铝铸轧工艺及质量研究
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第一章铸轧的基本原理第一节铸轧原理的简单介绍连续铸轧工艺是液体铝连续通过旋转的结晶器(铸轧机)制成毛坯同时轧制成为板带的一种金属铸轧方法。
铝带坯连续铸轧工艺是八十年代从国外引进的一种先进的生产工艺连续铸轧即铸造和轧制的过程,通过供料嘴从铸轧辊的一侧源源不段地供应液体金属铝,经过铸轧辊的连续冷却,铸造,轧制,从铸轧辊的另一侧铸轧出铸轧板,同时进,出铸轧区的金属量始终保持平衡,使之达到连续铸轧的稳定过程,具体内容如下。
液体金属铝通过供料嘴进入到铸轧区时,立即与两个相转动的铸轧辊相遇,液体金属铝的热量不段从垂直于铸轧辊辊面的方向传递到铸轧辊中,使附着在铸轧辊表面的液体金属铝的温度急剧下降,因此,液体金属铝在铸轧辊表面被冷却、结晶,凝固。
随着铸轧辊的不段转动,液体金属铝的热量继续向铸轧辊中传递,并不段被铸轧辊中的冷却水带走,晶体不段向液体中生长,凝固层随之增厚。
液体金属铝与两个铸轧辊基本同时接触,同时结晶,其结晶过程和条件相同,形成凝固层的速度和厚度相同,当两侧凝固层厚度随着铸轧辊的转动逐渐增加,并在两个铸轧辊中心线以下相遇时,即完成了铸造过程,并随之受到这两个铸轧辊对其凝固组织的轧制作用,并给以一定的轧制加工率,使液体金属铝被铸造,轧制成铸轧板,这就是连续铸轧的基本原理。
第二节铸轧的工艺流程铝水→静置保温炉→除气箱→过滤箱→供流系统→铸轧机→喷涂系统→剪床→卷取。
1.2.1 熔炼铝锭装入圆炉中,加以高温融化,待熔融后有一定温度时在其中加入金属溶剂并搅拌,使金属溶剂达到一定的含量既可倒炉,将铝水倒到静置炉内。
1.2.2 保温静置炉内的液态铝并不是马上就进入下一道工序需要一点点流过去,因此在静置炉内保温。
1.2.3 除气铝水从静置炉流出在除气箱内除气保温,继续流往下一工序。
除气箱有两个腔体,一个是除气用一个是加热或保温。
1.2.4 过滤过滤是在过滤箱内完成的,过滤箱腔中安装有过滤片,有来过滤,此工序的质量直接关系铸轧板的质量,过滤彻底则无夹渣,不彻底则会有质量问题。
浅谈铝业公司铸轧工作的流程和技术2023年,铝业公司的制造业生产水平将进一步提高,铸轧工作流程和技术也将得到改进和完善。
在这篇文章中,我们将深入探讨铝业公司的铸轧工作流程和技术。
铝业公司的铸轧工作是一个非常重要的生产环节,旨在生产高质量且具有一定规范性铝合金材料。
首先,在铝合金的生产工艺中,必须通过精细的铸造工艺来确保所生产出来的铝合金材料具有优良的力学性能和良好的化学稳定性。
而铸轧工作就是其中一项重要的工艺环节。
铸轧工作涉及到铸造和轧制两个环节,主要流程包括原料处理、熔炼、铸造、轧制、表面处理和成品制备等。
具体内容如下:1. 原料处理和熔炼铝业公司的铸轧工作首先需要进行原料处理和熔炼,以确保所生产出来的铝合金材料的化学成分符合相关的标准规定。
在这个环节中,铝业公司用专门的设备对铝材进行熔炼和加工,以获得所需要的化学成分、物理特性和力学性能。
2. 铸造接下来是铸造环节,铝材在特定的熔炼设备中加热并沥青然后铸造成所需要的形状或大小。
这个环节中主要需要考虑铝材的化学成分、熔点、流动性、凝固速度等因素。
3. 轧制然后是轧制环节。
顾名思义,铝材需要通过轧辊等设备进行轧制,以获得所需要的产品规格和外观要求。
轧制环节中较为关键的是轧制温度和轧制速度,这两个因素将影响铝材的外观和性能特点。
4. 表面处理在铝材被轧制成所需的形状和尺寸之后,需要进行表面处理,主要包括酸洗、氧化、喷雾油、切割等。
这个环节中的表面处理措施的主要目的是增加铝材的抗腐蚀性和美观度,以提高铝材的整体质量。
5. 成品制备最后是成品制备环节,也是铸轧工作的最后一个环节。
在这个环节中,铝材被切割成所需的大小和尺寸。
这个过程不仅需要考虑产品规格和外观,还要考虑整体质量和成本。
综上所述,铝业公司的铸轧工作流程和技术相当复杂和精细,需要用先进设备和管理方法来保证产品质量。
未来,铝业公司的铸轧工作将继续发展和完善,将会更加多样化,并将继续保持其技术和管理领先地位,为行业市场的需求提供优质的铝合金材料。
铝合金铸轧工艺研究作者:张海平来源:《科学导报·学术》2020年第41期摘; 要:铝合金是一种性能非常优异的材料,在诸多领域得到广泛应用。
铸轧是铝合金生产中的重要工艺,对该工艺加以了解和掌握,有助于提高铝合金的生产效率及质量。
文章从铝合金及铸轧的特点分析入手,在此基础上,论述了铝合金铸轧工艺的操作要点。
关键词:铝合金;铸轧;工艺1铝合金及铸轧的特点铝合金是一种以铝作为基材,添加其他金属元素形成的合金,归属于轻金属材料的范畴。
铝合金的比强度和比刚度较高,具有良好的铸造性、塑性、导电和导热等性能,耐腐蚀,可焊接,应用领域非常广泛。
铸轧通常是指无锭轧制,也被称之为连续铸轧,是液态金属直接轧制成型的工艺。
该工艺在铝合金生产中的应用较为广泛,节能是铸轧工艺较为突出的特点,通过铸轧生产铝带可以降低30-50%左右的能耗,节能效果非常显著。
2铝合金铸轧工艺的操作要点2.1铸轧参数2.1.1优选机型铝合金铸轧工艺中,铸轧机的选择较为重要,直接关系到生产效率和质量。
目前,常用的铸轧机有以下两种形式,一种是水平式,另一种是倾斜式,前者的牌坊架与水平方向相垂直,后者的牌坊架与垂直方向成15°角[1]。
倾斜式铸轧机能够对前箱液位进行有效地控制,铸嘴的结构更加简单,上下辊热传导的均匀性更好。
因此,在铝合金铸轧中,可将倾斜式铸轧机作为首选。
2.1.2工艺参数铝合金铸轧中,工艺参数的确定是关键环节,若是某个参数设置的不合理,则会对铸轧效率和质量造成影响。
因此,必须确保所有工艺参数的合理性。
①铸轧区长度。
铸轧区具体是指铸嘴与上下辊中心线之间的距离,铝合金的铸轧过程在该区域内完成。
可以将铸轧区细分为三个区域,即冷却区、铸造区和变形区。
决定铸轧区长度的因素包括轧辊直径、冷却条件、加工变形率。
正常情况下,轧辊的直径与铸轧区长度成正比,即直径越大、长度越长;当铸轧区的长度比较长时,所需传递的热量会随之增多,因轧辊内冷却水流量无法超过限定值,从而使铸轧区的长度受限。
再生铝合金铸造工艺中的质量控制与检测技术随着环境保护意识的增强和资源回收利用的重要性日益凸显,再生铝合金铸造工艺作为一种节约资源、降低碳排放的环保技术逐渐受到人们的关注和应用。
然而,再生铝合金铸造工艺中的质量控制与检测技术是保证产品质量且实现工艺优化的关键。
本文将对再生铝合金铸造工艺中的质量控制与检测技术进行探讨,并介绍其在提高铸件质量、减少废品率和优化工艺参数方面的应用。
一、质量控制技术1. 原料筛选与预处理在再生铝合金铸造工艺中,合适的原料选择和预处理对于保证铸件质量至关重要。
首先,对废铝进行严格的筛选,去除杂质和掺杂物,以减少不良杂质对于铸件性能的影响。
其次,对筛选后的废铝进行预处理,如除氧、脱气、脱渣等,以提高铝合金的纯度,降低夹杂物含量,从而减少井号和气孔等缺陷的产生。
2. 熔炼与浇注控制再生铝合金铸造的熔炼与浇注过程中,需要控制熔炼温度、保持合金液的均匀和正常浇注等因素,以保证铸件的致密性、干燥性和灵敏性等关键性能指标。
其中,采用先进的熔炼设备和技术可以提高熔炼效果,降低合金液中的夹杂物含量;而且采用恰当的浇注工艺参数,如浇注温度、浇注速度和浇注角度等,可以有效地防止缺陷的产生,提高铸件的完整性和表面质量。
二、检测技术1. 成分分析与合金验证再生铝合金铸造的质量控制离不开对合金成分的分析与验证。
常用的分析方法包括光谱分析、电感耦合等离子体发射光谱分析(ICP-AES)、X射线荧光光谱仪(XRF)等,用于检测成分偏差、非金属元素和杂质含量等。
同时,合金验证技术可以对铸件进行成分及性能检测,确保合金达到设计材料要求。
2. 缺陷检测与评估合金铸造中常见的缺陷包括夹杂物、井号、气孔等,这些缺陷对铸件的力学性能和可靠性产生重要影响。
因此,采用适当的缺陷检测与评估技术是质量控制的重要环节。
常用的方法包括X射线检测、超声波检测、电子显微镜等,能够对铸件进行非破坏性检测,提高缺陷的发现率和评估准确性。
铝带连续铸轧工艺的现状及研究进展高性能铝板带材广泛用于航天、交通运输、信息、包装、印刷、建筑等领域,市场需求巨大.铝板带材坯料主要生产方式为热轧和连续铸轧<1> .热轧产品深加工性能好,可轧制各系铝合金,其最先进的方式是热连轧,但投资巨大,我国尚无铝热连轧生产线,已有的最好的生产方式为双机架热轧,在产品精度、性能上均有一定局限.相比热轧,连续铸轧投资大幅减少,流程短、能耗低.二十世纪八十年代以来在我国迅速发展,成为我国主要的铝板带材坯料生产方式.但是常规铸轧板组织不均匀、深加工性能差,可铸轧的合金品种少,主要用于铝箔毛料和对深加工性能要求不高的部分薄板.我国高性能铝板带材仍需大量进口.1 连续铸轧工艺所面临的关键问题铝带坯连续铸轧是一种低投入、低成本、节能型的短流程生产工艺,其铸轧区的熔体受到激烈的冷却,冷却速度可达10 2~1 0 3℃s,比常规水冷半连续铸锭约高2个数量级<1> .它的组织具有快速凝固与定向结晶的特点,晶体生长的方向性很强.目前用这种方法生产的铝板带各向异性严重,深加工性能远比热轧板差,这就限制了铸轧板的使用范围.连续铸轧是一个很复杂的过程,金属一方面连续散热与凝固,另一方面还受到轧制,而不是铸造过程与热轧过程的简单混合,它们互相影响着.在连续铸轧过程中金属凝固涉及到的学科有材料学、热力学、动力学、振动理论、流体理论、晶体生长理论等问题.它们涉及到两个重大科学问题:(1)铝在连续轧制过程中的凝固规律;(2 )金属凝固过程中的晶体生长与控制.金属凝固过程主要由两部分组成,一是形核过程,它对金属材料晶粒的大小起着至关重要的作用.受金属熔体结构复杂性以及人们对其认识程度的限制,形核理论与控制形核过程的手段还没有达到人们所想象的程度,故金属凝固中的形核问题仍然是金属凝固行为研究的前沿课题之一.金属凝固过程中另一个重要问题是形核后的晶体生长,它关系到凝固后金属组织组成物的形态.由于组成金属材料的晶体形态直接与金属材料的性能有关,如何控制晶体生长,已经成为控制金属材料性能的一个重要手段<2> .因此研究在铸轧过程中铝溶液的晶体凝固规律,对提高铝带材的组织性能与机械性能都具有非常重要的意义.铝带坯连铸技术作为冶金及材料研究领域内的一项前沿技术,目前在工业化应用方面面临的一个主要间题是薄带的质量较差和质量不稳定.其中,薄带的凝固组织对薄带的质量有非常重要的影响,但目前国内外还不能定量阐明工艺因素变化对薄带凝固组织的影响.由于双辊薄带连铸过程中工艺参数间的匹配较复杂,如果采用实验的方法来研究工艺因素变化对薄带凝固组织的影响,则难度高、工作量大.而采用数值模拟的办法,则可以大幅度减少工作量.此外,双辊薄带的凝固组织结构(晶区的几何特征)以及不同晶区内晶粒的几何特征还在很大程度上决定着薄带的工艺性能和使用性能.因此,对双辊薄带凝固组织的数值模拟和薄带凝固组织中各晶区的分布特征、晶区内晶粒几何特征的尺寸表征展开研究具有重要的理论意义和实用意义.2国内外研究现状195 1年,美国亨特—道格拉斯(Hunter-Douglas)公司首次铸轧成了铝带坯,制成了双辊式连续铸轧机.随后,法国彼西涅(Pechiney)公司研制的3C水平式双辊铸轧机也获得成功,从那以后,铝带坯双辊连续铸轧技术和设备得到了迅速的发展.根据Frishchknecht和Maiwald统计目前世界上约有20 %的铝带材的坯料由双辊连续铸轧法生产,大约有1 70多台双辊铸轧机正在工业上应用,其中约有60 %是在北美和欧洲<3> .在2 0世纪70年代以前,铸轧机多为标准型,铸轧辊直径为Φ60 0~70 0mm ,铸轧带坯厚度7mm 左右,铸轧速度小于1 .5m min .80年代以后出现了超型铸轧机,铸轧辊直径可达1 0 0 0mm ,带坯厚度5~1 2mm ,铸轧速度3m min左右,铸轧合金已有纯铝扩大到3 0 0 0系列、5 0 0 0系列软合金.90年代初出现了改进型超型铸轧机,铸轧带坯厚度3mm ,铸轧速度5mm min .由于铸轧带坯尺寸薄和铸轧速度快能进一步发挥快速凝固的特点,使铸轧带坯的晶粒细化,从而获得更好的冶金质量,使这一生产方式为人类带来更大的效益.从90年代以来,国际上开展了对快速超薄铸轧技术的研究<4~6> ,主要有意大利的法塔—亨特(Fata-Hunter)公司、法国的彼西涅(Pechiney )公司、英国的戴维(Davy)公司以及挪威的海德洛(Hydro)公司,他们共同的做法是先在研究开发中心与大学合作进行小型试验,在取得一定成果和经验后,进行中试和大型工业试验,英国Davy公司和牛津(Oxford)大学合作,于1991年推出了第一台快速超薄铝带坯铸轧试验机.1 996年以来,意大利Fata -Hunter 公司、英国Davy公司以及法国Pechiney公司都相继研制出超薄铸轧工业样机<7> ,能铸轧出1mm厚的铸带坯,铸轧速度达1 5m min ,应该说,这是铸轧技术发展中的又一次飞跃.但是由于各国(美国、英国、法国、意大利、挪威) 对快速超薄技术的研究均处于工业试验阶段,试验条件(如装备参数、功能、工艺环境条件等)各不相同,所得结果也有差别,甚至相反,如:Fata-Hunter的试验与Hydro-Lauener公司的试验,对快速超薄铸轧的组织与性能的认识与结果几乎完全相反;在快速超薄铸轧的铸轧机型选择上也存在不同的主张:如Fata-Hunter 采用二辊铸轧机型,英国Davy公司则采用四辊铸轧机型,同时各试验铸轧机的工艺环境条件、设备参数及其范围的确定也不一致(力学参数、辊径、有无外部冷却、铸轧区长度、大小、铸咀开口度大小等).在主要技术规律上尚未形成共识.我国铝带坯连续铸轧技术研究开发工作始于2 0世纪60年代<16 > ,1 964年初进行了双辊下注式铝带坯连续铸轧模拟实验,并于同年铸轧出厚8mm ,宽 2 5 0mm和40 0mm的铝板,1 965年铸轧出宽70 0mm的铝带坯,1 971年由东北轻合金加工厂研制成我国第一台80 0mm水平式下注式双辊铸轧机,1 975年,用铝带坯生产的冷轧板基本上满足了一般深冲制品和箔材毛料的性能要求.1 979年由华北铝加工厂研制成65 0mm×1 3 0 0mm我国第一台亨特式倾斜铸轧机,并于1 981年和1 983年相继研制成65 0mm×1 60 0mm和980mm×1 60 0mm 铸轧机,并通过部级鉴定,标志着我国铸轧技术进入成熟阶段.1 984年中日诼神有色金属加工专用设备有限公司成立,并于1 993年诼神公司为其母公司华北铝业有限公司试制成功我国第一台仿3C 960mm×1 5 5 0mm超型铸轧机.至此国产铸轧机发展成为具有标准型和超型这两种机型,而且铸轧机逐步实现标准化、系列化.随着我国微电子、信息、机械、食品、包装、建筑产业的迅猛发展,我国已成为铝材生产及消费大国,如何提高铝材生产率、降低生产成本、提高我国铝材质量、扩大铝材使用范围已成为迫在眉睫的问题.而快速超薄铸轧的冷却速度远高于现有常规铸轧,铸坯结晶组织的晶粒度和枝晶间距将明显减少,溶质元素在固熔体中的过饱和度提高,因此板带的深冲性能和机械性能得到改善,可生产出具有优良冶金组织和表面质量的优质板带材;同时,可铸轧合金范围也可拓展(如30 0 0系列等铝合金) ,可使铸轧产品的应用市场范围扩大.例如:高精度PS版基,计算机硬盘的铝质基板,高层建筑幕墙板,高精烟箔以及空调箔等.另外,由于铸轧板厚度减薄后,不仅大大减轻了对后面工序———冷轧的压力,解放冷轧机的生产力,大大节省了铝箔生产的投资和能源,而且提高了生产效率,增加了产品的市场竞争力.我国科技界和国际铝加工同行一样已认识到快速超薄铸轧代表了新一代铝加工发展的重要方向和铝加工技术的制高点,我国必须加入到这一研究领域中去.由国内学者钟掘院士担纲技术指导的“铝及铝合金铸轧新技术及设备研制开发”作为国家计委的重大科研项目于1999年初启动,经过以钟掘为首的科研课题组经过一年多的攻关,于2 0 0 0年7月在实验机上成功地铸轧出铸速为1 3 .2m min ,厚度为2mm的铸坯,并开发了铜基合金新型辊套材料、具有在线布流控制技术的新型铸咀、新型复合外冷润滑技术等一系列相关的新技术、新装置、新材料,这些都标志着我国在快速超薄铸轧技术领域已经达到世界领先水平,填补了国内空白.目前用连续铸轧法生产的铝板带在国内已占铝板带生产总量的70% ,在国际上约占铝板带生产总量的40 %左右<7> .国内的连续铸轧设备已由十多年前的3 0多台套,增至目前的5 0多台套.但是,常规的连续铸轧生产工艺目前还只局限于1 系列和3 系列、8 系列的一部分,连续铸轧板带的深拉性能明显地低于热轧开坯板带.这是目前连续铸轧生产工艺必须解决的技术难题.显然,能突破这一难题,将使铝带坯的生产结构发生根本型变化,带来巨大的社会效益与经济效益.对金属凝固规律,国内外都已进行了比较多的研究,如50年代初Tiller,Jackson和Rutter提出的成分过冷理论<8> ,首次将传质和传热因素耦合起来分析凝固过程的组织形态问题,以后发展起来的理论有Jacks on和Hunt提出的枝晶和共晶合金凝固过程扩散场的理论解,Flemings提出局部溶质再分配方程等理论模型,这些理论为控制金属组织奠定了基础,20世纪60年代以来形成了快速凝固技术、定向凝固技术、半固态铸造等先进铸造工艺和技术<9> .3国内开展相关研究的基础与条件据统计,我国现有的铝带坯连续铸轧生产线已超过1 1 0条,总生产能力超过90万吨/年.其中有引进的生产线1 2条,合计生产铝箔毛料质量的重要性和技术标准要求铝箔毛料质量的重要性和技术标准要求Technology Standard and Qualitative Importance of Aluminium Foil Stock黄金法张学平HUANG Jin-fa ZHANG Xue-ping(兰州铝业股份有限公司西北铝业加工有限公司,甘肃陇西748111)摘要:从四个方面阐述铝箔毛料质量对生产高质量铝箔的重要性;指出了在订购铝箔毛料时应提出的技术要求内容。
铝材冷轧过程工艺控制及产品表面质量的实验研究铝材冷轧过程工艺控制及产品表面质量的实验研究王录1,孙建林1,马艳丽1,高雅1( 1北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083)摘要:铝板冷轧过程中,对轧制油中添加剂的含量及种类加以控制,可以改善铝板表面质量。
本次实验中初选出几种复合添加剂用来轧制相同厚度的铝板,并对轧后铝材表面质量进行分析。
结果显示轧制润滑可以减小摩擦,提高生产效率;同时又使得轧后铝板表面粗糙度降低,表面质量明显改善。
当润滑状态处于边界润滑时,添加剂会发挥其作用;添加剂不同,其在铝材轧制过程中发挥的作用也不同。
综合比较可以看出,复合添加剂比单独加入一种添加剂的油膜强度高,混合醇型与醇酯型添加剂的油膜强度相当,但醇酯型添加剂无论在减摩降压效果,还是成品表面质量改善上都能产生更好的效果。
关键词:铝材;轧制;表面质量;添加剂Experimental study on cold-rolling process control and Surface Quality of aluminumWang Lu1, Sun Jian-lin1, Ma Yan-li1, Gao Ya1(1 School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083)Abstract:In the processing of cold rolling aluminum, the content and species of rolling oil within different additives can be controlled to improve the quality of aluminum. It was used in this experiment for rolling the same thickness aluminum by adopting combination additives selected primarily. A deep analysis and evaluation of surface quality has been done on investigation data of this experiment. The results indicate that, rolling with lubrication can reduce friction and improve production efficiency. The surface roughness and quality of aluminum after rolling are also decreased at same time. Lubrication additives will have donetheir work when the lubrication states are mainly in boundary lubrication. Different lubricants exert their own function in the rolling process. The comparison results show that the oil-film strength of compound additives is superior to that of single additives, and the oil-film strength of additives with alcohol-ester is equivalent to that of mixed alcohol. Nevertheless, the additive containing alcohol-ester can produce better effect, both in the aspects of antifriction and the improvement of surface quality. Key words:aluminum, cold rolling, surface quality, lubrication additive自国务院节能减排方案的提出,人们愈加意识到“十一五”期间降低能源消耗和减少污染排放的重要性,迫切需要一种“节能减排型”润滑剂,因而需要润滑剂不仅具有合适的粘度、良好的退火清洁度等性能,还要能够有效地减小轧后产品表面粗糙度、降低能源和减少环境污染等。
再生铝合金铸造工艺中的质量控制与质量管理方法铝合金是目前应用广泛的材料之一,其广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
再生铝合金铸造工艺是利用再生铝材料进行铸造的一种环保型工艺,具有成本低、资源节约和能源消耗少等优势。
为确保再生铝合金铸造工艺的高质量生产,需要积极采取质量控制与质量管理方法。
本文将重点讨论再生铝合金铸造工艺中的质量控制与质量管理方法。
一、原材料质量控制再生铝合金铸造工艺的原材料主要是再生铝材料。
为确保再生铝材料质量,需要进行有效的质量控制措施。
首先,进行原材料的筛选和分选工作,确保再生铝材料的杂质含量低。
其次,进行充分的再生铝材料检验,例如通过氧化铝含量、金属含量、硅含量等指标进行检测,以确保再生铝材料的化学成分符合标准要求。
在原材料质量控制方面,可采用相关仪器设备进行检测,如化学分析仪、金属检测仪等。
二、铸造工艺参数控制再生铝合金铸造工艺中,铸造的各个工艺参数对于产品质量具有重要影响。
因此,对于铸造工艺参数的控制是质量管理的关键。
首先,需要确定合适的铸造温度范围,以保证再生铝材料的流动性。
其次,根据铸件的形状和大小,确定合适的冷却时间和冷却速度。
此外,还需要确保铸造过程中的浇注速度、浇注压力以及模具的温度等参数控制在适当范围内。
通过合理控制这些铸造工艺参数,可以有效地提高再生铝合金铸件的质量。
三、质量管理体系建立质量管理是再生铝合金铸造工艺中的重要环节,建立科学有效的质量管理体系对于提高产品质量至关重要。
在质量管理体系中,应严格执行各个环节的工艺规程,确保所有工艺规范符合要求。
此外,建立健全的质量检测体系,通过对再生铝合金铸件进行严格的检测,如材料成分检测、尺寸检测、表面缺陷检测等,发现问题及时进行调整与整改措施,以确保产品符合客户要求。
四、员工培训与技能提升再生铝合金铸造工艺的质量控制与质量管理不仅仅依靠设备和工艺,员工的专业技能与经验同样重要。
因此,对于铸造工艺人员进行培训与技能提升尤为关键。
3102D铝合金铸轧板生产工艺研究刘伟尚(酒钢集团技术中心,甘肃,嘉峪关,735100) 摘 要:本文介绍了3102D铝合金的生产难点,以及3102D铸轧板的质量要求和主要生产设备,通过研究3102D铝合金铸轧板的生产工艺,寻求解决3102D铸轧板晶粒组织粗大不均匀的途径。
关键词:3102D铝合金;铸轧工艺;晶粒粗大Study on Production Process of 3102D Aluminum Alloy CastRolling PlateLiu Weishang(Technology Center of Jiuquan Iron and Steel(Group) Corporation, Jiayuguan,Gansu, 735100) Abstract: The paper introduces the difficulties in the production of 3102D aluminum alloy, the quality requirements and main production equipment of 3102D cast rolling plate. By studying the production process of 3102D aluminum alloy cast rolling plate, the way to solve the coarse and uneven grain structure of 3102D cast rolling plate is found. Key words: 3102D aluminum alloy; cast rolling; coarse grain1 前 言 3102铝合金属Al-Mn系变形合金,它的塑性高,焊接性能好,强度比1系铝合金高,而耐腐蚀性能与1系铝合金接近,是一种耐腐蚀性能良好的中等强度铝合金,广泛用于生产空调箔[1-2]。
铝连续铸轧立板工艺研究铝连续铸轧立板工艺,这个听起来像是个高深的技术名词,但其实它和我们日常生活息息相关。
你知道吧,咱们生活中用的很多铝制品,比如铝合金门窗、厨房用具、汽车配件,背后都有一个“铝连续铸轧立板工艺”的功劳。
这不只是一个技术上的名词,它代表着铝材从原材料到最终成品的一个神奇过程。
要是你想了解它,那咱们就一起聊聊,看看这个工艺是如何把原料变成各种各样的铝制成品的,顺便聊聊它的奥秘。
这个工艺的名字就已经说明了很多事情。
你看,“铝”这个字,是不是一下就能联想到很多东西?铝是非常轻的金属,硬度适中,耐腐蚀,常常用来制造各种产品。
再看“连续铸轧”,别看这俩字很专业,其实它的意思也不复杂。
连续铸造,就是通过一个持续不断的过程,把铝的液态金属慢慢地冷却成固态,这样就能得到铝板的形态。
而“轧”这个字,指的就是压制、碾压的意思,就是通过机械的力量把铝板压得更薄,压出你需要的形状。
“立板”嘛,就是说这整个过程出来的是“板”状的铝材料。
说到这里,大家可能会问,为什么要用这么复杂的方式来处理铝呢?其实呀,这背后可有大大的学问。
铝的生产过程中,温度、压力、冷却速度,甚至是每一个环节的小小差异,都能决定最终铝板的质量。
想想看,铝合金材料应用的地方多了去了,稍微一点点的瑕疵,可能就会影响到产品的使用性能。
所以,必须得精细控制每一个环节。
这就像做菜一样,你控制好了火候,菜肴就鲜香可口;如果火候把握不好,菜肴就可能变味。
好啦,那这个铝连续铸轧立板工艺,怎么就能把一堆铝矿石变成我们手里轻巧的铝板呢?首先是要把铝矿石经过提炼处理,得到纯铝。
然后,将这种纯铝通过高温熔化,变成液态的铝水。
这个液态铝水就像是刚从锅里倒出来的热汤一样,温度高得让人望而生畏。
这些液态铝会被送进铸造设备,冷却下来,变成铝板的雏形。
你能想象吗?这些铝水一滴滴落到模具里,然后迅速凝固,变成一块块长条形的铝锭。
有了铝锭之后,接下来的“轧”工艺就开始了。
这时,铝锭就得接受一对强力的“轧辊”压制了。
铝板铸扎工艺铝板铸扎工艺是一种将液态铝合金浇注到铸型中并通过冷却凝固而形成所需产品的制造工艺。
这种工艺的优点是生产出来的产品表面光滑且精度高,而缺点则是成本高、生产周期长。
目前,铝板铸扎工艺已广泛应用于制造各种铝合金制品,如车身部件、机械零件、武器装备等。
铝板铸扎工艺的原理是将具有一定比例配合的铝合金加热到液态,然后倒入铸型中,经过冷却凝固后即可得到所需产品。
这种工艺的步骤包括:铸型制备、模具涂料的施加、熔化铝合金、浇铸、冷却、回火等。
铸型是整个工艺中至关重要的一步,它直接决定了产品的形状和尺寸。
铸型的材质可以是砂型、金属型、陶瓷型等。
不同型号的铸型应根据所铸铝合金材料的性质和规格进行选择。
铝板铸扎工艺与其他铝合金制品工艺相比,具有以下优点:1. 铝板铸扎工艺生产出来的产品表面光滑、精度高,具有优良的气密性和良好的抗腐蚀性能。
2. 铝板铸扎工艺可以生产出单件、中小批量等多种规格的产品,灵活性强。
3. 铝板铸扎工艺可以加工制造各种复杂的铝合金制品,并且可以在产品的内部设置多种功能构件,如隔热层、输送管道、水冷却管等。
铝板铸扎工艺的缺点也是很明显的,它的主要缺点在于成本高、生产周期长。
由于液态铝合金在高温下很难直接装入铸型中,生产过程中需要不断地取样检测,安排特殊的工序和设备进行测量。
而且,铝板铸扎工艺在浇注铝合金的过程中需要耗费大量的能源,加热、降温等过程也需要耗费许多时间。
尽管铝板铸扎工艺存在一些缺点,但它仍然是铝合金制品制造中的一种重要工艺。
现今随着科技的不断发展,新型铝板铸扎工艺已经逐渐涌现,生产效率和产品质量也不断提升。
未来,铝板铸扎工艺将会得到更广泛的应用和改进,遇到新的挑战和发展机会,为汽车、航空、轨道交通和工程机械等领域的发展作出更大的贡献。
冶金冶炼M etallurgical smelting铸轧法3104铝合金生产工艺控制要点浅析陈博文,杜新伟(乳源东阳光优艾希杰精箔有限公司,广东 韶关 512700)摘 要:本文通过研究了铸轧和均匀化条件下铸轧3104合金的组织改善情况,铸轧过程中通过选择适宜的铸轧工艺(前箱温度690℃,铸轧速度0.8m/s)以及适宜的均匀化工艺(570℃×10h)可以有效的降低铸轧法3104合金的晶内偏析同时降低晶粒度,改善后的成品经过退火后,0.4mm3系合金O状态延伸率可以达到27%,冲压不开裂,表面不存在水波纹。
关键词:铸轧;均匀化;偏析;延伸率中图分类号:TG335.9 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2019)08-0022-2Brief Analysis on Key Points of Production Process Control of3104 Aluminum Alloy by Casting-Rolling ProcessCHEN Bo-wen, DU Xin-wei(Ruyuan Dongguang Youyi Xijie Precision Foil Co., Ltd. Shaoguan 512700,China)Abstract: In this paper, the improvement of the structure of 3104 alloy Cast-rolled under the conditions of casting-rolling and homogenization was studied. The proper casting-rolling process (front chamber temperature 690 C, casting-rolling speed 0.8m/s) and suitable homogenization process (570℃×10h) can effectively reduce the intragranular segregation and grain size of 3104 alloy cast-rolling, and the improved product can be annealed. The elongation in O state of 0.4mm3 alloy can reach 27%. It can not be cracked in stamping and there is no water ripple on the surface.Keywords: casting and rolling; homogenization; segregation; elongation3000系铝合金主要添加元素为Mn元素,主要形成MnAl6第二相作为强化相。
第一章铸轧的基本原理第一节铸轧原理的简单介绍连续铸轧工艺是液体铝连续通过旋转的结晶器(铸轧机)制成毛坯同时轧制成为板带的一种金属铸轧方法。
铝带坯连续铸轧工艺是八十年代从国外引进的一种先进的生产工艺连续铸轧即铸造和轧制的过程,通过供料嘴从铸轧辊的一侧源源不段地供应液体金属铝,经过铸轧辊的连续冷却,铸造,轧制,从铸轧辊的另一侧铸轧出铸轧板,同时进,出铸轧区的金属量始终保持平衡,使之达到连续铸轧的稳定过程,具体内容如下。
液体金属铝通过供料嘴进入到铸轧区时,立即与两个相转动的铸轧辊相遇,液体金属铝的热量不段从垂直于铸轧辊辊面的方向传递到铸轧辊中,使附着在铸轧辊表面的液体金属铝的温度急剧下降,因此,液体金属铝在铸轧辊表面被冷却、结晶,凝固。
随着铸轧辊的不段转动,液体金属铝的热量继续向铸轧辊中传递,并不段被铸轧辊中的冷却水带走,晶体不段向液体中生长,凝固层随之增厚。
液体金属铝与两个铸轧辊基本同时接触,同时结晶,其结晶过程和条件相同,形成凝固层的速度和厚度相同,当两侧凝固层厚度随着铸轧辊的转动逐渐增加,并在两个铸轧辊中心线以下相遇时,即完成了铸造过程,并随之受到这两个铸轧辊对其凝固组织的轧制作用,并给以一定的轧制加工率,使液体金属铝被铸造,轧制成铸轧板,这就是连续铸轧的基本原理。
第二节铸轧的工艺流程铝水→静置保温炉→除气箱→过滤箱→供流系统→铸轧机→喷涂系统→剪床→卷取。
1.2.1 熔炼铝锭装入圆炉中,加以高温融化,待熔融后有一定温度时在其中加入金属溶剂并搅拌,使金属溶剂达到一定的含量既可倒炉,将铝水倒到静置炉内。
1.2.2 保温静置炉内的液态铝并不是马上就进入下一道工序需要一点点流过去,因此在静置炉内保温。
1.2.3 除气铝水从静置炉流出在除气箱内除气保温,继续流往下一工序。
除气箱有两个腔体,一个是除气用一个是加热或保温。
1.2.4 过滤过滤是在过滤箱内完成的,过滤箱腔中安装有过滤片,有来过滤,此工序的质量直接关系铸轧板的质量,过滤彻底则无夹渣,不彻底则会有质量问题。
1.2.5 铸轧这个过程在两轧辊中完成,是浇注与轧制的连续进行,在60-70mm 之间完成浇注,待凝结后对刚凝固的金属进行轧制。
1.2.6 中间机组这一过程主要以剪切为主,也有的机组配备有铣床,对边部进行铣削。
1.2. 7 卷取将轧机前端生产的连续的铝板带卷取成卷。
铸轧工艺流程图见 图1.1第三节 铸轧过程中的一些参数1.3.1铸轧区长度铸轧区是连续铸轧工艺的关键地方,铸轧区长度不仅影响其工艺参数,而且是对铸轧板质量起决定性作用。
在铸轧区中,只经过几秒钟的时间就连续完成了铸造与轧制两个过程。
当铸轧区长度偏小时,铸轧速度变慢,铸轧板的加工率小,其他工艺参数的调整范围也小。
增大铸轧区长度,即可提高铸轧速度,又可增大加工率,提高铸轧板的组织性能,其他工艺参数的调整范围较大,从而担高劳动生产率。
1.3.2铸轧速度在实际生产中,铸轧速度是指铸轧板的速度,铸轧过程中某一工艺参数发生变化时,必图 1.1 铸轧生产工艺流程图 1- 除气系统 2- 过滤系统 3- 液面控制 4- 铸咀 5- 铸轧机 6- 喷涂系统 7- 剪切机 8- 板卷 12 3 4 5 6须改变其它工艺参数,以保持连续铸轧的稳定性,其中以铸轧速度与其他工艺参数之间的关系最为密切,而且在实际操作中,铸轧速度最便调整铸轧速度更是重要,调整铸轧速度,主要是使铸轧速度与液体金属在铸轧区的凝固速度成一定比例。
1.3.3铸轧辊的冷却强度铝水冷却是由铸轧辊辊套的蓄热来保证的,当辊套与铝水接触后,辊套将铝中热量吸收,使铝水冷却,凝固,随即辊套温度升高,热量由辊套传递到循环冷却水中然后再由循环冷却水带走。
因此,在单位时间内辊套的吸热能力和冷却水带走的热量对铸轧速度有很大的影响。
影响铸轧辊的冷却强度的因素有:辊套的吸热和导热能力,辊套的材质和厚度等。
影响冷却水在单位时间内带走热量的因素有:冷却水的水质,在铸轧冷却水的入口处水的温度,压力和流量。
1.3.4前箱温度前箱温度又称浇注温度,在生产中经常用热电偶测前箱中液体金属温度来控制浇注温度。
温度的稳定直接影响铸轧过程中结晶速度的恒定,因此,前箱温度要尽量减少波动保证稳定的前箱液面高度,才能保证生产出纵向厚差合格的铸轧板。
1.3.5前箱液面高度前箱液面高度为铸轧区内结晶瞬间的液态金属提供流量和所需压力,从而保证了金属结晶的连续性,并且能获得致密的组织结构,对铸轧板的质量有好处。
如液面偏低,就会使静压力减小供流量不足,满足不了铸轧速度的要求易出现热带。
液面偏高时,铝液的静压力增大,结晶速度跟不上轧制速度,致使多于的液体从耳子的间隙中挤出把耳子一起冲出去,使得铝液大量流出造成生产中断。
第二章铸轧板质量的研究第一节常见问题的研究在连续铸轧生产中,因熔体质量差和工艺参数调整不当及其它一些原因,将会产生以下几种缺陷。
下面将对这些缺陷生产原因加以分析,并探讨其解决办法。
2.1.1 热带这种缺陷是液体金属铝在铸轧区内某局部地区只完成了结晶过程而没有受到铸轧辊的轧制作用,呈凝固状态被铸轧辊带出来。
(1)产生原因a.由于前箱内液体金属温度偏高,在流入铸轧区时,温度分布不均匀,在局部温度过高处,液穴偏深,当液穴深度等于或超过铸轧区时,铸轧板表面在该处出现热带;b.前箱液面偏低时,静压力小,使液体金属在铸轧区内局部地区供给不足,产生热带;c.铸轧速度过快,使液体金属在铸轧区内局部地区尚未完全凝固就被铸轧辊带出来,形成热带;d.石墨喷涂或火烤辊火焰调整不当;e.供料嘴局部发生堵塞,造成该处铸轧区内液体金属供给不足;f.铸轧辊套局部有组织缺陷,使该处有渗水现象,当水汽进入铸轧区内时,蒸发变成汽体,阻碍了液体金属供给的连续性,产生热带。
(2)消除方法要仔细地观察产生的热带的形貌,判断其产生的原因,针对其产生的原因,调整相应的工艺参数,对前四个原因产生的热带,要调整石墨喷涂量或火烤辊火焰,降低铸轧速度,降低前箱熔体温度,提高前箱液面高度。
对第四个原因产生的热带,则要提高前箱熔体温度,断板跑渣,并用薄钢条(或锯条)插入嘴腔内将堵塞物处理掉。
第五个原因产生的热带,具有周期性,并始终出现铸轧辊的同一位置上,这时,只有停机换辊,重新立板生产。
2.1.2 裂纹(裂口)铸轧板表面的裂口缺陷呈横向月牙形,现场称之为“马蹄形裂口”这种缺陷分布不规则,连续出现。
(1)产生原因产生裂口的主要原因,就是在铸轧区内进行铸造与轧制过程中,表面与中心处的温差比较大,表面层温度低不易变形,中心处温度高容易变形,从铸造区进入到变形区时,金属受轧制作用,表面金属与铸轧辊表面粘着,无滑动,板材中心部分金属相对于表面金属发生向后的滑动,这样,由于变形流动的不均匀,致使在液穴的凝固壳外层,受到拉应力的作用,在铸造区,当液穴较浅时,凝固层较坚厚,不易产生裂纹,而当液穴较深时,凝固层不紧固,当变形不均匀而产生的拉应力足够大时,在凝固层的薄弱处开裂,进而扩展,形成裂口。
当熔体过热,或熔体停炉时间长时,熔体内形核质点减少,在晶界处容易产生裂口。
当铸轧速度较快或前箱温度较高、铸轧区较大、供料嘴唇部破损,使液穴较深时,在铸轧板表面易产生裂口。
(2)消除方法a.使用Al-Ti-B晶粒细化剂,细化晶粒组织,改善加工性能;b.在熔炼过程中避免熔体过热;c.尽量缩短熔体停留、保温时间;e.适当降低铸轧速度,降低前箱温度;f.当供料嘴损坏时,及时更换供料嘴;j.如果没有Al-Ti-B晶粒细化剂,在开始对嘴子时,要控制好铸轧区,不易过大。
2.1.3 气道子这种缺陷可分为轻微和严重两种情况。
在铸轧板的横断面上,轻微者出现微孔压合,不是连续结晶,严重者出现孔洞。
气道子是铸轧板生产板材、箔材危害较大的缺陷。
(1)产生原因产生气道子的主要原因是熔体中氢含量过高,在结晶前沿,由于氢在固体铝中的溶解度很小,致使结晶前沿的熔体中含氢量更高,此时如果晶粒粗大,树枝状晶发展,形成补缩不好的空隙,或者其它夹杂物帮助氢气形核,熔体中的氢便在此处析出成为氢气泡。
由于铸轧工艺是铸造和轧制相连续,受轧制作用,气体不易进入到固体中去,在生产过程中,气泡不断接受结晶时排出的过饱和的氢气而逐渐长大,长大到一定时,过饱和氢便源源不断地析出形成气道子。
(2)消除方法a.加强精炼,降低熔体中的氢含量,使其在0.15ml/100gAl以下。
并使用Al-Ti-B晶粒细化剂细化晶粒;b.使用过滤装置,滤除铝液中的杂质,减少氢的形核质点;c.切卷时跑渣放气。
2.1.4 粗大晶粒粗大晶粒的铸轧板,其表面经过侵蚀即可看见花纹状组织,它严重影响板材的表面质量和内在质量。
(1)产生原因a.在熔炼和静置保温时,金属熔体温度过高;b.熔体在炉内停留保温时间过长;c.铸轧辊冷却强度低,冷却水温度偏高,冷却水压力偏低。
(2)消除方法a.使用Al-Ti-B晶粒细化剂;b.在熔炼和静置保温过程中,防止熔体过热,并尽量缩短熔体保温时间,以保存熔中的大量的自发晶粒;c.提高冷却强度,使铸轧区中的晶粒尚未长大即完成凝固过程。
2.1.5 粘辊(1)产生原因a.铸轧速度过快,前箱温度高;b.冷却强度低;c.清辊器工作状态较差;e.石墨喷涂系统故障,或所用石墨配比不当,石墨乳失效;f.火烤辊火焰调整不当,火焰形成的炭黑附着在辊面较少;j.铸轧辊辊套局部堵塞。
(2)消除方法a.降低铸轧速度或前箱温度;b.提高冷却强度,增大冷却水的流量和压力,降低冷却水温度;c.改善清辊器的工作状态;e.保证石墨喷涂系统正常工作,按工艺要求配制石墨乳,使用良好的石墨乳液;f.调整火烤辊火焰,使附着在辊面炭黑适当;j.清洗铸轧辊内部冷却水通道,防止辊套局部结垢堵塞;2.1.6 大裂边(1)产生原因a.铸轧区太大;b.石墨喷涂量太大;c.供料嘴边部有金属凝块,或耳子损坏。
e.环境温度偏低,耳子保温性能不好;f.石墨耳子不对中或耳子磨损;(2)消除方法a.缩小铸轧区;b.调整石墨喷涂;c.提高前箱温度,提高铸轧速度或断板跑渣,用薄锯条将凝块带出;更换供料嘴。
e.改善耳子保温性能;f.立板时确保耳子对中,生产时发现耳子磨损及时调整,必要时拔板重立;2.1.7 错层实际生产中,铸轧板常会出现错层现象,带有错层的铸轧板,因其两侧所受轧制力不同,铸轧板的机械性能会有所差异,从而导致最终产品性能变化,甚至产生废品。
同时,带有错层的铸轧卷,因两侧加工变形量不同,铸轧卷两侧松紧程度不同,下工序轧制时会产生边部“起浪”现象,严重时,造成报废。
Q/HN101-2002规定:铸轧板允许有局部错层,但错层不得超过15mm,头尾四圈错层不得超过30mm。
(1)产生原因a.铸轧板两侧铸轧区不同;b.卷取机与铸轧机不平行;(2)消除方法调整铸轧区:如铸轧板向操作侧偏,说明驱动侧铸轧区偏大,进驱动侧铸轧区或退操作侧铸轧区,反之亦然。