型材生产工艺规程

1、 第一章铝及铝合金基础知识一、铝1、总论铝是一种自然资源。按形态分：矿产资源按性质分：非可再生资源铝自1825年首次被人发现以来，迄今已有170余年的历史。1886年，Hall-Heroult熔盐电解法炼铝的成功，意味着铝工业化的开始。铝在金属材料的产量与用量仅次于钢铁而居第二位。铝在地壳中具有丰富的蕴藏量，其储量占地壳总量的78。铝元素符号Al化合价+3原子量26.981539（27）密度2.71g/cm3熔点660C沸点2494C银白色轻金属，有延展性，在空气中易形成氧化物薄膜。2、铝的优良性能：2.1密度纯铝在室温时的密度为2.7g/cm3白于密度小而使铝在航天航空、交通运输等领域得到广

2、泛应用。2.2导热性铝的热导率高，在金属中仅次于银、金、铜居第四位，是铁的3倍。因此，铝材是制造热交换器，发动机部件与家庭采暖设施的良好材料2.3热膨胀系数铝的热膨胀系数大，为不锈钢、铜、黄铜的1.5倍，是一缺点，纯铝的体膨胀系数为68.1X10-6M3/M3k2.4导电性同其导热性一样，铝导电性仅次于银、铜和金而居第四位，电工铝的等体积电导率可达62%，IACS，约为铜的60%，等重量铝导线的导电量超过铜的2倍。因此，铝被广泛应用于电线、电缆工业中。LD31合金管材在输配电站得到广泛应用。纯度为99.99%的铝在20C时的电阻率为2.6548X10-8耐蚀性铝及其合金表面易生成一层致密、牢固

3、的al2o3保护膜。这层保护膜在卤数离子或碱离子的激烈作用下才会遭到破坏。因此，铝有很好的耐大气腐蚀和水腐蚀的能力。能抵抗多数酸及有机物腐蚀。通过合金选择，包覆阴极保护合金层，进行阳极氧化处理，涂油漆，电泳涂漆，喷涂耐蚀性粉末等措施，可进一步提高铝材抗蚀性。反射率铝表面对红外线、紫外线、可见光线、激光、电波等有高的反射率，因此，铝广泛用于光、热、反射材料。磁学性能铝属弱磁材料，几乎不受电磁影响，亦无磁性，因此在通讯、电子、超导材料及计算机领域是不可缺少的材料。2.8力学性能铝合金的基本特性之一，放在第二部分铝合金中进行讲解。超塑性能也在第二部分铝合金中进行讲解。其他性能如抗蚀性能、成型性能等。

4、二、铝合金1、铝合金的基本特性：是其常规的力学性能随合金种类与状态的不同，变化范围极宽，抗拉强度为50Mpa800Mpa，屈服强度为10Mpa700Mpa，伸长率为2%50%。铝合金具有良好的超塑性。典型的超塑铝合金有：铝钙系、铝铜系、铝镁系、铝锂系、铝镁钪系等。铝合金如果根据状态来区分：铸造铝合金、变形铝合金。变形铝合金定义：可用加热的方法使之变成单相组织，所以有加工变形的可能的铝合金。有一种铝合金，它们随温度的降低，合金元素溶解度越来越小，因而有热处理强化的可能性称之为热处理可强化的变形合金。有一种铝合金，不论温度如何变化，合金的组织不起变化，故称为热处理不可强化的变形合金。热处理可强化的

5、变形铝合金和热处理不可强化的变形铝合金均属于变形铝合金。变形铝合金按性能和用途不同可分为：铝(L)、防锈铝(LF)、硬铝(LY)、超硬铝(LC)、锻铝(LD)、特殊铝合金(LT)。根据我厂的实际情况，这里主要介绍一下可热处理强化铝合金系：铝铜镁系；铝铜锰系；铝铜镁铁镍系；铝镁硅系及铝镁硅铜系；铝锌镁系及铝锌镁铜系；铝铜锂系。这里主要介绍一下(4)即铝镁硅系合金。合金化定义：所谓合金化就是在金属中添加某些其它元素，改变金属的性质，以适应不同用途的需要。铝合金化的目的首选是为了提高铝的强度，在此前提下，还应考虑其他性能的改善，如加工性、抗蚀性、耐磨性、硬度、液态金属的流动性、表面性能以及其他特殊性

6、能等。2、合金：白基体金属元素（即含量最大的元素），合金元素及杂质所组成的一种金属物质。3、合金元素：为使金属具有某些特性，在基体金属中有意加入或保留的金属或非金属元素，即为合金元素。4、杂质：存在于金属中的，但并非有意加入或保留的金属或非金属元素，即为杂质。5、举例：6063铝合金化学成份（%）：MgSiFeCuCrMnZnTi合计Al0.450.90.200.60.350.100.100.100.100.100.050.15余量说明：1）基体金属元素，Al，含量为最低限，即白100.00%减去所有含量不小于0.010%的元素总和的差值所得，求和前各元素含量的数值要修约到0.0X%。2）合金

7、元素（含量有上下限要求的）MgSi3）杂质元素（表中单个数值的）：其含量为最高限。如FeCuMnCrZnTi等。4）其它元素：指未列出或未规定数值的金属元素，如有极限要求时，做具体规定。Al-Mg-Si系合金是热处理可强化型铝合金，有中等强度和优秀的焊接和抗蚀性能，有明显的时效硬化效应。工业用Al-Mg-Si系，基本特征及主要用途：系合金牌号基本特征主要用途中国美国铝镁硅系LD606331典型的挤压合金，强度比LD合金的低，挤压性能良好，可挤压截面形状复杂的薄壁型材，耐腐蚀性高，表面处理性能好。建筑、家具、车辆、家电器材的型材Al-Mg-Si系合金的组织为Al-Mg-Si中的镁硅比为1.73，

8、所以合金中Mg,Si含量比有的恰好等于Mg2Si,有的Si高些。Mg2Si含量在0.8%1.2%，含镁量小于0.15%。过剩Si的存在，能使强度进一步提高。值得一提的是目前在6063合金生产中也采用过剩Si的质量控制法，实践表明，在Si含量过剩0.11%左右时，可以降低金属的变形抗力，有利于提高挤压生产效率。但也不是Si越过剩越好，据有关报道，过剩硅量超过0.20%会对氧化膜的“灰化”有影响。Fe是Al合金中不可避免的杂质元素，少量的铁有利于合金强度的提高，但当铁含量大于0.25%时，易形成0-Fe相，0-Fe和FeAJ相，其中0-Fe和FeAl3相为针状，会破坏合金结构的连续性。少量的杂质Z

9、n的电极电位较铝低而弱化合金的耐蚀性，尤其在型材生产中当Zn大于0.06%时，型材易产生雪花状腐蚀斑点或白色条纹缺陷。三、铝及铝合金的牌号命名法我国铝及铝合金的牌号命名在GB340-76中规定采用汉语拼音表示法，如LD31，其中L为“铝”的汉语拼音第一个字母，D为“锻”的汉语拼音第一个字母，合起来即为LD表示锻铝，加上阿拉伯数字，LD31中的“31”只为区别于其它锻铝，在合金元素的含量上不同。现在，我国已采用国际四位数字体系牌号命名法：国际四位数字体系牌号的第一位数字表示组别：纯铝（含量不小于99.00%）1XXX合金（1）Cu2XXX2)Mn3XXX3)Si4XXX4)Mg5XXX5)MgS

10、i6XXX6)Zn7XXX7）其它元素8XXX8）备用组9XXX说明：1组1XXX表示纯铝，最后的二位数字表示最低铝百分含量中小数点后面的二位数。牌号中的第二位数字表示合金元素或杂质极限含量的控制情况，如果第二位为0，则表示其杂质极限含量无特殊控制；如果是19则表示对一项或一项以上的单个杂质或合金元素含量有特殊要求。如牌号“1070”纯铝：第一位数1表示纯铝第二位数0表示杂质极限含量无特殊要求控制第三、四位数字70表示纯铝含量数值的小数点后面的二位数为70。则牌号1070纯铝表示：纯铝含量为99.70%，对杂质极限含量无特殊控制要求。又如：牌号1145纯铝：第一位数1表示纯铝第二位数1表示对单

11、个杂质极限含量有特殊控制要求。国际四位数字体系2XXX8XXX牌号TX细分状态代号说明与应用：状态代号说明与应用T0固溶热处理后，经自然时效再通过冷加工的状态。适用于经冷加工提高强度的产品。T1由咼温成型过程冷却，然后自然时效至基本稳定状态。适用于由高温成型过程冷却后，不再进行冷加工（可进行矫直矫平，但不影响力学性能极限）的产品。T2由咼温成型过程冷却，经冷加工后自然时效至基本稳定状态。适用于由高温成型过程冷却后，进行冷加工或矫直、矫平以提咼强度的产品。T3固溶热处理后进行冷加工，再经自然时效至基本稳定的状态。适用在固溶热处理后进行冷加工后矫直、矫平以提咼强度的产品。T4固溶热处理后自然时效至

12、基本稳定的状态。适用于固溶热处理后不再进行冷加工（可进行矫直、矫平但不影响力学性能极限）的产品。T5由咼温成型过程冷却，然后进行人工时效的状态。适用由高温成型过程冷却后，不经过冷加工（可进行矫直、矫平但不影响力学性能极限），予以人工时效的产品。T6固溶热处理后进行人工时效的状态。适用于固溶热处理后不再进行冷加工（可进行矫直、矫平但不影响力学性能极限）的产品。T7固溶热处理后进行过时效的状态。适用于固溶热处理后，为获取某些重要特性，在人工时效时，强度在时效曲线上越过了最高峰点的产品。T8固溶热处理后经冷加工，然后进行人工时效的状态。适用于经冷加工，或矫直矫平、以提高强度的产品。T9固溶热处理后人

13、工时效，然后进行冷加工的状态。适用于经冷加工提高强度的产品。T10由咼温成型过程冷却后，进行冷加工，然后人工时效的状态。适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品。注：某些铝一镁一硅系合金，无论是炉内固溶热处理，还是从咼温成型过程急冷以保留可溶性组分在固溶体中，都能达到相同的固溶热处理效果，这些合金的T3、T4、T6、T7、T8和T9状态可米用上述一种处理方法的任种。3、工艺处理方法中涉及的名词含意：热加工：金属或合金在产生加工硬化的某温度范围内的塑性变形。冷加工：金属或合金在产生加工硬化温度下的塑性变形。退火：通过消除金属或合金冷加工产生的加工硬化，或使金属或合金再结晶(或)可溶组份从固溶

14、体中聚集析出，使金属或合金软化的热处理。也称“焖火”淬火：将加热到高温的合金置入液体或气态介质中或固体相接触，以能够使固溶体中保留部分或全部可溶组份的冷却速度，使合金冷却的处理。固溶体：固态溶液或固体溶液的简称。通常指由组成合金的基体金属或化合物(溶剂)在固态下溶有其他元素(溶质)的原子所形成的晶体。被溶元素的原子可以是无序排列或有序排列。固溶热处理：合金被加热到某一适当温度，并保温到适当的时间，可溶组份充分进入固溶体中，并在淬火后可溶组份以过饱和状态保留在固溶体中的处理方法。这样可以改善合金组份的均匀性，提高延展性和韧性。时效处理：金属材料热处理工艺之一。为了消除金属制品在制造过程中产生的内

15、应力，以防止或减少由于内应力引起变形。可分为自然时效和人工时效。自然时效：在室温下，通过过饱和固溶体中可溶组份的脱落，使合金强化的处理。人工时效：在高于室温以上，通过过饱和固溶体中可溶组份的脱落，使合金强化的热处理。均匀化：金属或合金加热到某一高温并保温一段时间，主要是通过扩散消除或减少化学偏析的处理。4、金新旧状态代号：原标准GB34076新标准GB/T1647597RCST5新标准是依据美国国家标准ANSIH351标准，并结合我国使用的状态代号方法制定的，自1997年1月1日实施。第二章铝型材生产工艺第一节熔铸工艺规程1.范围我集团熔铸厂生产6063铝合金圆铸锭其熔铸工艺流程、工艺参数及操

16、作要求。引用标准GB1196-2002重熔用铝锭GB/T3499-1995重熔用镁锭GB/T8733-2000铸造铝合金锭GB/T3190-1996变形铝及铝合金化学成份YS67LD30、LD31铝合金挤压用圆铸锭工艺流程来料检查配料冷炉预热装炉熔炼扒渣熔炼炉取样化验精炼静默炉取样化验精炼扒渣静置铸造圆铸锭检验下料定尺棒检验注：带为特殊过程，其余为一般过程3.1.配料6063圆铸锭的化学成份应符合B/T3190勺规定见表1表1标准化学成份%MgSiFeCuMnCrZnTiGaAl6063圆铸锭0.450.90.200.60切350.10.10.10.10.10.1余量厂控亚光圆铸锭（0.500

17、.700.340.50切30切080.050.050.070.10.05工业用圆铸锭:0.550.750.360.55切350.10.10.10.10.10.1电泳0.480.650.300450.200.040.040.030.040.040.03第二节铝型材挤压工艺规程挤压不仅在工序衔接上起到承前启后的作用，并且在对后道表面处理工序也有很大的影响。1.工艺流程圆铸锭加热一模具加热挤压一风冷一引料一拉伸矫直一锯1人工时效-检验一转氧化车间盛锭筒加热一第三节表面处理一、铝型材阳极氧化工艺规程1.工艺流程来料检查绑料脱脂水洗水洗酸蚀水洗水洗碱蚀热水洗水洗中和水洗水洗氧化水洗水洗纯水洗封孔水洗水洗水洗吹干卸架检查包装入库二、铝型材电泳涂漆工艺规程1.工艺流程来料检查绑料脱脂水洗水洗酸蚀水洗碱蚀水洗水洗中和水洗水洗氧化水洗水洗水洗纯水洗电解着色水洗水洗水洗水洗纯水洗水洗o电泳涂漆一卡O水洗一-02水洗固化