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1、铝材挤压技术与管理铝材挤压技术与管理序言工业铝型材对铝合金建筑型材前景广阔看法业内专家指出,从现在到2020年,铝合金型材、尤其是节能环保铝合金型材市场前景广阔,它将在新建筑和旧房改造中为我国实现全面小康社会的宏伟目标做出突出贡献。据资料显示,在我国现有建筑中存在着严重的不节能问题,不节能建筑达到85%,而其中有50%是通过门窗问题造成的。之前曾存在着一种误导,说铝塑、塑钢门窗好,其实它们只适合做临时、基层建筑的用料,而不适合做高档、长期的家用门窗用料。首先,因为时间久了,塑料会自然老化,导致密闭性不再完好,再加上有些地方冷热的剧烈变化也会加速塑料制品的老化。另外,铝塑、塑钢门窗的安全性也不够
2、好,据资料显示,在建筑火灾中的受害者,有很大一部分并不是被火烧死的,而是被铝塑、塑钢门窗燃烧过程中释放的大量有毒气体熏死的,还有一部分是吸到有毒气体后导致休克被间接烧伤的。而铝合金型材的耐火性高,熔点高,且在客观上被认为燃烧时没有有害气体放出。经过国际上的多次实验证明,铝合金型材是门窗的最佳材料。近些年来,中国铝合金型材行业发展很快,形成了正规的行业体系,企业的产品、技术档次、销售服务有了很大的提高,并具备了相当实力,已能满足我国主体住宅的需要。特别是十五期间,全行业发展已上了一个新的台阶：出口方面全球最多,产量世界第一,以2006年为例,全国铝加工产量为814.78万吨,其中铝合金型材为40
3、0万吨,出口量为68.05万吨；装备不断完善,技术不断提高,大中型企业的生产工艺技术水平已达到比较先进的水平,有些工艺技术已可比肩世界先进水平。此前国际上通过ISO标准化体系认证的300多个铝合金品牌,中国没有一例,今年广东凤铝铝业有限公司在国际标准化组织成功注册了一个创新牌号,实现了中国在ISO标准化体系牌号方面零的突破；企业间的兼并重组速度加快,企业数量由2000年的1142家兼并重组为目前的650家。企业竞争实力加强,涌现了一批优秀的、在国际市场上有竞争力的企业。随着品牌培育的深入开展,企业的市场竞争、品牌意识更加深刻,行业中洋溢着一种争创名牌的良好氛围。中国名牌企业在市场占有率、销售额
4、上有了明显提高的情形下,更加重视产品质量和售后服务质量,并加大了企业的技术改造力度,加快了自主创新的步伐,提升了产品的技术水平和质量档次,管理力度也有了明显地提高,从而较好地维护了中国名牌及企业的声誉。再者,在7家中国名牌企业的带动下,非中国名牌企业的品牌意识也有了很大的提高,有效地遏制了价格恶性竞争,尤其是东部沿海地区已向正规健康的品牌竞争方向转换,价格竞争较为突出的西部地区,现状也在逐步得到改善。据了解，随着我国经济的快速增长，能源需求旺盛并逐年递增，建筑总能耗约占社会总能耗的30%40%，而其中建筑门窗又是能耗焦点，并且铝合金型材在建筑投入使用过程中间接能耗也相当惊人，广东兴发研发部门负
5、责人吴锡坤博士表示，铝合金型材的弱点是传热系数比木材、钢材、塑料都偏高，保温隔热性能较差，不利于节能，这在一定程度上阻碍了铝合金型材的发展，为了克服铝合金材料本身的不足，推动行业的发展，在建设部的提议下，广东兴发铝业主导并邀请业界同行一起编制建筑隔热铝合金型材标准，此次标准的出台，将有利于规范建筑隔热铝合金型材行业发展方向。作为一种发展潜力很大的新型隔热材料，隔热铝合金型材自在市场出现以来，一直以较快的速度发展。如今，隔热铝合金门窗以其显著的优势已逐渐成为我国北方建筑物首选的主流门窗。北京一位姓杨的设计师告诉记者，隔热铝合金型材具有隔热、隔音等特点，达到环保、节能要求，而这些特点正符合国际和国
6、内的产业政策。所谓隔热铝合金型材，即内、外层由铝合金型材组成，中间由低导热性能的非金属隔热材料连接成隔热桥的复合材料，简称隔热型材。隔热型材的生产方式主要有两种，一种是采用隔热条材料与铝型材，通过机械开齿、穿条、滚压等工序形成隔热桥，称为隔热型材穿条式；另一种是把隔热材料浇注入铝合金型材的隔热腔体内，经过固化，工业铝型材去除断桥金属等工序形成隔热桥，称为浇注式隔热型材。隔热型材的内外两面，可以是不同断面的型材，也可以是不同表面处理方式的不同颜色型材。但受地域，气候的影响，避免因隔热材料和铝型材的线膨胀系数的差距很大，在热胀冷缩时二者之间产生较大应力和间隙；同时隔热材料和铝型材组合成一体，在门窗
7、和幕墙结构中，同样和铝材一样受力。因此，要求隔热材料还必须有与铝合金型材相接近的抗拉强度、抗弯强度，膨胀系数和弹性模量，否则就会使隔热桥遭到断开和破坏。因此，隔热材料的选用是非常重要的。隔热型材被应用于新一代铝合金环保节能门窗，主要是针对传统铝合金导热性高、隔热性差，产品单一这一技术关键问题，采用隔热型材的中空玻璃制作而成的新型门窗，主要有以下几个优点：一是节能、防止结露。其导热系数K值可达到3.0以下，有效地阻止了门窗室内外的热量传导，可节约能源45%以上，而且门窗室内表面温度与室温接近，降低了室内因水份过饱和而产生的门窗结露现象。二是环保、舒适。采用厚度不同的中空玻璃和隔热铝型材的多型腔结
8、构，能够有效地降低声波的共振效应，阻止声音的传递，营造一个安祥、舒适的居室环境。同时节约能源，可减少空调和采暖设备的使用，加之铝合金完全可以回收再利用，无污染，有利于环境的保护。三是水密性、气密性好。新型铝门窗采用防风雨设计，使其抗风压及气密性能够达1级，水密性能为-级。四是可装饰性能。隔热型材内表面采用不同的表面处理方法，工业铝型材配以不同的色彩，装饰出室内外不同风格的装饰效果。综合上述，隔热型材是新一代环保节能门窗的理想材料。我国铝合金门窗企业发展呈现的三大趋势如今铝门企业的发展呈现以下三大趋势。趋势1：大投入，规模化生产大多数铝门企在第一次创业时，由于诸多原因，投入并不大，无论是资金上，
9、还是在厂房规模上，都相当受限，甚至有些企业在创业之初就是三五个人的小作坊或夫妻店。但现在很多大品牌也正是由当年的这些小作坊、夫妻店发展壮大的，经过十多年的发展，正在朝集团化方向发展。趋势2：多品牌营销，占领更多市场由于铝门行业入行门槛较低，市场竞争加剧了品牌的角逐，品牌营销成为企业提升产品附加值的一个有效途径。铝门产品本身的技术含量不高，加入竞争的企业也相当多。企业多了，铝门的品牌也就多了，铝门品牌的竞争也就相当激烈。如何提供铝门企业的品牌知名度是铝门企业的主要问题。铝门企业存在多品牌的现象，这样可以打开更多的市场，增加竞争力。趋势3：以铝门为基础，延伸产品多样化现如今，相当多的铝门生产企业发
10、展到一定程度，单一的铝门产品已无法完全满足企业发展的需求，不少铝门生产企业已经不再只生产单一的铝门产品了，进而开始向铝门的延伸产品开始发展。不少以前主打铝门产品的生产企业，现今不仅有铝门产品，而且还涉足钢木门，甚至于也再一次作延伸，发展木门生产。铝合金门行业内的龙头企业之一的圣堡罗当前已开始了木门的开发和生产；轩尼斯也有了室内门和淋浴房。铝型材挤压模具在氮化炉盐浴处理的工艺实践1铝型材模具氮化的现状与新技术近年来，随着我国经济的迅猛发展和城乡人民生活水平的提高，各类工业用和民用铝材得到了大量的应用。在厂家生产规模不断扩大的过程中，许多厂家遇到模具氮化这一技术瓶颈。由于型材模具在使用过程中处于高
11、温高压状态，这对模具的表面质量提出了较高的要求。以往铝型材厂家一直使用气体氮化技术对模具进行处理，但处理后其氮化层厚度及抗剥削能力均不很理想。国内一些公司一直致力于新的氮化技术的推广应用，其中无毒盐浴氮化技术是新推广的技术之一。无毒盐浴氮化技术是近几年发展起来的一门新技术，该技术继承和发扬国外无毒盐浴氮化技术在铝型材挤压模处理中的应用实践的技术优点，同时针对我国的具体情况进行了适当的改进与调整，使之更加适应于我国铝型材行业对模具氮化的需求。经过几年的努力.该技术已在铝型材行业中得到了广泛的应用。铝型材挤压模在挤压力大、温度高的条件下使用，且承受着强烈的摩擦。它的主要失效形式是摩损、开裂、氮化层
12、剥离及疲劳破坏。针对这种恶劣的工况条件，国内许多厂家采用优质的热模钢H13(O.35%C，5%Cr，1，5%Mo，l%V，1%si)来制作模具，这种钢抗回火能力较强，在995-1010淬火，550回火以后，硬度保持在48-52HRCLIJ。由于模具工作环境的特殊性，采用气体氮化很难处理好表面硬度、渗层厚度与渗层抗剥离之间的关系以及氮化质量的不稳定性。目前，国内采用气体氮化法处理的模具的平均通料量仅为2-5吨。采用盐浴法后，模具氮化质量普遍提高，型材的通料量成倍增加，特别是型材的表面粗糙度得到了极大的改善，提升了型材的市场竞争力。对于连续氮化方式，盐浴法更节能，大大地降低了铝型材的单位成本。2氮
13、化设备的组成全套的盐浴氮化设备包括预热炉，氮化炉，深处理炉，清洗水槽及起吊设备等，这些设备组成了一条基本的氮化流水线。对于挤压机挤压力在80MN以内的铝材生产厂家，我们推荐使用坩埚直径为400MM的氮化炉，功率在18kw左右.这样比较经济，相应的深处理炉为500MM坩埚直径，功率在24kw左右。对挤压机挤压力在80MN以上的铝材生产厂家，我们推荐的氮化炉为坩埚直径为500mn的氮化炉，功率在24kw左右，相应的深处理炉为600MM坩埚直径，功率在36kw左右的炉子。预热炉的作用是烤干工件表面的水份并使工件升温。这样不仅提高了氮化速度，也防止将水份带入炉内引起盐浴飞溅的危险。预热炉一般采用空气炉
14、。工件的氮化处理是在氮化炉中进行的。由氮化盐浴中氰酸根的分解产生活性氮原于，在金属表面形成耐度性和抗蚀性很高的氮化层和耐疲劳的扩散层。氮化时间越长，氮化层越厚，但氮化层过厚会产生脆性。深处理炉的主要作用是使工件表面的氰酸根被中和.彻底消除公害，同时，在工件表面形成一层氧花膜，提高工件的抗蚀性，也提高了工件的性能。3氮化工艺简介对于铝型材模具，我们推荐以下氮化工艺艺过程如下：装料一预热一氮化一深处理一清洗一抛光上油装料前一般应将模具清洗干净，不能将铁屑、铝材等带入炉内。预热的时间一般不宜过长，控制在20-30分钟，温度控制在300400。预热完成后，将料筐连同模具吊入氮化炉中，此前，氮化炉中盐浴
15、应充分熔化并搅拌均匀，盐温控制在570-580t之间。模具放人后，往氮化盐浴中通入一定量的空气，通气量通常为612L/min。模具的保温温度为555565之间，保温时间为3小时20分钟。氮化完成后将模具吊出放入深理炉中处理，深处理炉中盐浴温度控制在320340C之间，模具处理时间控制在3-10分钟。于模具温度较高，模具进入深处理炉后，盐浴温度会升高到400以上，此时会产生大量的气泡，注意防止盐浴泡沫溢出。工序完成后，将模具吊深处理炉并吊入水槽中清洗。4注意事项在氮化过程中要注意以下几个问题：(1)氯化盐浴中氰根离子浓度的控制。对多次氮化处理后，氮化盐浴中的氰根离子会降低，我们采用添加调整盐的方
16、法来进行调整离子的浓度。调整盐添加视氮化炉中氮化盐量的多少及离子浓度的高低来进行，经验添加量为每次250500g/(150kg氮化盐)。必要的时候可以通过测定盐浴中的氰根离子浓度来决定调整盐的添加量。(2)氮化层表面的松散层的控制。对于表面松散层，可以通过对氮化炉经常捞渣及适当调整氮化炉炉温及盐浴温度等措施来改善模具抛光时选用金相砂纸来抛光，铝型材模具经过三次氮化后，其硬度，氮化层厚度及氮化层抗剥离能力都达到了相当理想的状态氮化成本与环保问题5氮化成本与环保问题氮化过程中消耗-定的电能、设备折旧，厂房折旧，加上添加一定的调整盐及消耗的人工等，这些构成了氮化的总成本。实践证明吨模具的氮化成本非常低。模具经过深处理后，模具上残留的氮化盐中的氰根离子被氧化，经水清洗后，残留的盐完全可以被清洗干净，清洗水完全符合国家的排放标准，可直接排放。铝棒时效强化及均匀化处理未均质处理铝棒和(铝合金)的时效强化是如何进行和完成的。经淬火后的铝合金强度、硬度随时间延长而发生显著提高的现象称之为时效，也称铝合
