为什么要进行铝型材模具煲模工艺

1、精选文档为什么要进行铝型材模具煲模工艺？摘要：本文介绍了铝挤压模具煲模工序的现状，针对煲模消耗大量氢氧化钠的状况，进行试验分析和对比，探讨能够提高效率和节省成本的方案。关键词：煲模；氢氧化钠；时间；浓度；温度Abstract: This paper introduces the process of aluminum extrusion die corrosive wash situation, consume large amounts of sodium hydroxide for corrosive wash case. After testing analysis and compar

2、ison, investigate possible to improve efficiency and cost savings programs.Keywords: Corrosive wash; Sodium hydroxide; Time; Concentration; Temperature1前言模具是铝挤压生产过程中的关键部件，当挤压机台使用后卸下模具，存在肯定量的废铝堵塞在模具孔中，影响模具的返修和再次使用。煲模工序是将模具用起重机吊入装有氢氧化钠溶液的碱槽内，待粘附在模具孔中的废铝部分溶解后，把模具清洗洁净并敲出废铝，再将清理后的模具进行返修或重新投入使用。铝挤压模具的煲模过程

3、中会产生含碱、含铝的废液。2煲模现状铝挤压模具煲模工序是将模具浸没到氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液会把铝金属溶解，因此，使模具变得洁净，便于再次使用。但是氢氧化钠溶液里会很快富集溶解的铝，在连续溶解更多铝时，其溶解力量下降直至完全丢失，因此氢氧化钠溶液必需频繁地进行更换 1。煲模过程中，模具孔中的废铝在氢氧化钠溶液中发生以下化学反应：去掉铝的自然氧化膜：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O(g)（水蒸气）溶解铝：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2 +3H2溶液分解：NaAlO2+2H2O=Al(OH)3+NaOH在实际生产中，煲模工序的氢氧化钠质量浓度约为200g/L300g

4、/L（质量分数约为16.7%23.1%），煲模温度峰值可达到100，煲模时间视模具的具体状况而定（模具种类、模具大小、模具是否急用等）。煲模工人在日常生产操作中，主要存在以下几点问题：（1）无组织无方案地添加氢氧化钠，氢氧化钠消耗量大；（2）凭借阅历更换氢氧化钠溶液，铺张严峻；（3）为图省事，延长煲模时间。年产量20万吨铝型材的企业，煲模工序中消耗氢氧化钠约2000吨，产生含碱、含铝的煲模废液约8000吨。煲模工序消耗大量的氢氧化钠，处理大量的煲模废液还需消耗大量的酸液。3试验探究依据对煲模工序实际生产状况的观看和了解，结合煲模工序所发生的化学反应，对煲模效率影响较大的因素主要有煲模时间、氢氧

5、化钠浓度和煲模温度。因此，主要从这三点因素进行试验，并探究煲模废液中各物质浓度的变化状况。3.1反应时间对溶解铝金属的影响取7支圆柱状小铝棒（直径D=21mm，长度L=100mm），重量为92.30.1g，配备7份500mL氢氧化钠质量浓度均为300g/L的氢氧化钠溶液。将铝棒分别置于氢氧化钠溶液中，分别放置1、2、3、4、5、6、12小时。到达目标时间后，测定溶液的总碱浓度、游离氢氧化钠浓度、铝离子浓度和溶液温度。取出铝棒，用滤纸轻擦洁净后，称取铝棒重量。试验现象具体如下：（1）铝棒表面有气泡冒出，气泡初期渐渐增加，一段时间后渐渐削减；（2）溶液反应放出热量，溶液初期渐渐升温至沸腾，一段时间

6、后停止沸腾；（3）溶液颜色由白色渐渐变为灰色，随着反应时间的增加，溶液颜色加深并变得更加混浊；（4）溶液的液位渐渐下降；（5）溶液底部生成灰黑色沉淀物，并渐渐增加。随着反应时间的增加，总碱浓度不断增加。这是由于铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，偏铝酸根发生水解：AlO2-+2H2O Al(OH)3+OH-，使得溶液呈强碱性，加上溶液中含有未消耗的氢氧化钠，所以总碱浓度不断增加。随着反应时间的增加，游离氢氧化钠浓度渐渐削减，铝离子浓度渐渐增加，当反应约3小时后，游离氢氧化钠浓度和铝离子浓度的变化趋于平稳。这是由于随着反应时间的增加，氢氧化钠溶液里富集溶解的铝越来越多，铝离子浓度上升，再连续溶解更

7、多铝时，氢氧化钠溶液的溶解力量渐渐下降，所以游离氢氧化钠浓度和铝离子浓度变化的速度渐渐下降。当铝棒与氢氧化钠溶液接触后，溶液温度上升。这是由于氢氧化钠溶于水是放热的物理反应，铝与氢氧化钠溶液反应是放热的化学反应，使得溶液温度上升至沸腾，然后温度渐渐下降。随着反应时间的增加，铝棒重量渐渐削减，当反应约3小时后，铝棒重量的变化趋于平稳。这是由于随着反应时间的增加，氢氧化钠溶液的溶解力量渐渐下降，所以铝棒与氢氧化钠溶液反应的速度渐渐下降。结合图1图2分析，反应开头约3小时内，铝棒与氢氧化钠溶液反应的速度较快；反应约3小时后，铝棒与氢氧化钠溶液反应的速度较慢，与反应开头约3小时内铝棒与氢氧化钠溶液反应

8、的速度对比，下降幅度明显。结合实际生产状况考虑，煲模时间把握在3小时左右，煲模效率较高，延长煲模时间对废铝的溶解效果不明显。3.2 氢氧化钠浓度对溶解铝金属的影响取5支圆柱状小铝棒（直径D=21mm，长度L=100mm），重量为92.30.1g，配备5份500mL氢氧化钠质量浓度依次为210g/L、240g/L、270g/L、300g/L、330g/L的氢氧化钠溶液，取5支铝棒分别置于氢氧化钠溶液中，马上用记号笔在烧杯壁上的液面高度处作标记。每间隔1小时，取出铝棒，用滤纸轻擦洁净后，称取铝棒重量。然后将铝棒重新置于氢氧化钠溶液中，加入室温的自来水至标记处。氢氧化钠浓度越高，铝棒重量的削减速度越

9、快。由反应时间对溶解铝金属的影响可知，反应时间把握在3小时左右，溶解铝金属的效率较高。当反应时间为3小时的时候，上述浓度为210g/L、240g/L、270g/L、300g/L、330g/L的5支铝棒削减重量依次为26.84g、37.82g、42.19g、49.91g、53.63g。取相邻浓度的反应3小时的铝棒削减重量相减，取确定值，依次为：10.98g、4.37g、7.72g、3.72g。当反应时间为3小时的时候，240g/L浓度的氢氧化钠溶液的铝棒削减重量，对比210g/L浓度的氢氧化钠溶液的铝棒削减重量提升较大（10.98g），因此，建议接受浓度240g/L的氢氧化钠溶液进行溶解铝金属；

10、当反应时间为3小时的时候，330g/L浓度的氢氧化钠溶液的铝棒削减重量，对比300g/L浓度的氢氧化钠溶液的铝棒削减重量提升较小（3.72g），因此，建议接受浓度300g/L的氢氧化钠溶液进行溶解铝金属。实际生产中，衡量废铝的溶解速度与生产成本，建议接受质量浓度为240g/L300g/L的氢氧化钠溶液进行煲模。3.3 反应温度对溶解铝金属的影响取2支圆柱状小铝棒（直径D=21mm，长度L=100mm），重量为92.30.1g，配备2份500mL氢氧化钠质量浓度分别为150g/L、300g/L的氢氧化钠溶液，将烧杯置于恒温水浴加热装置中，设定温度为90。取2支铝棒分别置于氢氧化钠溶液中，马上用记号笔在烧杯壁上的液面高度处作标记。每间隔1小时，取出铝棒，用滤纸轻擦洁净后，称取铝棒重量。然后将铝棒重新置于氢氧化钠溶液中，加入室温的自来水至标记处。提高氢氧化钠溶液的温度，铝棒重量的削减速度明显加快。低浓度的氢氧化钠溶液升温后，其铝棒重量的削减速