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1、7. 技术方案、设备方案和工程方案7.1技术方案工艺技术概述本项目通过挤压成形工艺技术生产铝型材，产品的基本生产工序主要包括挤压、精整和上色（上色主要包括：氧化、电泳涂装、氟炭喷涂、粉末喷涂、木纹转印等）和成品包装等过程。生产工艺流程依据铝合金特征、产品规格、用途及技术标准、生产方法、设备条件等确定。不同的合金、产品规格、技术要求、生产方法及设备条件等，其详细工艺流程将不尽相同。本项目采纳生产工艺技术属国内先进工艺技术，技术成熟牢靠 铝型材挤压生产流程挤压是型材成形的手段，挤压时先依据型材产品断面设计制造出模具，再利用挤压机将加热好的铝铸棒从模具中挤出成形。在挤压时还需风冷淬火过程及其后的人工
2、时效过程，以完成热处理强化。不同牌号的可热处理强化铝合金，其热处理温度不同。正常状况下棒温度：460-500，模具温度：480-500，盛棒筒温度：380-420。时效定温1755，保温8小时（或2005，保温2.5小时）；时效出炉后必需强风冷却半小时以上，保证尾氏硬度8HW。挤压生产线前后各工序要紧密连接，以利于实现生产全过程的连续作业和自动限制。（1） 挤压技术挤压机挤压筒分三段进行加热。通过热电偶测温元件，将各段的加热温度反馈给限制中心，PLC依据指令限制电热元件加热或保温，达到最佳的加热效果，各段加热的温度值在操作台商可数显给出，便于视察。快速换模装置。为保证更换挤压模具的快速性和精确
3、性，提高生产效率，挤压机设有快速换模机构，快速换模采纳错移式，工作模架可作交叉换位，在十几秒内即可完成模具的快速更换。模后剪切装置是在更换模具时，利用油缸力推动模后剪切垫垂直上升产生剪切力，将制品剪断与模具分别。主剪采纳矩形导向缸动式。剪切导向性好，结构紧凑，在主剪上还 设有液动冲击槌，可将粘连在剪刃上的压余打下。固定挤压垫。挤压机圆筒挤压采纳胀圈式固定挤压垫，由于将挤压垫固定在挤压轴上，随挤压轴一起前进后退，这就节约了压余及挤压垫片的分别工序，取消了挤压垫片的循环系统，缩短了挤压协助时间，提高了生产效率。液压操纵限制系统。液压限制系统采纳油压干脆传动和电液伺服限制。主系统由八组电液比例轴向柱
4、塞泵供油。主泵与挤压机主控计算机联接，实现位置闭环限制系统，使挤压速度无极可调。（2） 挤压机协助装置及技术供锭器采纳水平推入方式，供锭器推动和退出访用油缸驱动，运动平稳牢靠，结构简洁，可以大大地缩短了协助时间。挤压锭润滑装置，润滑状态的好坏干脆影响固定挤压垫片的运用寿命。固定挤压垫片润滑装置采纳摇摆机械臂式。液氮吹模装置，压机上可以设置液压吹模装置，将液氮从前梁端部用管子接入挤压模具部位，对模具进行干脆冷却。这对于限制模具变形，提高型材的尺寸精度和挤压速度均有实际意义。（3） 挤压机机后区设备及技术机后区设备担负挤压制品从热态至成品的后处理过程，是保证产品质量的又一关键所在。挤压机机后区采纳
5、了国际现代流行的工艺流程和先进技术，使得机后区设备达到了国内外先进水平。机后区由可倾斜式出料台，水、风淬火装置，随动热锯、牵引机出料辊道，皮带式提升移料装置，皮带运输冷床，矫直机上下料装置，拉扭矫直机，皮带式移动贮料台，定尺输送辊道，定尺冷锯、定尺装置，检验平台等组成。（4） 计算机管理限制系统挤压机整个挤压过程全由计算机限制。可以将生产阅历变成一种具有智能型、自学习功能的软件程序。计算机软件为工艺过程数据库用语限制系统。该软件还可对挤压过程中的各项参数进行监视，快速巡检故障，并给出修理信息。铝型材挤压生产工艺流程如下图： 本项目挤制管材采纳热挤压，热挤压管材可用空心锭正挤压法、实心锭穿孔挤压
6、法生产。本项目拉制管材依据不同客户的要求，分别采纳带芯头拉伸和不带芯头拉伸工艺生产。铝铸棒、模具加热挤压在线风冷淬火拉伸矫真锯切时效 图7-1 挤压车间生产工艺流程图铝型材表面处理工艺（1）铝型材氧化电泳工艺流程铝型材氧化电泳工艺主要包括上料、表面预处理、氧化、水洗、着色、电泳、水洗、封孔等，主要工艺流程如下图：挂料脱脂水洗碱蚀水洗中和（出光）水洗阳极氧化热纯水洗 电泳漆水洗电泳纯水洗固化检验电泳漆型产品着色着色着色着色着色氧化、着色产品RO反渗透装置图7-2 氧化电泳车间生产工艺流程图电泳涂装是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉淀于电极基底表面的涂装方法。电泳涂装原理
7、为“异级相吸”，在电场的作用下，铝型材阳极氧化膜的表面上沉积一层有机涂料膜，经高温固化成型。铝型材电泳涂漆的主要作用是替代封孔，并形成有机涂层，提高抗酸抗腐蚀性能。电泳涂漆型材表面光滑度高，色调柔软高雅，并且突出了金属的质感。生产中重点把握以下事项：1）上料时留意工件的倾斜度，不准水平上料，一般主杆比副杆要高10-15cm，第一支工件要低于液面2-3cm。2）除油（又称脱脂）：是将前道工序生产时留下的油污及灰尘去除，一般都采纳硫酸，也有采纳碱性的脱脂剂的。一般浓度限制在150-160mg/L，常温限制。3）除油后经过两道水洗，其工艺要求为：pH大于4，水溢流，常温限制。4）碱洗：目的是除去工件
8、表面自然氧化膜，修整工件上稍微的划、碰伤及挤压痕，使工件表面平整光滑，其工艺要求为：温度：50-60；时间：色料，1-3分钟；白料3-5分钟；腐蚀砂面10-15分钟（依据砂面大小来定。5）碱洗后经过两次水洗，其工艺要求为：水溢流，常温限制，第一水洗槽最好温度限制在30。6）中和：目的是去除碱蚀后留在工件表面的黑灰，因为合金含有铁、铜等元素，碱蚀后就会产生黑灰。7）氧化：目的是使工件表面生成一层具有爱护和装饰的膜，氧化膜是很致密且多孔型的，它每平方厘米上有760亿个孔。8）着色：可以做香槟、仿钢、古铜、珍宝黑等颜色，主要成分是硫酸亚锡、硫酸镍、硫酸、添加剂。9）封孔处理：目的是提高氧化膜的防污染
9、和抗腐蚀性，封孔剂主要成份为氧化镍。此槽限制PH，温度限制在25-28，时间限制在1um/1.5分钟，用量限制在0.8-1.2公斤/吨。10) 水洗：包括水洗、纯水洗和热水洗等。热纯水洗的主要作用是使铝合金材料的阳极氧化膜扩张利于彻底清洗工件；纯水洗目的是接着对工件进行清洗，预防杂质进入电泳槽，同时使工件温度复原到室温，避开工件以高温状态进入电泳槽而加速电泳槽液电化。11）电泳涂装：电泳涂膜的成膜经过电泳、电解、电沉积、电渗四个过程，在铝合金表面形成含水率极低、绝缘性相当好的致密涂膜。在电泳涂装之前必需对被涂工件进行表面预处理，以除去工件表面油污并形成致密的转化膜以提高涂层的防腐蚀性和结合力，
10、然后进行电泳涂装，在工件表面沉积一层匀称无缺陷的电泳涂层，经烘烤即可完成电泳涂装过程。电泳的工艺条件要求为：电泳槽液的条件固体份：7-9%；温度：20-25；pH:8.0-8.8；电阻率/cm(20)：15002500。电泳的工艺参数电压：80-250V（DC）；电泳时间：1-3min；电流密度：15-50A/m2；涂膜厚度：7-12m。电泳工艺所需设备及参数如下：电泳槽：铝型材电泳槽多设计为长方形矩形槽，基内部大小取决于装挂吊的尺寸，槽体用4-6mm钢板，内衬用聚丙烯或环氧玻璃钢，需设置溢流槽。电源：直源要求0-250A随意可调，电流大小依据50A/ m2计算，约2000A/槽。电源的水纹因
11、素肯定要小于6%，其值愈大，电泳涂膜产生孔隙的几率愈大。电极：在阳极电泳时，铝型材作为阳极，阳极板采纳不锈钢板或铝板，阴极面积为工件面积的1倍。板隔膜采纳聚丙乙烯纤维布。热交换系统：可保证槽液温度稳定。预配槽及自动添加系统。预配槽可完成电泳槽液的配置，以保证达到正常参数；自动添加系统，可保证补充每槽铝型材所消耗的电泳漆的量，保证电泳槽固体份在工艺范围之内，以确保膜厚的均一。离子交换处理（IR）系统。阳极电泳时，阳极pH值会不断增加，采纳离子交换树脂系统可去除槽液中的杂质，阴、阳离子使槽液pH值稳定，若再加上反渗透装置（RO）则可实现闭路系统。由于经过RO后的水几近纯水，可以干脆用来清洗，故可实
12、现闭路水洗系统，有利于环境爱护。（2）喷涂工艺静电喷涂就是利用高压静电电晕电场的原理，在喷枪头部金属导流杆上接上高压负极，被喷涂工件接地形成正极，使喷枪和工件之间形成一个较强的静电电场，当作为运载气体的压缩空气，将粉末涂料从供粉桶经粉管送到喷枪的导流杆时，由于导流杆接上高压负极产生的电晕放电，在其旁边产生了密集的负电荷，使粉末带上负电荷，并进入电场强度很高的静电场，在静电力合运载气体的双重作用下，粉末匀称地飞向接地工件表面形成厚薄匀称地粉层，再加热固化转化为耐久的涂膜。喷涂工艺具有以下优点：节约能源、环保；生产效率高；便于自动化生产；产品色调繁多，能满意不同顾客色调特性需求。其工艺流程如下图所
13、示：喷涂工艺主要技术要点是：1）喷枪的位置：喷枪应保持肯定的倾斜度，偏向于型材运行的方向，喷枪在排列上保持竖向平行，端头部分保持在一条直线上，喷枪之间不应有重叠部分，上、下喷枪的位置以粉末覆盖全部型材为宜。2）流化气压的限制：流化床的作用是利用气流的作用，使粉末形成一种适当的流化状态，手感类似于液体流淌的状态，检测流化达到充分状态。3）粉末的回收再利用：粉末的回收再利用，吸附于型材表面的粉末仅占全部喷枪出粉量的1/3左右，散落于喷房内的粉末较多，回收粉必需与新添加粉按适当的比例混合运用。4）喷房内的封闭性：喷房内的封闭性，粉末简洁受到外界空气悬浮物的污染，喷粉后型材表面简洁产生絮状物或缩孔，经
14、烘烤后影响到型材表面的平整性，所以喷房应实行封闭措施，防止污染物的侵入。5）清理残留粉：气管内残留粉应刚好进行清理清洁，长时间不用，简洁结块，粉末简洁产生吐粉的现象，影响喷涂效果。6）备用粉桶：以备换粉时运用，可有效提高劳动效率，备用粉桶防尘、防潮等保养工作必需做好，保证粉桶内剩余粉的质量。7）补粉操作：通过补粉窗口对型材进行不间断的监控，发觉粉末较浅及未吸附粉末的地方刚好进行补粉。8）烘炉（固化炉）的操作：在工艺参数限制上严格要求，如输送带的运行速度，炉温限制，运行速度可由调整变频电机的频率进行限制，炉温限制涉及到的关键一点在于供气压力的调整，供气压力要求稳定在1kg/cm2左右，确保燃烧装置的正常运转。铝型材扎排脱脂水洗铬化水洗烘干卸料检查挂料喷涂固化卸料检验入库图7-3 喷涂车间生产工艺流程图
