中南大学学生暑期实习报告参观铝业公司

中南大学学生暑期实习报告参观铝业公司内容摘要：

压热塑性变形不均，表层金属承受较大的摩擦力和附加拉应力：当瞬时应力超过金属抗拉 16 强度时产生挤压裂纹，在外力作用下裂纹由表面向内扩展至 断裂。 预防措施：加强铝合金材质检查，杂质含量超标和原始组织不合格不投产；生产中严格校验控温仪表，控温精度必须达到177。 1． 5℃；针对不同牌号的铝合金坯料，制订相应的合理的加热温度，确保均匀加热；制订适合不同牌号铝合金的挤压速度和挤压变形量，使热塑性变形尽量均匀；改进模具结构设计，挤压件断面的棱角部位尽可能大些；试验表明，铝锭预先均匀退火 (540℃～ 560℃，保温 4— 6h快冷 )可降低挤压力 1 5％～25％，提高挤压速度 1 0％ 1 5％，显著增加热塑性等上述措施，可有效防止和避免挤压裂纹的产生。 2 气泡起皮 因铝铸锭内部的气体和挤压过程中被卷人的空气，在挤压时与随后热处理时发生膨胀，致使表面鼓起形成的气泡起皮缺陷，失去商品表面美观和影响质量。 预防措施 ： 提高铝锭质量，选用优质铝锭和严格铝材人库和投产前检查；及时更换严重磨损的挤压筒和挤压垫，并保持清洁、光滑；控制热处理气氛，防止水蒸气进人昶减少对挤压垫片和模具的润滑，调整挤压机使其动作均匀协调，制订合理的挤压速度和挤压变形量，确保排气畅通；挤压筒预热温度应低于铝坯加热温度 25℃ 35℃；防止润滑剂过量，及时清除铝金属氧化壳及腐蚀污物等措施，能有效防止铝制品起 泡起皮，达到质量指标。 3 擦伤 铝制品轻微擦伤不仅表面不美观且急剧降低机械力学性能和耐用度，严重擦伤铝制品不能使用，成为废品，造成经济损失。 预防措施 ： 对挤压模具进行表面改性强硬化处理，提高红硬性、耐磨性和抗擦伤能力；选用优质精炼模具钢，具有纯清度高、杂质少、晶粒细、碳化物小、等向性能优、化学成分和组织均匀等特点：或用钢结硬质合金制造模具，经镦造与复合强硬化热处理，使模具工作型面具有高硬度、红硬性、耐磨性、抗疲劳、抗咬合、抗粘结、抗腐蚀和抗擦伤等特性，而钢基体具有高强硬性，表硬内刚赋予高寿命；选择最佳工作 带宽度，生产一定铝制品后，抛光模具型面与工作带；确保工模具与挤压设备装配精度；经常润滑导路与导管。 采用上述措施能有效防止铝制品表面擦伤，确保铝制品内在质量和表面质量优良。 4 过热过烧 17 因铝锭过热或铝锭粘附较多易燃物和控温仪表失灵，导致加热温度过高，晶粒显著长大，晶界发生局部熔化与氧化，晶界结合力急剧降低，脆性变大，韧性急剧降低，机械力学性能低劣，导致铝制品报废。 预防措施 ： 选用高精度 WJ一 1型微机控温，能使控温精度达到177。 1． 5℃；加强加热设备维修与检查，确保炉腔内各部位温度均匀一致；严格检查铝锭坯料，不得 有油污等易燃物，保持坯料清洁；制订先进合理的热加工工艺规程，精心操作等措施，有效避免过热过烧，从而确保铝制品组织性能和表面质量合格。 5 焊合不良 铝制品焊合不良，造成焊缝处机械力学性能低劣，使铝制品在外力作用下易在焊缝处开裂，成为废品，造成损失。 因铝锭坯料表面有氧化物、油污垢及挤压残料等而隔开了焊缝，使挤压温度降低，热塑性差；挤压力和挤压时间不足；焊合腔太小，模腔压力不足等。 预防措施 ： 采用先进的挤压设备、先进技术和先进工艺，并加强科学管理；正确合理设计模具，确保铝金属塑性流动均匀并很好焊合；采用优质铝铸 锭，确保表面光洁无异物，挤压前清理干净铝坯料表面；针对不同牌号铝合金，制订合理的挤压温度和挤压速度；确保挤压设备及工模具工作部位无异物等上述措施，可以获得优质平整焊缝，使其具有高的机械力学性能和商品表面，在外力作用下不易裂开。 6 缩尾 缩尾因铝铸锭表面有结瘤极易造成挤压筒与轴偏心；由于挤压后期挤压温度偏高，挤压速度增大，导致表层金属沿挤压垫和后端弹性区界面流人铝制品内部，形成环形缩尾；反向挤压时，由于模腔压力不足。 加之金属补充不充分，极易产生中心漏斗缩尾，成为废品。 预防措施： 加强铝锭进库和投产前质量检 验，不合格铝锭不投产；发现有结瘤铝锭，切除结瘤后方可投产：挤压前应首先全面检测和维修挤压设备，使挤压机与工模具达标，确保精度等级与同心度；采用合理的挤压速度与挤压温度；及时更换超差的挤压零部件与工模具；选用电渣重熔优质模具钢和表面强化热处理新工艺制造挤压模具；选用优质一级铝锭和先进挤压技术等措施。 有效消除因缩尾带来的铝制品缺陷。 18 五、 表面处理 工艺 铝合金铸件或铝合金型材、制品、日用品进行表面处理的目的是增加其抗腐蚀能力，耐磨能力，提高气密性能和抗疲劳断裂性能。 处理的方法主要有：阳极氧化，电镀，浸润处理，喷涂，喷丸强化。 这次参观的是喷涂和阳极氧化，所以这里只大致介绍这两种处理方法。 喷涂 喷涂是指 是指将颜料或者涂料着用于工件表面的过程。 喷涂通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。 可分为空气喷涂、无空气喷涂、静电喷涂以及上述基本喷涂形式的各种派生的方式，如大流量低压力雾化喷涂、热喷涂、自动喷涂、多组喷涂等。 这里使用的是静电喷涂。 静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种 喷涂方法。 静电喷涂设备由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成。 喷涂时 在喷枪与工件之间形成一个高压电晕放电电场，当粉末粒子由喷枪口喷出经过放电区时，便补集了大量的电子，成为带负电的微粒，在静电吸引的作用下，被吸附到带正电荷的工件上去。 当粉末附着到一定厚度时，则会发生 “ 同性相斥 ” 的作用，不能再吸附粉末，从而使各部分的粉层厚度均匀，然后经加温烘烤固化后粉层流平成为均匀的膜层。 主要工艺流程是： 钻孔（ 悬挂式喷涂 ）→水洗→两次酸洗→两次水洗→形成铬化层→水洗三次→烘干→喷涂→预固化→固化→卸料 首先从挤压车间加工 好的型材要进行水洗酸洗，目的是为了洗去材料表面的油脂，挂灰等杂物，以便于后面的作业。 酸洗采用的试剂 为脱脂剂和表调剂。 经过两次水帘式水洗洗去上一步的试剂后，进行铬化处理。 铬化处理指的是将铬化液喷到型材表面，形成铬化层（ 用铬酸盐溶液与金属作用在其表面生成三价或六价铬化层的过程 ）。 其主要目的是：加强粉末与型材表面的吸附能力；增加一定的抗氧化能力。 铬化后用水洗去多余的铬化液，烘干后就送入喷房喷涂。 静电发生器通过喷枪枪口的电极针向工件方向的空间释放高压静电 (负极 )，该高压静电使从．喷枪口喷出的 19 粉末和压缩空气的混合物以 及电极周围空气电离 (带负电荷 )。 工件经过挂具通过输送链接地 (接地极 )，这样就在喷枪和工件之间形成一个电场粉末在电场力和压缩空气压力的双重推动下到达工件表面，依靠静电吸引在工件表面形成一层均匀的涂层。 喷涂粉末为树脂末，颜色可由客户要求来定制。 喷涂料在型材表面达到 400—800mg/㎡ 即为合格。 接着将悬挂的型材加以固定（防止在炉内摇摆撞击产生损伤），送入预固化炉进行预固化。 预固化炉为红外线加热，温度约为 100℃。 预固化的目的是使粉末半固化，不容易脱落，方便固化处理。 最后 送入 185～ 215℃ 的烘房内加热，并保温相 应的时间，（ 1520分钟）使之熔化、流平、固化，从而得到想要的工件表面效果。 不同的粉末在烘烤温度和时间上是各不相同的 ， 这是在固化工序上应注意的。 静电喷涂作为常见表面处理方法之一，有很多的优点： 一次涂装可以得到较厚的涂层，例如涂覆 100～ 300μ m的涂层，用一般普通的溶剂涂料，约需涂覆 4～ 6次，而用粉末涂料则一次就可以达到该厚度。 涂层的耐腐性能很好。 粉末涂料不含溶剂，无三废公害，改善了劳动卫生条件。 采用粉末静电喷涂等新工艺，效率高，适用于自动流水线涂装，粉末利用率高，可回收使用。 除 热固性的环氧、聚酯、丙烯酸外，尚有大量的热塑性耐脂可作为粉末涂料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氟化聚醚、尼龙、聚碳酸脂以及各类含氟树脂等。 喷涂工艺常见缺陷及处理方法有： 1. 现象：起粒 原因：作业现场不洁，灰尘混入漆中；漆调配好后放太久，漆与固化剂已产生共聚微粒；喷枪出油量太小，气压太大，令油漆雾化不良或喷枪离物面太近 解决方法：清洁喷漆室；漆 料调配好，不宜放太久。 2. 现象：桔皮 原因：固化剂太多，令漆膜干燥太快反应剧烈；喷涂气压太大，吹皱漆膜以致无法流平；作业现场气温太高，令漆膜么应剧烈 解决 方法：按使用说明配比；调整气压，不可太大；注意现场温度，可添加慢干稀 20 释剂抑制干燥速度。 氧化处理 为了克服铝合金 表面硬度 、耐磨损性等方面的缺陷，扩大应用范围，延长使用寿命， 表面处理 技术成为铝合金使用中不可缺少的一环，而阳极氧化技术是目前应用 最广且最成功的。 阳极 氧化指的是 金属制件作为阳极在一定的电解液中进行电解，使其表面形成一层具有某种功能 (如防护性，装饰性或其他功能 )的氧化膜的过程。 将金属或合金的制件作为 阳极 ，采用 电解 的方法使其 表面 形成氧化物 薄膜。 金属氧化物 薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高 耐腐蚀性 、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。 将铝及其合金置于相应电解液 (如硫酸、 铬酸 、 草酸 等 )中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。 阳极的铝或其合金氧化 ，表面上形成氧化铝 薄层 ，其厚度为 5～ 20微米 ，硬质阳极氧化膜可达 60～ 200微米。 阳极氧化后的铝或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可达 250～ 500千克／平方毫米，良好的耐热性 ，硬质阳极氧化膜熔点高达 2320K ，优良的绝缘性 ，耐击穿电压高达2020V ，增强了抗腐蚀性能 ，在 ω ＝。 氧化膜薄层中具有大量的微孔，可吸附各种润滑剂，适合制造发动机气缸或其他耐磨 零件 ；膜微孔吸附能力强可着色成各种美观艳丽的色彩。 有色金属 或其合金（如铝、镁及其合金等）都可进行阳极氧化处理，这种方法广泛用于机械零件，飞机汽车部件，精密仪器及无线电器材，日用品和建筑装饰等方面。 对于铝合金 ，有铬酸阳极氧化，草酸阳极氧化，硫酸阳极氧化， 硬质阳极氧化，磷酸阳极氧化等。 从表面处理后的色泽上分，又可以分为黑色阳极氧化和彩色阳极氧化。 主要工艺流程： 脱脂槽→水洗槽→碱蚀槽→水洗→水洗→中和槽→纯水洗→酸碱阳极氧化→水洗 封孔槽 →水洗 2→纯水洗 3→着色→ RO1→ RO2→ 电泳槽 →烘烤 车间采用全自动立式氧化生产线，设备先进，产品质量好。 脱脂槽用氟化氢和硫酸，将型材浸入到脱脂槽中保持 5— 10分钟，目的是为了洗去型材表面的挂灰和 21 油脂。 接着，用水洗尽表面残留的酸后，送入碱蚀槽。 碱蚀槽使用的是 NaOH+添加剂作为试剂，目的是去除型材表面已有的氧化膜 ，使其露出纯净的金属基体。 水洗后浸入中和槽中和过量的碱。 中和槽使用的是硫酸或硝酸。 但是硝酸成本高，腐蚀性强，还会产生污染环境的气体，所以现在基本上使用硫酸进行中和。 中和后的材料经过水洗净后就可以开始氧化了。 运用阳极氧化原理，使材料表面产生一层氧化膜，具 有防护性，装饰性等。 氧化，洗尽之后就可以着色处理。 阳极氧化之后，氧化膜的膜孔中残留有硫酸溶液，因此，染色之前必须将铝制品彻底清洗干净。 避免给染色槽带人杂质离子，尤其是 磷酸根 离子、氟离子等，在染色槽之前设立纯水清洗，并且要对水质进行监控是十分必 要的。 着色的种类主要有： NiSn混盐 Ni盐单盐 Cu盐 紫铜。 染色过程中，染色速率随温度的升高而加快，因此，染一定深度的颜色所需的时间随温度升高而缩短。 根据吸附 定律 ，在一定 工作条件 下，染料在阳极氧化膜上的吸附量随着染料浓度的提高而增大。 染色的 颜色随时间的延长逐渐加深。 着色料中 Ni盐的成本很高，为节约成本，需进行回收。 RO回收系统即反渗透回收系统 （使溶质从浓度低的溶液流向浓度高的溶液中） ，使材料经过两次回收 ，将 Ni盐回收。 示意图如下： 封闭处理 Ni2+ Ni2+ 阳极氧化后的主要产品有：封孔料和电泳料。 为了提高阳极氧化膜的耐蚀、抗污染、电绝缘和耐磨等性能，铝及铝合金在阳极氧化和着色后都要进行封 孔 处理。 其方法较多，对不着色的氧化膜可进行热水、蒸汽、重铬酸盐和有机物封闭；对着色的氧化膜可用热水、蒸汽、含有无机盐和有机物等封 孔。 氧化后氧化膜厚度为 8— 15μ m，呈“ V”形分布在基体表面。 向氧化膜孔中填充 Ni2+使得 耐蚀性提高。 本车间采用的封孔方法有： 常温封孔 ： F≥ ≥ 10g/L PH值： — 温度： 28— 30℃ 中温封孔：温度： 48— 52℃ 着色槽 单镍盐 RO1 水洗 Ni2+≤ 20g/L RO2 水洗 2 Ni2+≤ 10g/L 22 电泳料是 水性涂料。 电泳： 溶液中带电粒子（离子）在电场中移动的现象。 利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。 电泳又名电着 ( 著 ) ，泳漆，电沉积。 透明电泳。