊輥系（如行星式軋制、V形軋制）軋制。根據(jù)產(chǎn)品種類的不同，鋁合金軋制又可分為板材（鋁板）、帶材（鋁線）、箔材軋制（鋁箔）、棒材（鋁棒）、扁條（鋁條）和異形軋制（工業(yè)材）、管材（鋁管）和空心型材軋制（工業(yè)異型材，擠壓成型模具稱之為分流）。

二、擠壓成型：對(duì)擠壓筒（盛錠筒）內(nèi)的金屬錠坯施加外力，使之從指定的模具導(dǎo)流孔中流出，從面獲得所需要的斷面形狀和尺寸大小的產(chǎn)品。

工業(yè)鋁型材的擠壓方法主要有幾種：1、正擠壓法。2、反擠壓法。3、管材擠壓法。4、連續(xù)擠壓法等等。

三、鍛造成型：鋁合金鍛造有自由鍛和模鍛兩種方法，自由鍛是將工件放在平砧間進(jìn)行鍛造；模鍛是將工件放在給定尺寸和形狀的模具內(nèi)，對(duì)模具施加壓力進(jìn)行鍛造變形，從面獲得所要求的模鍛件。

鋁制造工藝流程

電解法煉鋁就是冰晶石一氧化鋁融鹽電解法，它是以冰晶石作為溶劑， 氧化鋁為熔質(zhì)，強(qiáng)大的直流電通入電解槽內(nèi)，在陰極和陽極上 起電化學(xué)反應(yīng)。電解產(chǎn)物，陰極上是鋁液，陽極上是CO2和CO氣體(炭素作陽極)，這種方法就是電解法煉鋁。 煉鋁的方法,但只有電解熔融的冰晶石-氧化鋁這一方法才適于工藝制造。學(xué)生討論過鋁的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和鋁的化合物之后,一般都能推斷氧化鋁在高溫時(shí)能被碳還原成鋁。教師指出氧化鋁是一種極其穩(wěn)定的化合物,只有加熱到2000°才能被碳還原,同時(shí)在這種條件下一部分鋁和碳化合成碳化鋁,一部分鋁氣化和一氧化碳作用,結(jié)果生成的是氧化鋁,碳化鋁和金屬鋁的混合物,