在鋁及鋁合金半成品出產(chǎn)中，擠壓是首要成形技術(shù)之一，擠壓商品(型材、管材及少量的線材、棒材)約占悉數(shù)半成品的30%。1998年，全球的鋁半成品產(chǎn)值約19100kt,其間擠壓商品為5820kt,種類已近40000種。全世界鋁材工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)在5500臺(tái)以上，中國大陸的在2500臺(tái)以上，臺(tái)灣省約190臺(tái)。不過，工業(yè)發(fā)達(dá)國家98%工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)的擠壓力超越15MN,但中國90%工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)的擠壓力在15MN以下。工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)的開工率不足是一個(gè)全球性的疑問，平均能力使用率約65%,其間日本的最高為91.6%,北美和西歐的約70%,中國的35%擺布。

在這種情況下，怎么進(jìn)步工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)的出產(chǎn)率已成為燃眉之急。進(jìn)步出產(chǎn)率的辦法許多，如進(jìn)步裝機(jī)水平、進(jìn)步工人本質(zhì)、進(jìn)步管理水平等這么普遍性的辦法。這篇文章側(cè)重談一些怎么進(jìn)步產(chǎn)值與質(zhì)量的更為詳細(xì)的辦法。

1領(lǐng)先配備與高本質(zhì)工人是進(jìn)步產(chǎn)值的前提

對(duì)進(jìn)步擠壓商品的產(chǎn)值來說，領(lǐng)先的配備、高本質(zhì)的工人、現(xiàn)代化的科學(xué)管理起著至關(guān)首要的效果。在中國現(xiàn)有的2500多臺(tái)工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)中，夠得上國際水平的只不過25臺(tái)擺布，即約1%，如南平鋁廠的14.5MN(1600UStf.)工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)與25MN(2750UStf.)工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)、天津有色金屬集團(tuán)公司從意大利引入的55MN(5500UStf.)工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)、裕華鋁業(yè)有限公司從美國西馬克.薩頓公司(SMSSutton)引入的21MN2(2200/2500Ustf.)的工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)、西安飛機(jī)公司從日本宇部興產(chǎn)公司(UBE)引入的21MN(2350Ustf.)與16.3MN(1800Ustf.)工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)等。

中國鋁擠壓工業(yè)正處于結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)期，應(yīng)防止低水平的重復(fù)引入與建造，對(duì)現(xiàn)有的有改造價(jià)值的工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)最佳改形成現(xiàn)代化的高水平工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)。新引入的正擠壓機(jī)應(yīng)裝有：計(jì)算機(jī)輔佐正擠壓體系(CADEX—ComputerAidedDirectExtrusion)，以使在等溫?cái)D壓時(shí)期都處于最大擠壓力效果下，盡量縮短實(shí)踐擠壓時(shí)刻；需裝有超精細(xì)的液壓油過濾器，并有連續(xù)監(jiān)測液壓油質(zhì)量與溫度的儀器；裝有各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)顯現(xiàn)與監(jiān)控電子體系PICOS(ProcessInformation&ControlSystem);還應(yīng)有MIDIS體系(管理信息與確診顯現(xiàn)體系—ManagementInformationandDiagnosticIndicationSystem)，以顯現(xiàn)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)與出產(chǎn)情況的各種信息，以及對(duì)設(shè)備的毛病及時(shí)宣布正告與顯現(xiàn)信號(hào)，輔導(dǎo)保護(hù)與檢修，最大極限地縮短泊車時(shí)刻；等等。

2溫度操控與進(jìn)步產(chǎn)值的聯(lián)系

通常，假如沒有非預(yù)訂的停機(jī)時(shí)刻，那么最大產(chǎn)值首要決定于擠壓速度，而后者受制于四個(gè)要素，其間三個(gè)固定不變而另一個(gè)則是可變的。第一個(gè)要素是工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)的擠壓力，擠壓力大的可在錠坯溫度較低時(shí)順暢地?cái)D壓；第二個(gè)要素是模具規(guī)劃，擠壓時(shí)金屬與模壁的沖突通?？墒雇ㄟ^的鋁合金的溫度上升35～62℃；第三個(gè)要素是被擠壓合金的特性，是約束擠壓速度的不行操控的要素，型材的出口溫度通常不行超越540℃，不然，資料外表質(zhì)量會(huì)降低，模痕顯著加劇，乃至呈現(xiàn)粘鋁、凹印、微裂縫、撕裂等。最終一個(gè)要素是溫度及其受控程度。

假如工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)的擠壓力不夠大，很難順暢擠壓或乃至呈現(xiàn)塞模景象而擠不動(dòng)時(shí)，就可進(jìn)步錠坯溫度，但擠壓速度應(yīng)低些，以防資料的出口溫度過高。每一個(gè)合金都有其特定的最優(yōu)的擠壓(錠坯)溫度。出產(chǎn)實(shí)踐證明，錠坯溫度最佳堅(jiān)持在430℃擺布(擠壓速度≥16mm/s時(shí))。6063合金型材的出模溫度不得超越500℃，6005合金的最高出口溫度為512℃，6061合金的最佳不大于525℃。出模溫度的不大改變也會(huì)影響商品的產(chǎn)值與質(zhì)量。

擠壓筒溫度也是很首要的，格外應(yīng)留意預(yù)熱時(shí)期的溫度增加，應(yīng)防止各層之間發(fā)生過大的熱應(yīng)力，最佳是使擠壓筒與襯套一起增加到作業(yè)溫度。預(yù)熱升溫速度不得大于38℃/h。最佳的預(yù)熱規(guī)范是：增加到235℃，保溫8h,持續(xù)升溫到430℃，保溫4h后，才投入作業(yè)。這么不但能保證表里溫度均勻共同，并且有滿足的時(shí)刻消除一切內(nèi)部熱應(yīng)力。當(dāng)然在爐內(nèi)加熱擠壓筒是最佳的預(yù)熱方式。

在擠壓進(jìn)程中，擠壓筒溫度應(yīng)比錠坯溫度低15～40℃。假如擠壓速度過快，致使擠壓筒溫度上升到高于錠坯溫度，就要設(shè)法使擠壓筒溫度降低，這不但是一件費(fèi)事的作業(yè)，并且產(chǎn)值會(huì)降低。在出產(chǎn)速度上升進(jìn)程中，有時(shí)受電偶操控的加熱元件會(huì)被堵截，可是擠壓筒溫度仍在上升。假如擠壓筒溫度高于470℃，擠壓廢品就會(huì)上升。應(yīng)根據(jù)不一樣的合金確定理想的擠壓筒溫度。

千萬不要以為預(yù)熱擠壓筒是在浪費(fèi)時(shí)刻、耗費(fèi)動(dòng)力。有一個(gè)工廠有一次為了趕出產(chǎn)任務(wù)，一方面用內(nèi)部電阻元件加熱，另一方面又以液化氣燒嘴加熱。在這種情況，溫度無法丈量與操控，會(huì)發(fā)生無窮的熱應(yīng)力，內(nèi)襯溫度高，脹大比外套的快，致使擠壓筒裂開，并聽到“迸裂”的聲響。這是作者親身經(jīng)歷的。

擠壓軸在作業(yè)進(jìn)程中會(huì)積儲(chǔ)內(nèi)應(yīng)力，這種應(yīng)力大到必定程度會(huì)發(fā)生疲憊裂紋，一旦受到非軸向的徑向力效果就會(huì)斷裂。因而，擠壓軸的累計(jì)作業(yè)時(shí)刻到達(dá)4500h后，最佳進(jìn)行一次消除應(yīng)力處理，在430～480℃保溫12h,然后隨爐冷卻到50℃以下。惋惜的是，中國很少有工廠照此處理。

出產(chǎn)高級(jí)優(yōu)異外表建筑型材時(shí)，對(duì)擠壓墊溫度也應(yīng)嚴(yán)厲操控，以削減外表色彩不共同廢品量。固定擠壓墊的質(zhì)量比活動(dòng)的好得多，能積累更多的熱量，因而能降低錠坯端頭溫度，能削減雜質(zhì)進(jìn)入型材內(nèi)，有助于進(jìn)步產(chǎn)值。美國卡斯圖爾公司(Castool)選用緊縮空氣冷卻擠壓墊與擠壓軸，使其溫度降到50℃擺布[1]。

模具溫度對(duì)于取得高的產(chǎn)值起側(cè)首要的效果，通常不得低于430℃；另方面，也不得過高，不然，不但硬度也許降低，一起會(huì)發(fā)生氧化，首要在作業(yè)帶。在模具加熱進(jìn)程中，應(yīng)防止模具之間緊靠著，阻礙空氣流通。最佳選用帶格的箱式加熱爐，每個(gè)模放于一個(gè)獨(dú)自的箱內(nèi)。

錠坯在擠壓進(jìn)程中的溫度增加可達(dá)40℃擺布或更高些，增加量首要決定于模具規(guī)劃。為了取得最大產(chǎn)值，對(duì)各項(xiàng)溫度決不行忽略，應(yīng)記載各個(gè)溫度并嚴(yán)加操控，以找出機(jī)臺(tái)的最大產(chǎn)值與各項(xiàng)溫度的聯(lián)系。

最終，擠壓出產(chǎn)廠的職工都應(yīng)緊記：溫度的精細(xì)操控，對(duì)進(jìn)步產(chǎn)值是至關(guān)首要的。

3Optalex操控體系

丹麥阿列羅得市(Alleroed)阿盧馬克公司(Alumac)開發(fā)的Optalex操控體系可裝于常規(guī)的等溫工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)上，可與大多數(shù)PLC體系接口，一直操控資料的出口溫度穩(wěn)定，可使一根錠坯的擠壓周期縮短5%～35%,使擠壓作業(yè)到達(dá)最優(yōu)化,既能進(jìn)步產(chǎn)值，又能改進(jìn)商品質(zhì)量，各項(xiàng)功能一直均勻共同。

圖1擠壓速度、溫度與擠壓時(shí)刻的聯(lián)系

實(shí)線—裝有Optalex操控體系的等溫?cái)D壓；

虛線—常規(guī)等溫?cái)D壓；A—時(shí)刻節(jié)省

Optalex體系由3種元件構(gòu)成：紅外線照相機(jī)，操作盤與進(jìn)程操控體系。溫度丈量體系是非觸摸式的，樹立在對(duì)靶的多波長紅外線掃描原理上。照相機(jī)內(nèi)裝有激光設(shè)備，發(fā)射的激光一直對(duì)準(zhǔn)靶面的中心。照相機(jī)安于盡量接近模出口處，因而能精確地測定型材的溫度。操作盤是用規(guī)范的工業(yè)硬件專門規(guī)劃的，而軟件體系則是根據(jù)用戶供給的數(shù)據(jù)(模具型式與數(shù)量、合金類型、最大擠壓速度與溫度)規(guī)劃的。出產(chǎn)數(shù)據(jù)悉數(shù)貯存于磁盤內(nèi)，可隨時(shí)獲取。

進(jìn)程操控體系(processcontrolsystem)有3個(gè)獨(dú)立進(jìn)程操控，各司其職；信息傳遞(conmmunication)，操控與溫度丈量。該體系根據(jù)照相機(jī)拍得的數(shù)據(jù)與有些傳來的信息進(jìn)行閉環(huán)操控演算，對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行主動(dòng)操控，使型材的出模溫度堅(jiān)持穩(wěn)定。

4瑞典型材集團(tuán)公司31.5MN工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)進(jìn)步產(chǎn)值的辦法

瑞典型材集團(tuán)公司(ProfilGruppen)于1998年投產(chǎn)了1臺(tái)意大利聯(lián)合金屬工程公司(CometalEngineering)規(guī)劃制作的31.5MN工業(yè)鋁型材擠壓機(jī)，用于擠壓汽車工業(yè)型材與建筑型材[3]。該出產(chǎn)線有兩大特色：采取了一系列的辦法來削減廢品，以進(jìn)步產(chǎn)值；對(duì)環(huán)境污染降到了當(dāng)今世界最低水平，可謂是一條“綠色”的樣板擠壓出產(chǎn)線。

擠壓錠直徑為250mm,可出產(chǎn)擠壓比為45～50的型材，型材的線密度為2.46～2.216kg/m。非作業(yè)(輔佐)時(shí)刻為15s,選用梯度加熱，以實(shí)現(xiàn)等溫?cái)D壓，并嚴(yán)厲操控型材出口溫度，以到達(dá)最合理的最大擠壓速度。

因?yàn)樯唐樊a(chǎn)值與質(zhì)量首要取決于工人本質(zhì)，所以在未投產(chǎn)前就對(duì)操作工人與修理工人進(jìn)行了嚴(yán)厲的訓(xùn)練。對(duì)降低廢品量的詳細(xì)辦法如下：

—加長錠坯，由曩昔的900m增長到1100mm,而壓余厚度仍為25mm。

—使用熱剪，可使金屬實(shí)收率進(jìn)步4%。

—在型材的焊合處鋸斷。因而，在43m長的資料上發(fā)生的廢料長度僅1m,而常規(guī)料的長度為44m,發(fā)生的廢料卻長達(dá)2.5m。這么改的結(jié)果是成品率進(jìn)步3.3%,一起，因?yàn)榫牟倏財(cái)D壓速度，型材的外表質(zhì)量也有所進(jìn)步。別的，格外留意型材在后部設(shè)備上的運(yùn)動(dòng)情況，盡量防止擦傷與劃傷，使成品率進(jìn)步0.5個(gè)百分點(diǎn)。

—盡量削減零部件的磨損，選用主動(dòng)光滑，以縮短保護(hù)檢修時(shí)刻，延伸出產(chǎn)有效時(shí)刻，盡量選用精細(xì)結(jié)構(gòu)。