Obrada aluminijumskih profila
Prerada aluminijuma, koristeći metode prerade plastike za preradu aluminijskih ingota u materijale, uglavnom uključujući valjanje, ekstruzija, istezanje, i kovanje. Prerada aluminijuma počela se industrijski proizvoditi početkom 20. veka, i prije 1930-ih, U osnovi se koristila proizvodna oprema za preradu bakra, sa proizvodima koji se uglavnom koriste u proizvodnji aviona. Nakon 1960-ih, proizvodnja aluminijuma se brzo razvijala, sa godišnjom stopom rasta od približno 4-8%. Proizvodi su se široko koristili u industrijama kao što je avijacija, izgradnja, transport, električni, hemijski, pakovanje, i dnevne potrepštine. Proizvodnja je druga nakon čelika i na drugom mjestu u metalnim materijalima. Sredinom 1950-ih, Kina je izgradila relativno veliku fabriku za preradu aluminijuma, formiranje proizvodnog sistema. Proizvodi su serijalizovani, sa sedam dostupnih serija legura, sposoban za proizvodnju osam vrsta proizvoda uključujući ploče, trake, folije, cijevi, barovi, profili, žice, i otkovke (besplatno kovanje, die forgings).
Kinesko ime: Prerada aluminijuma
Glavne metode uključuju valjanje, ekstruzija, istezanje, i kovanje
Svrha: Za preradu aluminijskih ingota u materijale metodama prerade plastike
Proizvod se uglavnom koristi za proizvodnju aviona
katalog
1 Razvoj
2 Uvod
3 Topljenje i livenje
▪ mirisati
▪ livenje
- Proizvodnja folijskih materijala
5 Proizvodnja žice
6 Proizvodnja kovanja
7 Ostale produkcije
8 Povezani procesi
razvijati
emitovanje
edit
Iz makro perspektive ekonomskog rasta, mezo perspektiva evolucije industrije, i mikro ponašanje razvoja preduzeća, otkrili smo da će trenutni trend prelaska industrije aluminija sa primarnog elektrolitičkog topljenja aluminija na dubinsku preradu postati neizbježan trend. Proizvodi za preradu aluminija općenito se cijene u obliku “cijena aluminija + naknada za obradu”. Kada dođe do brzog povećanja tražnje nizvodno i strukturnog povećanja, kompanije sa tehnološkim prednostima, prednosti kanala, troškovne prednosti, i prednosti lokacije ne mogu samo osigurati njihovu brzinu obrade, ali imaju i mogućnost njihovog povećanja. Ako se kombinuje sa faktorima proširenja kapaciteta, rast performansi će biti brz i značajan.
Poslednjih godina, Kineska industrija aluminijumskih profila brzo je rasla i u potpunosti se razvila u žestoko konkurentnu industriju. Od kraja 2010, bilo je 824 preduzeća sa aluminijumskim profilima iznad određene veličine u Kini. Nakon brzog razvoja i žestoke tržišne konkurencije, osnovni obrazac je dobio oblik. Trenutno, postoji mnogo preduzeća za proizvodnju aluminijumske folije u Kini, sa niskom koncentracijom industrije. Nijedno preduzeće nema značajan udio na tržištu, niti bilo koje preduzeće može presudno uticati na razvoj čitave industrije. U 2010, nacionalna proizvodnja aluminijumske folije bila je oko 2 miliona tona, sa više od 250 preduzeća koja se bave proizvodnjom aluminijumske folije, sa prosječnim učinkom od oko 8000 tona. Prosječna skala je bila relativno mala, i bilo je mnogo malih preduzeća, što rezultira prekomjernom konkurencijom na polju proizvoda niske dodane vrijednosti.
Uz brzi razvoj kineskih metalnih vrata i prozora, izgradnja zidova zavjesa, transportna industrija, hemijska industrija, industrija energetske opreme, nacionalne odbrane i vojne industrije, potražnja za aluminijumskim profilima će nastaviti da raste. U isto vreme, novi proizvodi, nove procese, i dalje će se pojavljivati nova upotreba aluminijskih profila, promicanje tehnološkog napretka i održiv zdrav razvoj industrije. Od 2011 to 2015, industrija aluminijumskih profila i dalje će pokazivati dobar trend razvoja.
Uz brzi rast kineske industrije aluminijumskih profila, prihod od prodaje industrije aluminijumskih profila će takođe rasti iz godine u godinu. Prema statističkim podacima, od 2005 to 2010, ukupna godišnja stopa rasta prihoda od prodaje u kineskoj industriji aluminijumskih profila bila je 35.20%. Na osnovu trenutne domaće i međunarodne ekonomske situacije, u kombinaciji s podacima o prihodima od prodaje kineske industrije aluminijumskih profila od 2005 to 2010 i podaci o ekonomskom rastu Kine, grubo se procjenjuje da je složena godišnja stopa rasta prihoda od prodaje kineske industrije aluminijumskih profila od 2011 to 2015 je 20%. U 2015, prihod od prodaje kineske industrije aluminijumskih profila će dostići 1.0498 triliona juana. Uz brz razvoj nizvodne industrije aluminijske folije, njena potražnja za aluminijumskom folijom će nastaviti da raste. By 2012, potrošnja aluminijske folije će dostići 1.8 miliona tona, i po 2013 stići će 2.1 miliona tona, sa složenom godišnjom stopom rasta od 17% od 2011 to 2013.
kratak uvod
emitovanje
edit
Plastična obrada aluminija i aluminijskih legura treba osigurati da proizvod bude stabilan, dosljedna potrebna tačnost dimenzija, mehanička svojstva, i dobar kvalitet površine. Takođe treba obratiti pažnju na sprečavanje mehaničkih oštećenja i korozije, kontrolu veličine zrna i mikrostrukture. Ovi zahtjevi kvaliteta uglavnom su osigurani proizvodnim procesima i opremom. Aluminij i njegove legure općenito imaju dobru plastičnost i lako se obrađuju. Fazni sastav tvrdog aluminijuma je složen, sa krhkim strukturama kao što su faza niskog taljenja i intermetalna jedinjenja. Njegova plastična obrada ima neke karakteristike, kao što je tretman homogenizacije radi eliminisanja unutrašnjeg naprezanja i intragranularne segregacije nastale tokom hlađenja ingota; Površinu ingota potrebno je samljeti kako bi se uklonila površinska segregacija uzrokovana fazama niskog topljenja. Neke legure aluminijuma takođe moraju biti premazane aluminijumom da bi se poboljšala njihova otpornost na koroziju i mogućnost obrade. Aluminijska legura ima osjetljivost na pregrijavanje i temperatura grijanja mora biti strogo kontrolirana.
Topljenje
emitovanje
edit
mirisati
Obezbeđuje ingote za preradu plastike. Peći za topljenje često koriste reflektorske peći na plin ili ulje, sa opštim kapacitetom od 20-40 tona ili više; Koriste se i refleksne peći na otporno grijanje, sa kapacitetom od općenito oko 10 tona. Kako bi se skratilo vrijeme punjenja peći, poboljšati efikasnost topljenja, smanjuju apsorpciju plina i zarobljavanje oksidnog filma, kružne peći s nagibnim gornjim opterećenjem usvojene su u industriji. Najbolje je koristiti instrumente za brzu analizu kako biste analizirali sastav legure tokom topljenja i blagovremeno ga prilagodili. Da bi se osigurala čistoća taline, spriječiti štetno zagađenje plinovima, i kontrolu hemijskog sastava, osim što skraćuje vrijeme topljenja što je više moguće, preporučljivo je prekriti ga praškastim fluksom koji se uglavnom sastoji od kalijum hlorida i natrijum hlorida, sa opštom dozom od 0.4-2% od težine punjenja peći. Temperatura topljenja se obično kontroliše između 700-750 ℃.
Nakon topljenja, metal treba rafinirati i filtrirati kako bi se uklonili štetni plinovi kao što su vodonik i nemetalne inkluzije, kako bi se poboljšala čistoća metala. Rafiniranje obično koristi čvrsta sredstva za rafinaciju ili sredstva za rafiniranje plina. Čvrstim agensima za rafinaciju uglavnom dominiraju hloridi, a koriste se i agensi za rafiniranje koji koriste heksahloretan umjesto hlorida. U prvim danima, Kao sredstvo za rafiniranje plina korišten je plinovit hlor sa jakom aktivnošću. Iako je učinak pročišćavanja bio dobar, izazvalo je ozbiljno zagađenje životne sredine. Stoga, mješoviti plin azot hlor, inertni gas, i tri gasa (N2, Cl2, CO) agensi za rafiniranje su razvijeni sa dobrim rezultatima. Da bi se osigurao efekat rafiniranja, sadržaj kisika i vlage u plinu za rafinaciju bi općenito trebao biti manji od 0.03% po zapremini i 0.3 grama po kubnom metru, respektivno. Metoda dinamičkog vakuumskog otplinjavanja također ima dobre efekte otplinjavanja i uklanjanja natrijuma.
Filtriranje je proces propuštanja rastopljenog metala kroz filter napravljen od neutralnih ili aktivnih materijala kako bi se uklonile suspendirane nečistoće iz taline. Staklena žičana mreža, mikroporozne keramičke cijevi i ploče, a čestice glinice se obično koriste kao filterski slojevi za filtraciju. Može se koristiti i električno rafiniranje fluksa i filtracija sloja fluksa.
livenje
Lijevanje općenito usvaja vertikalnu ili horizontalnu metodu polukontinuiranog livenja hlađenom vodom. Za poboljšanje mikrostrukture i kvaliteta površine ingota vertikalnog livenja, žljeb za elektromagnetnu kristalizaciju, žljeb niske kristalizacije, razvijena je i metoda livenja na vrući vrh (vidi stvrdnjavanje metala). Metoda polukontinuiranog livenja hlađena vodom je uvođenje tekućeg metala u kristalizator hlađen vodom kroz protočni kanal, dozvoljavajući tečnom metalu da se ohladi i formira čvrstu ljusku. Ingot se zatim izvlači iz kristalizatora pomoću baze mašine za livenje ili se ravnomerno spušta sopstvenom težinom kako bi se formirao gredica. Parametri procesa uvelike variraju zbog razlika u sastavu legure i veličini ingota. Generalno, brzinu livenja i brzinu hlađenja treba povećati što je više moguće, a visinu kristalizacionog rezervoara treba smanjiti. Temperatura livenja je obično 50-110 ℃ viši od likvidus linije legure. Osim toga, takođe je razvijen proces kontinuiranog livenja i valjanja aluminijumske trake.
Proizvodnja ploča i traka koristi ravno valjanje, sa osnovnim procesima uključujući vruće valjanje, hladno valjanje, termička obrada, i završna obrada. Za tvrde aluminijumske legure kao što su LY12 i LC4 sa složenim hemijskim sastavom, Homogenizacijski tretman treba obaviti prije vrućeg valjanja. Temperatura obrade je općenito 10-15 ℃ niže od eutektičke temperature faze niske tačke topljenja u leguri, a vrijeme izolacije je 12-24 sati. Aluminijumska obloga od tvrde legure aluminijuma postiže se postavljanjem aluminijumom obloženih ploča sa obe strane mlevenog ingota i korišćenjem zavarivanja vrućim valjanjem. Debljina sloja aluminijumskog premaza je generalno 4% debljine lima. Vruće valjanje se uglavnom izvodi iznad temperature rekristalizacije. Vruće valjanje se može izvesti na jednoj reverzibilnoj valjaonici ili na više štandova za kontinuirano valjanje. Za poboljšanje prinosa i efikasnosti proizvodnje valjanja velikih ingota, vaganje ingota 10-15 tona ili više treba razviti. Fabrike sa godišnjom proizvodnjom manjom od 100000 tone uglavnom koriste reverzibilno vruće valjanje s četiri valjaka i usvajaju tehnologiju vrućeg valjanja, sa toplo valjanom trakom debljine oko 6-8 milimetara. Fabrike sa proizvodnim kapacitetom od preko 100000 tone često usvajaju jednostruki štand, dva stoje, tri stoje, ili pet postolja kontinuirano valjanje nakon što se otvori reverzibilni mlin za vruće valjanje sa četiri valjka, i izvršiti vruće završno valjanje. Debljina trake može doseći 2.5-3.5 milimetara. Vruće valjana traka se koristi kao hladno valjana gredica nakon namotavanja. Da bi se osigurala optimalna plastičnost metala, vruće valjanje treba izvoditi u stanju jednofazne mikrostrukture. Temperatura vrućeg valjanja za LY11, LY12 i druge legure je 400-455 ℃. Brzina deformacije u prvih nekoliko prolaza je općenito unutar 10%, a nakon toga se postepeno povećava. Brzina deformacije čistog aluminija i mekih aluminijskih legura može doseći 50%, dok je kod tvrdih legura aluminijuma tu 40%. Ukupna stopa deformacije vrućeg valjanja može dostići preko 90%.
Hladno valjanje se često izvodi na sobnoj temperaturi, i tanke ploče i trake sa preciznim dimenzijama, glatke i ravne površine mogu se dobiti hladnim valjanjem, kao i obradom kaljeni limovi i trake sa specifičnim mehaničkim svojstvima. Hladno valjanje uglavnom usvaja proces proizvodnje trake, korištenjem reverzibilnih valjaonica s četiri valjaka ili četverovaljnih nepovratnih valjaonica za hladno valjanje. Trenutno, razvijaju se nepovratne valjaonice za hladno valjanje. Valjaonica je opremljena hidrauličnim prešanjem, hidraulični valjci za savijanje, automatski sistem kontrole debljine ili automatski sistem kontrole debljine za merenje razmaka rolne, i instrument za kontrolu oblika ploče. Kontrolisano je, snimljeno, i pohranjuju se na mikroračunaru kako bi se dobile ploče i trake sa preciznim dimenzijama i ravnim oblikom ploče. Na primjer, tolerancija trake od 0,18 mm može doseći ± 5 mikrona. Male fabrike takođe koriste blok metodu za proizvodnju lima. Stopa hladne deformacije aluminija nakon žarenja može doseći 90%. Višefazna tvrda aluminijska legura ima očito očvršćavanje pri hladnom radu i zahtijeva srednje žarenje. Brzina hladne deformacije nakon srednjeg žarenja je 60-70%. Vruće valjanje koristi losion za podmazivanje, a hladno valjanje se razvilo od losiona do potpunog podmazivanja uljem. Usvajanje višestepenog sistema hlađenja sa individualno kontrolisanim mlaznicama za smanjenje trenja između aluminijumskih ploča i valjaka, cool valjci, kontrolni profili valjaka, oprati aluminijski prah i druge nečistoće kako bi se postigao dobar kvalitet površine i oblik ploče.
Nakon hladnog valjanja i termičke obrade, traka se često rafinira na mašini za ravnanje valjaka ili na mašini za kontinuirano ravnanje. Ravnu kaljenu ploču treba obraditi u periodu inkubacije starenja, obično završen unutar 30-40 minuta nakon gašenja. Ukupna deformacija kaljene ploče tokom ravnog kalandranja ne bi trebalo da prelazi 2%.
Uspješno kontinuirano livenje i valjanje aluminijskih ploča i traka 1955 može proizvesti tanke ploče i blanke od aluminijske folije. Kina je počela koristiti ovu metodu za proizvodnju tankih ploča ranih 1970-ih.
Proizvodnja folijskih materijala
emitovanje
edit
Aluminijska folija se može podijeliti na industrijsku aluminijsku foliju i ambalažnu aluminijsku foliju. Industrijska aluminijumska folija ima relativno čist hemijski sastav i debljinu od 0.005-0.2 milimetara. Uglavnom se koristi kao kondenzator, izolacijski materijal, materijal otporan na vlagu, itd. u električnoj i elektronskoj industriji. Debljina ambalažne aluminijske folije je općenito 0.007-0.1 milimetara, a tu su i razni proizvodi kao što je ravna folija, štampana folija, obojena štampana folija, i laminirana aluminijumska folija. Uglavnom se koristi kao materijal za pakovanje hrane, čaj, papirne cigarete, itd. Minimalna debljina aluminijske folije proizvedene metodom proizvodnje traka može doseći 0.0025 milimetara, a širina može doseći 1800 milimetara. Valjanje aluminijumske folije je bešavno valjanje, a valjci su uvijek u elastično spljoštenom stanju. Tokom valjanja, Debljina folijskog materijala se kontroliše podešavanjem sile valjanja, brzina kotrljanja, i kontrolu napetosti. Tokom grubog valjanja, sila valjanja se koristi za kontrolu debljine folijskog materijala; Tokom preciznog valjanja, debljina folijskog materijala opada sa povećanjem brzine valjanja; Što je veća napetost, što je manja debljina; Za sprečavanje lomljenja, napetost se obično bira kao 0.2-0.4 uslovne granice tečenja σ 0.2 folijskog materijala. Pri maloj brzini valjanja, “gusto ulje” ili “tanko ulje” se često dodaje ulju za podmazivanje kako bi se podesila debljina kotrljanja aluminijske folije. Maziva i uslovi u valjaonici imaju značajan uticaj na kvalitet folijskih materijala. Aluminijumska folija dolazi od hladno valjanih aluminijumskih kotura, koji su uglavnom prethodno žareni na 340-480 ℃ debljine od 0.4-0.7 milimetara. Brzina deformacije tokom valjanja je oko 50%, a ukupna stopa deformacije može dostići preko 95%. Materijali folije čija je gotova debljina manja od 0.01-0.02 milimetara treba umotati zajedno i udvostručiti.
proizvodnja žičane šipke
emitovanje
edit
Uglavnom se proizvodi tehnologijom istezanja. Proizvodi uključuju žice za zakovice, šipke za zavarivanje, i žice. Gredica se proizvodi ekstruzijom, valjanje, ili metode kontinuiranog livenja i valjanja. Metoda cijeđenja proizvodi gredice visoke fleksibilnosti i dobrih performansi proizvoda. Metoda valjanja i metoda kontinuiranog livenja i valjanja su pogodni za proizvodnju gredica od jedne vrste legure, sa visokom proizvodnom efikasnošću.
Proizvodnja kovanja
emitovanje
edit
Uglavnom se koristi u proizvodnji aviona i mašina. Kovani dijelovi se dijele na slobodne otkovke i kovane dijelove, a njihovi blankovi su liveni i ekstrudirani blankovi. Najveća kovačka hidraulična presa je 70000 tona, a projektovana površina maksimalne veličine kovanja je 4.5 kvadratnih metara. Kritična stopa deformacije legure aluminijuma je oko 5-15%. Kako bi se izbjeglo stvaranje grubih zrna, stopa deformacije kovanja općenito bi trebala biti veća od 15%. Za smanjenje neravnomjernih deformacija, često se koristi višesmjerno slobodno kovanje.
Ostala proizvodnja
emitovanje
edit
02:15
Nevjerovatan proces ekstruzije metala, aluminijski lim veličine novčića bio je razvučen u a 20 centimetar visoka aluminijumska boca
Uobičajeni proizvodni proces za cijevi, barovi, i profila je da se prvo koriste vruće istiskivanje za izradu gredica, a zatim zarolajte (ili istezanje), završiti, i termički ih obrađivati kako bi se dobili gotovi proizvodi. Također se može direktno proizvoditi u gotove proizvode metodom vruće ekstruzije, koji se sada razvio od kratkog ingota do ekstruzije dugih ingota. Prema pritisku ekstruzije ekstrudera, koristi se ingot ujednačenog prečnika, a razni profili i cijevi se istiskuju pomoću kombinacije matrice za cijepanje i matrice s perom. Dužina proizvoda može doseći više od 60 metara, i nakon istezanja i ispravljanja, seče na potrebnu dužinu. Maksimalni ekstruder koji se koristi za proizvodnju aluminijuma je 20000 tona. Može se ekstrudirati u rebraste cijevi prečnika od 800 milimetara. Arhitektonski profili su ekstrudirani proizvodi razvijeni 1960-ih, obračun za preko 35% ukupnih ekstrudiranih proizvoda, od kojih 80% koriste se za okvire vrata i prozora. Gotovo svi građevinski profili su izrađeni od legure aluminijuma magnezijuma i silikona (LD30 i LD31). Ovaj proizvod je podvrgnut tretmanu eloksiranja i bojenja, formirajući različite boje oksidnih filmova na površini, sa dobrom otpornošću na koroziju, ulepšavanje vrata i prozora, izdržljiv, i dobro zatvoreno. Pored vrućeg ekstrudiranja, metode kao što je hladna ekstruzija, izotermna ekstruzija, ekstruzija bez ostataka, i statička tečna ekstruzija je također razvijena (vidi bojanje oksidacije aluminijuma).
Aluminij i legure aluminija se ekstrudiraju korištenjem metoda ekstruzije naprijed i nazad. Odgovarajuću brzinu ekstruzije treba odabrati na osnovu različitih legura. Kako bi se dobili ekstrudirani proizvodi od legure aluminijuma sa dobrom organizacijom i performansama, koeficijent ekstruzije (l) profila i šipki je veća od 8-12 tokom jednog procesa ekstruzije, a λ gredica koje se koriste za kovanje je veće od 5. Matrica za ekstruziju ima značajan utjecaj na kvalitetu ekstrudiranih proizvoda. Ravni kalupi se obično koriste za ekstrudiranje šipki i profila, dok se konusni kalupi obično koriste za cijevi. Šuplji profili i cijevi složenih oblika se naširoko ekstrudiraju korištenjem kombiniranih kalupa za razdjelnike i kalupa u obliku jezika. Neki koriste ekstruzione kalupe za hlađenje tekućim dušikom kako bi produžili vijek trajanja kalupa i osigurali točnost proizvoda. Jedan kalup može ekstrudirati 30 tona aluminijumskog materijala. Neki ekstrudirani proizvodi od aluminijskih legura su skloni “prstenovi krupnog zrna”, što znači da nakon termičke obrade, oko proizvoda se pojavljuje sloj grubo zrnastog područja. Ekstruzija na visokim temperaturama može ublažiti ovu pojavu. Nakon tretmana starenjem u čvrstom rastvoru, neki ekstrudirani proizvodi od legure aluminija koji se mogu ojačati toplinskom obradom imaju povećanu čvrstoću, ali smanjenu plastičnost.
Istezanje cijevi usvaja višestruke metode brzog i bubanjskog istezanja. Prečnik bubnja mašine za istezanje zavojnice sa pokretnom jezgrom može doseći 630-2900 milimetara, a prečnik istegnutog otvora cijevi može doseći 40-50 milimetara. Sila istezanja cijevi je 16-18 tona, brzina istezanja je 24 metara u minuti, a brzina obrade je općenito 25-40%. Ovaj proces može proizvesti cijevi dužine do 6000 metara.
relacioni proces
emitovanje
edit
Toplinska obrada koja osigurava konačni učinak proizvoda naziva se toplinska obrada gotovog proizvoda, uključujući žarenje gotovog proizvoda, tretman rastvorom, gašenje, prirodno starenje, i tretman veštačkog starenja; Osim toga, Razvijeni su procesi postupnog starenja i termičke obrade deformacijama. Vremenski tretman ne samo da poboljšava mehanička svojstva proizvoda, ali također povećava njegovu otpornost na koroziju pod naponom i otpornost na lom. Vrijeme prijenosa od zagrijavanja otopine do gašenja općenito treba kontrolirati unutar 30 sekundi. Brzina hlađenja pri gašenju treba osigurati stjecanje prezasićene čvrste otopine, a da pritom ne uzrokuje pretjerano naprezanje gašenja i deformaciju savijanja u proizvodu. Valjanje i lim se izvode u sandučastim pećima, peći tipa bunara, vertikalne peći za kontinuirano žarenje lima, ili peći za kontinuirano žarenje sa zračnim jastukom sa jakom cirkulacijskom ventilacijom
Ostavite odgovor