Traitement des profilés en aluminium
Traitement de l'aluminium, utiliser des méthodes de transformation du plastique pour transformer des lingots d'aluminium en matériaux, comprenant principalement le roulement, extrusion, étirage, et forger. La transformation de l'aluminium a commencé à être produite industriellement au début du 20e siècle, et avant les années 1930, l'équipement de production de traitement du cuivre a été essentiellement utilisé, avec des produits principalement utilisés dans la construction aéronautique. Après les années 1960, la production d'aluminium s'est développée rapidement, avec un taux de croissance annuel d'environ 4-8%. Les produits ont été largement utilisés dans des industries telles que l'aviation, construction, transport, électrique, chimique, conditionnement, et les nécessités quotidiennes. La production est juste derrière l'acier et se classe au deuxième rang pour les matériaux métalliques.. Au milieu des années 1950, La Chine a construit une usine de transformation d'aluminium relativement grande, former un système de production. Les produits ont été sérialisés, avec sept séries d'alliages disponibles, capable de produire huit types de produits, y compris des assiettes, bandes, feuilles, tuyaux, barres, profils, fils, et pièces forgées (pièces forgées gratuites, pièces forgées).
nom chinois: Traitement de l'aluminium
Les principales méthodes incluent le roulement, extrusion, étirage, et forger
But: Transformer des lingots d'aluminium en matériaux à l'aide de méthodes de transformation du plastique
Le produit est principalement utilisé pour la construction aéronautique
catalogue
1 Développement
2 Introduction
3 Fusion et coulée
▪ l'éperlan
▪ casting
- Production de matériaux en feuille
5 Fabrication de fils
6 Fabrication de pièces forgées
7 Autres productions
8 Processus associés
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Du point de vue macro de la croissance économique, la perspective méso de l'évolution de l'industrie, et le comportement micro du développement des entreprises, nous avons constaté que la tendance actuelle de l'industrie de l'aluminium, passant de la fusion électrolytique primaire de l'aluminium au traitement en profondeur, deviendra une tendance inévitable.. Les produits de transformation de l'aluminium sont généralement tarifés sous la forme de “prix de l'aluminium + frais de traitement”. Lorsqu’il y a une augmentation rapide de la demande en aval et un accroissement structurel, entreprises avec des avantages technologiques, avantages du canal, avantages en termes de coûts, et les avantages de l'emplacement peuvent non seulement garantir leurs taux de traitement, mais ont aussi la possibilité de les augmenter. Si combiné avec des facteurs d’expansion de capacité, la croissance des performances sera rapide et significative.
Au cours des dernières années, L’industrie chinoise des profilés en aluminium a connu une croissance rapide et s’est pleinement développée pour devenir une industrie extrêmement compétitive.. Dès la fin de 2010, il y avait 824 entreprises de profilés en aluminium de taille supérieure à celle indiquée en Chine. Après un développement rapide et une concurrence féroce sur le marché, le modèle de base a pris forme. À l'heure actuelle, il existe de nombreuses entreprises de production de papier d'aluminium en Chine, avec une faible concentration industrielle. Aucune entreprise ne détient une part de marché significative, aucune entreprise ne peut non plus avoir un impact décisif sur le développement de l’ensemble de l’industrie.. Dans 2010, la production nationale de papier d'aluminium était d'environ 2 millions de tonnes, avec plus de 250 entreprises engagées dans la production de papier d'aluminium, avec un rendement moyen d'environ 8000 tonnes. L'échelle moyenne était relativement petite, et il y avait beaucoup de petites entreprises, entraînant une concurrence excessive dans le domaine des produits à faible valeur ajoutée.
Avec le développement rapide des portes et fenêtres métalliques en Chine, construire des murs-rideaux, industrie du transport, industrie chimique, industrie des équipements électriques, défense nationale et industrie militaire, la demande de profilés en aluminium va continuer à croître. En même temps, nouveaux produits, nouveaux processus, et de nouvelles utilisations des profilés en aluminium continueront à émerger, promouvoir le progrès technologique et un développement sain et durable de l’industrie. Depuis 2011 à 2015, l'industrie des profilés en aluminium affichera toujours une bonne tendance de développement.
Avec la croissance rapide de l’industrie chinoise des profilés en aluminium, le chiffre d'affaires de l'industrie des profilés en aluminium augmentera également d'année en année. Selon les données statistiques, depuis 2005 à 2010, le taux de croissance annuel composé du chiffre d’affaires dans l’industrie chinoise des profilés en aluminium était de 35.20%. Basé sur la situation économique nationale et internationale actuelle, combiné avec les données sur les revenus des ventes de l’industrie chinoise des profilés en aluminium de 2005 à 2010 et les données sur la croissance économique de la Chine, on estime approximativement que le taux de croissance annuel composé du chiffre d’affaires de l’industrie chinoise des profilés en aluminium de 2011 à 2015 est 20%. Dans 2015, le chiffre d’affaires de l’industrie chinoise des profilés en aluminium atteindra 1.0498 mille milliards de yuans. Avec le développement rapide de l'industrie en aval du papier d'aluminium, sa demande de papier d'aluminium va continuer d'augmenter. Par 2012, la consommation de papier d'aluminium atteindra 1.8 millions de tonnes, et par 2013 il atteindra 2.1 millions de tonnes, avec un taux de croissance annuel composé de 17% depuis 2011 à 2013.
brève introduction
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Le traitement plastique de l'aluminium et des alliages d'aluminium doit garantir que le produit atteint une stabilité, précision dimensionnelle constante requise, propriétés mécaniques, et bonne qualité de surface. Il convient également de veiller à prévenir les dommages mécaniques et la corrosion., contrôler la taille et la microstructure des grains. Ces exigences de qualité sont principalement assurées par les procédés et équipements de production. L'aluminium et ses alliages ont généralement une bonne plasticité et sont faciles à plastifier. La composition des phases de l'aluminium dur est complexe, avec des structures fragiles telles que la phase à faible point de fusion et les composés intermétalliques. Sa transformation plastique présente certaines caractéristiques, comme un traitement d'homogénéisation pour éliminer les contraintes internes et la ségrégation intragranulaire générées lors du refroidissement des lingots; La surface du lingot doit être fraisée pour éliminer la ségrégation superficielle causée par les phases de faible fusion.. Certains alliages d'aluminium doivent également être recouverts d'aluminium pour améliorer leur résistance à la corrosion et leur aptitude au traitement.. L'alliage d'aluminium est sensible à la surchauffe et la température de chauffage doit être strictement contrôlée.
Coulée fondante
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éperlan
Il fournit des lingots pour la transformation du plastique. Les fours de fusion utilisent souvent des fours à réflecteur à gaz ou à mazout, d'une capacité générale de 20-40 tonnes ou plus; Des fours réflexes de chauffage par résistance sont également utilisés, avec une capacité généralement d'environ 10 tonnes. Afin de raccourcir le temps de chargement du four, améliorer l'efficacité de la fusion, réduire l'absorption des gaz et le piégeage du film d'oxyde, des fours circulaires inclinables à chargement par le haut ont été adoptés dans l'industrie. Il est préférable d'utiliser des instruments d'analyse rapide pour analyser la composition de l'alliage pendant la fusion et l'ajuster en temps opportun.. Pour garantir la pureté de la fonte, prévenir la pollution par les gaz nocifs, et contrôler la composition chimique, en plus de raccourcir au maximum le temps de fusion, il est conseillé de le recouvrir d'un fondant en poudre composé principalement de chlorure de potassium et de chlorure de sodium, avec une dose générale de 0.4-2% du poids de la charge du four. La température de fusion est généralement contrôlée entre 700-750 ℃.
Après avoir fondu, le métal doit être raffiné et filtré pour éliminer les gaz nocifs tels que l'hydrogène et les inclusions non métalliques, afin d'améliorer la pureté du métal. Le raffinage utilise généralement des agents de raffinage solides ou des agents de raffinage gazeux.. Les agents de raffinage solides sont généralement dominés par les chlorures, et des agents de raffinage utilisant de l'hexachloroéthane au lieu de chlorures sont également utilisés. Dans les premiers jours, du chlore gazeux à forte activité a été utilisé comme agent de raffinage du gaz. Bien que l'effet purifiant soit bon, cela a causé une grave pollution de l'environnement. Donc, gaz mélangé d'azote et de chlore, gaz inerte, et trois gaz (N2, Cl2, CO) des agents de raffinage ont été développés avec de bons résultats. Pour assurer l'effet de raffinage, la teneur en oxygène et en humidité du gaz de raffinage doit généralement être inférieure à 0.03% en volume et 0.3 grammes par mètre cube, respectivement. La méthode de dégazage dynamique sous vide présente également de bons effets de dégazage et d'élimination du sodium..
La filtration est le processus consistant à faire passer le métal en fusion à travers un filtre composé de matériaux neutres ou actifs pour éliminer les impuretés en suspension de la masse fondue.. Treillis métallique en verre, tubes et plaques en céramique microporeuse, et les particules d'alumine sont couramment utilisées comme lits filtrants pour la filtration. Le raffinage du flux électrique et la filtration par couche de flux peuvent également être utilisés.
fonderie
La coulée adopte généralement une méthode de coulée semi-continue refroidie à l'eau verticale ou horizontale. Pour améliorer la microstructure et la qualité de surface des lingots de coulée verticale, rainure de cristallisation électromagnétique, rainure à faible cristallisation, et une méthode de coulée à chaud ont également été développées (voir solidification du métal). La méthode de coulée semi-continue refroidie à l'eau consiste à introduire du métal liquide dans un cristalliseur refroidi à l'eau à travers un canal d'écoulement., permettre au métal liquide de refroidir et de former une coque solidifiée. Le lingot est ensuite retiré du cristalliseur par la base de la machine de coulée ou abaissé uniformément par son propre poids pour former une billette.. Les paramètres du processus varient considérablement en raison des différences dans la composition de l'alliage et la taille des lingots.. En général, la vitesse de coulée et la vitesse de refroidissement doivent être augmentées autant que possible, et la hauteur du réservoir de cristallisation doit être réduite. La température de coulée est généralement 50-110 ℃ supérieur à la ligne liquidus de l'alliage. En outre, le procédé de coulée continue et de laminage de bandes d'aluminium a également été développé.
La production de plaques et de bandes adopte le laminage à rouleaux plats, avec des processus de base, y compris le laminage à chaud, laminage à froid, traitement thermique, et finition. Pour les alliages d'aluminium durs tels que LY12 et LC4 avec des compositions chimiques complexes, un traitement d'homogénéisation doit être effectué avant le laminage à chaud. La température de traitement est généralement 10-15 ℃ inférieur à la température eutectique de la phase à bas point de fusion dans l'alliage, et le temps d'isolation est 12-24 heures. Le revêtement en aluminium d'un alliage d'aluminium dur est obtenu en plaçant des plaques plaquées en aluminium des deux côtés d'un lingot fraisé et en utilisant un soudage par laminage à chaud.. L'épaisseur de la couche de revêtement en aluminium est généralement 4% de l'épaisseur de la tôle. Le laminage à chaud s'effectue généralement au dessus de la température de recristallisation. Le laminage à chaud peut être réalisé sur un laminoir réversible à cage unique ou sur plusieurs cages pour un laminage continu. Pour améliorer le rendement et l'efficacité de la production du laminage de gros lingots, lingots pesant 10-15 des tonnes ou plus devraient être développées. Les usines dont la production annuelle est inférieure à 100000 les tonnes utilisent généralement le laminage à chaud réversible à quatre rouleaux et adoptent la technologie de laminage à chaud, avec une épaisseur de bande laminée à chaud d'environ 6-8 millimètres. Usines d’une capacité de production de plus de 100000 les tonnes adoptent souvent un support unique, deux stand, trois stand, ou laminage continu à cinq cages après l'ouverture du laminoir à chaud réversible à quatre rouleaux, et effectuer un laminage de finition à chaud. L'épaisseur de la bande peut atteindre 2.5-3.5 millimètres. La bande laminée à chaud est utilisée comme billette laminée à froid après avoir été enroulée. Pour assurer une plasticité optimale du métal, le laminage à chaud doit être effectué dans un état de microstructure monophasé. La température de laminage à chaud pour LY11, LY12 et autres alliages sont 400-455 ℃. Le taux de déformation des premières passes est généralement compris entre 10%, et augmente progressivement par la suite. Le taux de déformation de l'aluminium pur et des alliages d'aluminium mous peut atteindre 50%, alors que celui des alliages d'aluminium durs est d'environ 40%. Le taux de déformation total du laminage à chaud peut atteindre plus de 90%.
Le laminage à froid est souvent réalisé à température ambiante, et des feuilles et bandes fines aux dimensions précises, des surfaces lisses et planes peuvent être obtenues par laminage à froid, ainsi que des tôles et bandes écrouies aux propriétés mécaniques spécifiques. Le laminage à froid adopte principalement le processus de production par la méthode des bandes, en utilisant des laminoirs réversibles à quatre cylindres ou des laminoirs irréversibles à quatre cylindres pour le laminage à froid. Actuellement, des laminoirs irréversibles sont développés pour le laminage à froid. Le laminoir est équipé d'un pressage hydraulique, rouleaux de pliage hydrauliques, système de contrôle automatique de l'épaisseur ou système de contrôle automatique de l'épaisseur pour mesurer l'écart entre les rouleaux, et instrument de contrôle de la forme de la plaque. Il est contrôlé, enregistré, et stocké par un micro-ordinateur pour obtenir des plaques et des bandes avec des dimensions précises et une forme de plaque plate. Par exemple, la tolérance de la bande de 0,18 mm peut atteindre ± 5 microns. Les petites usines utilisent également la méthode des blocs pour produire de la tôle. Le taux de déformation à froid de l'aluminium après recuit peut dépasser 90%. L'alliage d'aluminium dur multiphasé présente un écrouissage à froid évident et nécessite un recuit intermédiaire. Le taux de déformation à froid après recuit intermédiaire est 60-70%. Le laminage à chaud utilise une lubrification par lotion, et le laminage à froid est passé de la lotion à la lubrification à l'huile complète. Adopter un système de refroidissement à plusieurs étages avec des buses contrôlées individuellement pour réduire la friction entre les plaques d'aluminium et les rouleaux, rouleaux sympas, profils de rouleaux de contrôle, laver la poudre d'aluminium et autres impuretés pour obtenir une bonne qualité de surface et une bonne forme de plaque.
Après laminage à froid et traitement thermique, la bande est souvent affinée sur une machine à dresser à rouleaux ou sur un train de machines à dresser en continu. La plaque plate trempée doit être traitée pendant la période d'incubation de vieillissement, généralement terminé dans les 30-40 minutes après la trempe. La déformation totale de la plaque trempée lors du calandrage à plat ne doit pas dépasser 2%.
Le succès de la coulée continue et du laminage de plaques et bandes d'aluminium en 1955 peut produire des plaques minces et des flans de papier d'aluminium. La Chine a commencé à utiliser cette méthode pour produire des plaques minces au début des années 1970..
Production de matériaux en feuille
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Le papier d'aluminium peut être divisé en papier d'aluminium industriel et papier d'aluminium d'emballage. La feuille d'aluminium industrielle a une composition chimique relativement pure et une épaisseur de 0.005-0.2 millimètres. Il est principalement utilisé comme condensateur, matériau isolant, matériau résistant à l'humidité, etc.. dans les industries électriques et électroniques. L'épaisseur de la feuille d'aluminium d'emballage est généralement 0.007-0.1 millimètres, et il existe divers produits tels que le film plat, film imprimé, feuille imprimée colorée, et feuille d'aluminium laminée. Il est principalement utilisé comme matériau d’emballage pour les aliments, thé, cigarettes en papier, etc.. L'épaisseur minimale de la feuille d'aluminium produite par la méthode de production de bandes peut atteindre 0.0025 millimètres, et la largeur peut atteindre 1800 millimètres. Le roulement du papier d'aluminium est un roulement sans couture, et les rouleaux sont toujours dans un état élastique aplati. Pendant le roulage, l'épaisseur du matériau en feuille est contrôlée en ajustant la force de roulement, vitesse de roulement, et contrôler la tension. Lors d'un roulage grossier, la force de roulement est utilisée pour contrôler l'épaisseur du matériau en feuille; Pendant le roulage de précision, l'épaisseur du matériau en feuille diminue avec l'augmentation de la vitesse de laminage; Plus la tension est grande, plus l'épaisseur est petite; Pour éviter la casse, la tension est généralement sélectionnée comme 0.2-0.4 de la limite d'élasticité conditionnelle σ 0.2 du matériau du film. Pendant le roulage à basse vitesse, “huile épaisse” ou “huile fine” est souvent ajouté à l'huile lubrifiante pour ajuster l'épaisseur de laminage de la feuille d'aluminium. Les lubrifiants et les conditions du laminoir ont un impact significatif sur la qualité des matériaux en feuille. Le flan de feuille d'aluminium provient de bobines d'aluminium laminées à froid, qui sont généralement pré-recuit à 340-480 ℃ avec une épaisseur de 0.4-0.7 millimètres. Le taux de déformation lors du laminage est d'environ 50%, et le taux de déformation total peut atteindre plus 95%. Matériaux en feuille avec une épaisseur finie inférieure à 0.01-0.02 les millimètres doivent être roulés ensemble et doublement superposés.
production de fil machine
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Principalement produit à l'aide de la technologie d'étirement. Les produits comprennent des fils à riveter, baguettes de soudage, et des fils. La billette est produite par extrusion, roulement, ou méthodes de coulée continue et de laminage. La méthode de compression produit des billettes avec une grande flexibilité et de bonnes performances du produit. La méthode de laminage et la méthode de coulée continue et de laminage conviennent à la production de billettes d'une seule variété d'alliage, avec une efficacité de production élevée.
Fabrication de pièces forgées
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Principalement utilisé dans la fabrication d'avions et de machines. Les pièces forgées sont divisées en pièces forgées libres et pièces matricées, et leurs flans sont des flans coulés et extrudés. La plus grande presse hydraulique de forgeage est 70000 tonnes, et la surface projetée de la taille maximale de forgeage est 4.5 mètres carrés. Le taux de déformation critique de l'alliage d'aluminium est d'environ 5-15%. Pour éviter la formation de gros grains, le taux de déformation du forgeage doit généralement être supérieur à 15%. Pour réduire les déformations inégales, le forgeage libre multidirectionnel est souvent utilisé.
Autre production
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02:15
Incroyable processus d'extrusion de métal, la feuille d'aluminium de la taille d'une pièce de monnaie a été étirée en un 20 bouteille en aluminium d'un centimètre de haut
Le processus de production habituel des tuyaux, barres, et les profils consistent d'abord à utiliser l'extrusion à chaud pour fabriquer des billettes, puis roule (ou s'étirer), finition, et les traiter thermiquement pour fabriquer des produits finis. Il peut également être directement transformé en produits finis par méthode d'extrusion à chaud, qui est maintenant passée de l'extrusion de lingots courts à l'extrusion de lingots longs. Selon la pression d'extrusion de l'extrudeuse, un lingot de diamètre uniforme est utilisé, et divers profils et tuyaux sont extrudés par la matrice combinée de séparation et la matrice à languette. La longueur du produit peut atteindre plus de 60 mètres, et après étirement et redressement, il est coupé à la longueur requise. L'extrudeuse maximale utilisée pour la production d'aluminium est 20000 tonnes. Peut être extrudé en tubes nervurés d'un diamètre de 800 millimètres. Les profils architecturaux sont des produits extrudés développés dans les années 1960, représentant plus de 35% du total des produits extrudés, dont 80% sont utilisés pour les cadres de portes et de fenêtres. Presque tous les profilés de construction sont fabriqués à partir d'alliages aluminium-magnésium-silicium (LD30 et LD31). Ce produit subit un traitement d'anodisation et de coloration, former divers films d'oxyde colorés sur la surface, avec une bonne résistance à la corrosion, embellir les portes et les fenêtres, durable, et bien scellé. En plus de l'extrusion à chaud, méthodes telles que l'extrusion à froid, extrusion isotherme, extrusion sans résidus, et l'extrusion de liquide statique ont également été développées (voir coloration d'oxydation de l'aluminium).
L'aluminium et les alliages d'aluminium sont extrudés à l'aide de méthodes d'extrusion directe et inverse.. La vitesse d'extrusion appropriée doit être sélectionnée en fonction de différents alliages. Afin d'obtenir des produits extrudés en alliage d'aluminium avec une bonne organisation et performance, le coefficient d'extrusion (je) de profilés et de barres est supérieur à 8-12 au cours d'un seul processus d'extrusion, et le λ des billettes utilisées pour le forgeage est supérieur à 5. La filière d'extrusion a un impact significatif sur la qualité des produits extrudés. Les moules plats sont couramment utilisés pour l'extrusion de barres et de profilés, tandis que les moules coniques sont couramment utilisés pour les tuyaux. Les profilés creux et les tuyaux aux formes complexes sont largement extrudés à l'aide de moules combinés séparateurs et de moules en forme de languette.. Certains utilisent des moules d'extrusion refroidis par azote liquide pour prolonger la durée de vie du moule et garantir la précision du produit.. Un moule peut extruder 30 tonnes de matériel en aluminium. Certains produits extrudés en alliages d'aluminium sont sujets à “anneaux à gros grains”, ce qui signifie qu'après traitement thermique, une couche de gros grains apparaît autour du produit. L'extrusion à haute température peut atténuer ce phénomène. Après traitement de vieillissement en solution solide, certains produits extrudés en alliage d'aluminium qui peuvent être renforcés par traitement thermique ont une résistance accrue mais une plasticité diminuée.
L'étirement des tuyaux adopte plusieurs méthodes d'étirement rapides et à tambour. Le diamètre du tambour de la machine d'étirement de bobine à tête mobile peut atteindre 630-2900 millimètres, et le diamètre de l'ébauche de tuyau étiré peut atteindre 40-50 millimètres. La force d'étirement du tuyau est 16-18 tonnes, la vitesse d'étirement est 24 mètres par minute, et le taux de traitement est généralement 25-40%. Ce processus peut produire des longueurs de tuyaux allant jusqu'à 6000 mètres.
processus relationnel
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Le traitement thermique qui assure les performances finales du produit est appelé traitement thermique du produit fini., y compris le recuit du produit fini, traitement en solution, trempe, vieillissement naturel, et traitement du vieillissement artificiel; En outre, des procédés de traitement thermique de vieillissement et de déformation progressifs ont été développés. Le traitement temporel améliore non seulement les propriétés mécaniques du produit, mais améliore également sa résistance à la corrosion sous contrainte et sa ténacité à la rupture. Le temps de transfert du chauffage de la solution à la trempe doit généralement être contrôlé dans les limites 30 secondes. La vitesse de refroidissement de la trempe doit garantir l'acquisition d'une solution solide sursaturée sans provoquer de contrainte de trempe excessive ni de déformation par flexion dans le produit.. Le laminage et la tôlerie sont réalisés dans des fours à caissons, fours à puits, fours verticaux de recuit continu de tôle, ou fours de recuit continu à coussin d'air avec forte ventilation à circulation
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