铝合金挤压机操作教程
熔炼时,装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗,还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有:
1、装炉料顺序应合理。正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定,而且还应考虑到最快的熔化速度,最少的烧损以及准确的化学成分控制。
装料时,先装小块或薄片废料,铝锭和大块料装在中间,最后装中间合金。熔点易氧化的中间合金装在中下层。所装入的炉料应当在熔池中均匀分布,防止偏重。
小块或薄板料装在熔池下层,这样可减少烧损,同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。中间合金有的熔点高,如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750-800℃,装在上层,由于炉内上部温度高容易熔化,也有充分的时间扩散;使中间合金分布均匀,则有利于熔体的成分控制。
炉料装平,各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。
炉料应进量一次入炉,二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。
2、对于质量要求高的产品(包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等)的炉料除上述的装料要求外,在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂,在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂,这样可提高炉体的纯洁度,也可以减少损耗。
3、电炉装料时,应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm,否则容易引起短路。
熔化
炉料装完后即可升温。熔化是从固态转变为液态的过程。这一过程的好坏,对产品质量有决定性的影响。
A、覆盖
熔化过程中随着炉料温度的升高,特别是当炉料开始熔化后,金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂,将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入,造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要向炉底流动,当液滴或液流进入底部汇集起来时,其表面的氧化膜就会混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜,在炉料软化下塌时,应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖,其用量见表。这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。
B、加铜、加锌
当炉料熔化一部分后,即可向液体中均匀加入锌锭或铜板,以熔池中的熔体刚好能淹没住锌锭和铜板为宜。
这时应强调的是,铜板的熔点为1083℃,在铝合金熔炼温度范围内,铜是溶解在铝合金熔体中。因此,铜板如果加得过早,熔体未能将其盖住,这样将增加铜板的烧损;反之如果加得过晚,铜板来不及溶解和扩散,将延长熔化时间,影响合金的化学成分控制。
电炉熔炼时,应尽量避免更换电阻丝带,以防脏物落入熔体中,污染金属。
C、搅动熔体
熔化过程中应注意防止熔体过热,特别是天然气炉(或煤气炉)熔炼时炉膛温度高达1200℃,在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后,应适当搅动熔体,以使熔池里各处温度均匀一致,同时也利于加速熔化。
扒渣与搅拌
当炉料在熔池里已充分熔化,并且熔体温度达到熔炼温度时,即可扒除熔体表面漂浮的大量氧化渣。
A、扒渣
扒渣前应先向熔体上均匀撒入粉状熔剂,以使渣与金属分离,有利于扒渣,可以少带出金属。扒渣要求平稳,防止渣卷入熔体内。扒渣要彻底,因浮渣的存在会增加熔体的含气量,并弄脏金属。
B、加镁加铍
扒渣后便可向熔体内加入镁锭,同时要用2号粉状熔剂进行覆盖,以防镁的烧损。
对于高镁铝合金为防止镁的烧损,并且改变熔体及铸锭表面氧化膜的性质,在加镁后须向熔体内加入少量(0.001%-0.004%)的铍。铍一般以Al-BeF4与2号粉状熔剂按1:1混合加入,加入后应进行充分搅拌。
Na BeF +Al→2NaF+AlF +Be
为防止铍的中毒,在加铍操作时应戴好口罩。另外,加铍后扒也的渣滓应堆积在专门的堆放场地或作专门处理。
C、搅拌
在取样之前,调整化学成分之后,都应当及时进行搅拌。其目的在于使合金成分均匀分布和熔体内温度趋于一致。这看起来似乎是一种极其简单的操作,但是在工艺过程中是很重要的工序。因为,一些密度较大的合金元素容易沉底,另外合金元素的加入不可能绝对均匀,这就造成了熔体上下层之间,炉内各区域之间合金元素的分布不均匀。如果搅拌不彻底(没有保证足够长的时间和消灭死角),容易造成熔体化学成分不均匀。
搅拌应当平稳进行,不应激起太大的波浪,以防氧化膜卷入熔体中。
调整成分
在熔炼过程中,由于各种原因都可能会使合金成分发生改变,这种改变可能使熔体的真实成分与配料计算值发生较大的偏差。因而需在炉料熔化后,取样进行快速分析,以便根据分析结果是否需要调整成分。
A、取样
熔体经充分搅拌后,即应取样进行炉前快速分析,分析化学成分是否符合标准要求。取样时的炉内熔体温度应不低于熔炼温度中限。
快速分析试样的取样部位要有代表性,开然气炉(或煤气炉)在两个炉门中心部位各取一组试样,电炉在二分之一熔体的中心部位取两组试样。取样前试样勺要进行预热,对于高纯铝及铝合金,这了防止试样勺污染,取样应采用不锈钢试样勺并涂上涂料。
B、成分调整
当快速分析结果和合金成分要求不相符时,就应调整成分——冲淡或补料。
(1)补料。快速分析结果低于合金化学成分要求时需要补料。为了使补料准确,应按下列原则进行计算:
1)先算量少者后算量多者;
2)先算杂质后算合金元素;
3)先算低成分的中间合金,后算高成分的中间合金;
4)最后算新金属
一般可按下式近似地计算出所需补加的料量,然后予以核算,算式如下:
X=
式中X——所需补加的料量,kg
Q——熔体总量(即投料量),kg
a——某成分的要求含量,%;
b——该成分的分析量,%;
c c ——分别为其它金属或中间合金的加入量,kg
d——补料用中间合金中该成分的含量(如果是加纯金属,则d=100),%。
(2)冲淡。
快速分析结果高于化学成分的国家标准、交货标准等的上限时就需冲淡。
在冲淡时高于化学成分标准的合金元素要冲至低于标准要求的该合金元素含量上限。
我国的铝加工厂根据历年来的生产实践,对于铝合金都制定了厂内标准,以便使这些合金获得良好的铸造性能和力学性能。为此,在冲淡时一般都冲至接近或低于该元素的厂内化学成分标准上限所需的化学成分。
在冲淡时一般按照下式计算出所需的冲淡量。
X=Q(b-a)/a
式中b——某成分的分析量,%;
a——该成分的(厂内)标准上限的要求含量,%;
Q——熔体总量,kg
X——所需的冲淡量,kg
C 调整成分时应注意的事项
(1)试样用元代表性。试样无代表性是加为,某些元素密度较大,溶解扩散速度慢,或易于偏析分层。故取样前应充分搅拌,以均匀其成分,由于反射炉熔池表面温度高,炉底温度低,没有对流传热作用,取样前要多次搅拌,每次搅拌时间不得少于5min。
(2)取样部位和操作方法要合理。由于反射炉熔池大而深,尽管取样前进行多次搅拌,熔池内各部位的成分仍然有一定的偏差,因此,试样应在熔池中部最深部位的二分之一处取出。
取样前应将试样模充分加热干燥,取样时操作方法正确,使试样符合要求,否则试样有气孔、夹渣或不符合要求,都会给快速分析带来一定的误差。
(3)取样时温度要适当。某些密度大的元素,它的溶解扩散速度随着温度的升高而加快。如果取样前熔体温度较低,虽然经过多次搅拌,其溶解扩散速度仍然很慢,此时取出的试样仍然无代表性,因此取样前应控制熔体温度适当高些。
(4)补料和冲淡时一般都用中间合金,熔点较高和较难熔化的新金属料,应予避免。
(5)补料量和冲淡量在保证合金元素要求的前提下应越少越好。且冲淡时应考虑熔炼炉的容量和是否便于冲淡的有关操作。
(6)如果在冲淡量较大的情况下,还应补入其它合金元素,应使这些合金元素的含量不低于相应的标准或要求。
精炼
工业生产的铝合金绝大多数在熔炼炉不再设气体精炼钢过程,而主要靠静置炉精炼和在线熔体净化处理,便有的铝加工厂仍还设有熔炼炉精炼,其目的是为了提高熔体的纯净度。这些精炼方法可分为两类:即气体精炼法和熔剂精炼法。
出炉
当熔体经过精炼处理,并扒出表面浮渣后,待温度合适时,即可将金属熔体输注到静置炉,以便准备铸造。
清炉
清炉就是将炉内残存的结渣彻底清出炉外。每当金属出炉后,都要进行一次清炉。当合金转换,普通制品连续生产5-15炉,特殊制品每生产一炉,一般就要进行大清炉。大清炉时,应先均匀向炉内撒入一层粉状熔剂,并将炉膛温度升至800℃以上,然后用三角铲将炉内各处残存的结渣彻底清除。更多铝合金相关信息请关注上海有色网( http://www.smm.cn)
型材挤压工具通常是指挤压轴、挤压筒、挤压垫片。这些工具在生产前都有自己的准备工作。其中,最重要的工作是调整好挤压轴、挤压筒、模具和送料机械手的中心。
铝型材的挤压轴与挤压筒的中心最大允许偏差≤0.2mm,挤压轴、挤压筒、模具、送料机械手的最大允许中心偏差<1.5mm,一般要求在12mm以内。中心偏差太小,设备难以调整、控制。中心偏差太大,模具偏离中心会造成金属流动不均,制品易产生壁厚不均、弯曲、扭拧等缺陷挤压轴的直径是根据挤压筒的内径来决定的,一般应比挤压筒直径小3~12mm,挤压筒直径小的取下限,大的取上限。铝型材挤压轴的轴干长应比挤压筒的长度大15~25mm。挤压轴的瑞面对轴中心线的不垂直度不得大于0.1mm。挤压筒内衬(又称内套)由于挤压过程中不断的摩擦会使挤压筒内衬的工作部分逐渐变大,与非工作部分的直径产生一定的偏差。当其偏差较大时需要更换挤压筒的内衬。
更换铝型材挤压筒的内衬需要热装,一般将挤压筒外层衬套加热至一定温度,使其尺寸热膨胀,然后将外径较外套内径稍大的内层衬套装入其中,待外衬套冷却后,由于收缩对内套产生预紧装配压应力,其方向与挤压时产生的张应力方向相反,因而大大降低了挤压时挤压筒内径的拉应力,提高了挤压筒的许用强度。当过盈选择合适时,可使挤压筒的使用寿命提高2-4倍。过盈值越大,产生预紧压应力也越大,有时甚至可以完全抵消纵向拉应力。但过盈太大,会使更换挤压筒内衬产生困难,难以将旧的内衬退出。因此选择适合的过盈量十分重要。铝型材挤压筒的加热:新挤压筒装配好以后,从冷状态加热到使用温度,为避免加热不均,产生热应力,防止挤压筒产生裂纹,甚至开裂,需要进行梯度加热。
挤出成型可加工的聚合物种类很多,制品更是多种多样,成型过程也有许多差异,但基本过程大致相同,比较常见的是以固体状态加料挤出制品的过程。这一挤出成形过程是:将颗粒状或粉状的固体物料加入到挤出机的料斗中,挤出机的料筒外面有加热器,通过热传导将加热器产生的热量传给料简内的物料,温度上升,达到熔融温度。机器运转,料筒内的螺杆转动,将物料向前输送,物料在运动过程中与料简、螺杆以及物料与物料之间相互摩擦、剪切,产生大量的热,与热传导共同作用使加入的物料不断熔融,熔融的物料被连续、稳定地输送到具有一定形状的机头(或称口模)中。通过口模后,处于流动状态的物料取近似口型的形状,再进入冷却定型装置,使物料一面固化,一面保持既定的形状,在牵引装置的作用下,使制品连续地前进,并获得最终的制品尺寸。最后用切割的方法截断制品,以便储存和运输。
比较有代表性的挤出成型的工艺过程为:聚合物熔融、成型、定型、冷却、牵引、切割、堆放。
其他的挤出成型产品,随物料特性,制品大小和产量要求,挤出机的结构、类型和规格可以是不同的;机头结构、形状、尺寸按具体制品而设计制造;冷却定型方式依制品品种和材料性能而定;其余的辅机也会有很多不同点。然而,以上的各工艺环节是基本相同的。 完成一种挤出产品的生产线通常由主机、辅机组成,这些组成部分统称为挤出机组。
1、主机:一台主机有以下三部分组成。
①挤压系统。它是挤出机的关键部分,主要由螺杆和机筒组成。对于一般热塑性塑料,通过挤压系统,物料被塑化成均匀的熔体:对于熔体喂料和带有化学反应的挤出成型,则主要是使物料均匀混合成流体。在螺杆推力作用下,这些均质流体从挤出机前端的口模被连续地挤出。
②传动系统。其作用是驱动螺杆,保证螺杆在工作过程中所需要的扭矩和转速。
③加热冷却系统。它保证物料和挤压系统在成型加工中的温度控制要求。
2.辅机
挤出机组辅机的组成根据制品的种类而定,下列几部分组成。
①机头(口模)。它是制品成型的主要部件,当机头口模的出料截面形状不同时,便可得到不同的制品。
②定型装置。它的作用是将从口模挤出的物料的形状和尺寸进行精整,并将它们固定下来,从而得到具有更为精确的截而形状、表面光亮的制品。
③冷却装置。从定型装置出来的制品,在冷却装置中充分地冷却固化,从而得到最后的形状。
④牵引装置。它用来均匀地引出制品,使挤出过程稳定地进行。牵引速度的快慢,在一定程度上,能调节制品的截面尺寸,对挤出机生产率也有一定的影响。
⑤切割装置。它的作用是将连续挤出的制品按照要求截成一定的长度。
⑥堆放或卷取装置。用来将切成放一定长度的硬制品整齐地堆放,或将软制品卷绕成卷。
3.控制系统
挤出机的控制系统主要由电器仪表和执行机构组成,其主要作用是:控制主、辅机的驱动电机,使其按操作要求的转速和功率运转,并保证主、辅机协调运行;控制主、辅机的湿度、压力、流量和制品的质量;实现全机组的自动控制。 挤出操作中,主要的工艺控制因素如下
1.螺杆转速
螺杆的转速在挤出生产线主机控制装置中调节。螺杆转速的大小直接影响挤出机输出的物料量,也决定由摩擦产生的热量,影响熔体物料的流动件。螺杆转速的调节随螺杆结构和所加工的材料而异,视制品形状、产量和辅机中的冷却速度而不同。
2.螺杆背压
挤出机前的多孔板、滤网和机头上的可调节阻力元件对熔体流动的节制作用可产生不同的螺杆背压。背压的调节使物料得到不同的混合程度和剪切,改变塑化质量和供料的平稳性。
3.机筒、螺杆和机头温度
热塑性聚合物固体在一定的温度条件下发生熔融,转化为熔体。熔体粘度与温度有反比关系.因此,挤出机的挤出量会因物料温度的变化而受到影响。当物料被加入到挤出机料简内时,受到由外部加热装置提供的热量以及由于做功所产生的摩擦热的综合作用。物料在机头中时,机头外部的加热装置提供热量。
假如操作中挤出物料的温度不足以把固体物料熔融线流动性很差,产品的质量不会达到要求;假如温度过高,会使聚合物过热或发生分解。温度的控制是挤出操作中非常重要的控制因素。
螺杆的温度控制涉及物料的输送率,物料的塑化、熔融质量,许多挤出机将螺杆制造成可控制温度的结构。料筒各段的温度根据物料状态变化的需要设定。比较大的机头也将加热装置分成各个部位。挤出机的温度是螺杆,料筒各段,机头各段分别设定并控制的。
4.定型装置、冷却装置的温度。
挤出不同的产品,采用的定型方式和冷却方式是不同的,相关的设备各种各样.但共同的都需要控制温度.冷却介质可以是空气、水或其他液体,温度关系冷却适度、生产效率、制品内应力,若为结晶型聚合物,还关系到与制品的结晶度、晶粒尺寸相关的一些物理性能。冷却介质的温度和流量是操作中可调节的。
5.牵引速度
挤出机连续挤出物料,进入机头,从机头流出的物料被牵出,进入定型装置、冷却装置,牵出速度应与挤出速度相匹配。牵引速度还决定制品截面尺寸,冷却效果。牵引作用产生对制品纵向的拉伸,影响制品的力学性能和纵向尺寸的稳定性等,有时一些工艺中靠牵引速度的调节获得所需性能。牵引速度在挤出操作中的调节很重要。
用等体积法,或等质量法都可以。一般较普遍使用等质量法。铝材米重 X 米数 + 压余 =棒重,可以确定使用棒长。
挤压机,分为金属挤压机和塑料挤压机(又称塑料挤出机、挤出机、挤塑机)两种不同类型,应用在不同的工业领域。
金属挤压机是实现金属挤压加工的最主要设备。金属挤压加工是利用金属塑性压力成形的一种重要方法。其重挤压机要的特点是将金属锭坯一次加工成管、棒、型材完成在瞬息之间,几乎没有任何其他方法可以与之匹敌。漂亮、高雅大厦的装修材料。
飞越大洲、大洋的飞机让人类探索外层空间的宇宙飞船及空间站铁路、地铁、轻轨、磁悬浮列车车辆、舰船快艇等各个领域所使用的骨干材料,几乎都与挤压加工密切相关。
挤压机生产铝型材的原理大致就是,把铝棒进行高温加热,铝棒是生产铝型材的原料,然后通过铝型材挤压机进行挤压,后期再使用铝型材挤压辅助设备,也就是是长棒热剪炉、铝合金时效炉、牵引机、冷床和牵引机这五种设备,进行调直、冷却、时效等工艺过程,就能生产出铝型材了,生产大型铝型材挤压设备的厂家,推荐无锡意美德这个品牌。
挤出机的用途: 1、管材挤出:适用于PP-R管、PE燃气管、PEX交联管,铝塑复合管,ABS管、PVC管、HDPE硅芯管及各种共挤复合管。
2、板材和片材挤出:适用于PVC、PET、PS、PP、PC等型材及板材的挤出。其它各种塑料的挤出如丝、棒等。
3、型材的挤出:调节挤出机转速及改变挤出螺杆的结构可适用于生产PVC、聚烯烃类等各种塑料异型材。改性造粒:适用于各种塑料的共混、改性、增强造粒。注塑机又名注射成型机或注射机。它是将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。
挤出机生产厂家介绍如下:
1、南京欧能机械有限公司
欧能机械研发、生产的模温机等温控设备,已成功应用于复合材料成型、新能源、锂电池、汽车内饰件、镁铝合金压铸、化工反应釜、食品制药行业、橡胶和塑料制品、纺织、印刷、烘箱等行业的120多个细分领域。欧能机械先后取得了ISO9001认证、CE认证、有机热载体炉生产许可证、实用新型认证、国家高新企业认证等。
2、珞石机械(成都)有限公司四川
珞石机械的产品种类齐全,主要服务于:新材料(复合材料)成型、精细化工控温、航天航空领域、锂电池新能源行业、汽车部件成型、风电太阳能新能源、橡胶、注塑等。珞石机械专注于安全、智能工业温控领域研发,在流体温度控制方面可以实现-82℃~390℃的控温范围,温度精度在±0.05℃。并自主研发远程控制、多点控温、冷热切换、分阶段控温及各类非标定制化温控设备。
3、东莞市茂兴胜机械设备有限公司
公司先后推出了多款挤出设备,包括精密医疗管塑料挤出生产线、3D打印耗材PLA/ABS挤出机生产线、精密异型材挤出生产线、中小型塑料挤出生产线、彩色打印机并排硅胶管挤出机、铁氟龙挤出机、硅胶挤出机、硅胶管挤出机、三层绝缘线设备以及净水机用硅胶挤出机等设备。
4、东莞市臣泽智能装备有限公司
经营范围: 研发、设计、产销、安装:智能装备、智能机器人及配件、自动化机械设备及配件、电子设备及配件、橡胶设备及配件、点胶机、灌胶机、热熔胶机、模具;货物进出口、技术进出口。
5、广东瑞尔机械有限公司
广东瑞尔机械有限公司成立于2000年,是一家以塑料机械开发、设计、制造、销售、完善售后服务为一体的大型专业挤出塑料机械企业。公司位于广东省鹤山市,鹤城镇皇冠大道2号之三。占地41000平方米。主要生产各类塑料型材、管材、板材、造粒等挤出设备,以及材料表面装饰设备。