鋁合金板材生產(chǎn)工藝流程分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u3855鋁合金板材生產(chǎn)工藝流程分析案例 111784 13200 117504 121143 1141722.1.2車間設(shè)計的依據(jù) 22048 320906 3226842.2鋁合金板材的選擇 450983生產(chǎn)工藝流程 5158073.1生產(chǎn)工藝流程 521603.2計算產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程 5321273.3冷軋工藝 9219823.3.1冷軋壓下制度 9167153.3.2冷軋時的張力 1040563.3.4冷軋時的速度 11262093.3.5冷軋時的冷卻潤滑 11鋁合金是一種在工業(yè)和日常生活中非常有用的金屬材料。它主要是由其他金屬和鋁元素混合而成的合金金屬材料。其屬于輕金屬材料。鋁合金的性能優(yōu)異，其除了具有鋁金屬材料本身具有的優(yōu)秀性質(zhì)外，往往還能表現(xiàn)出因添加額外元素而表現(xiàn)出的其他合金元素的特性，且有時還可表現(xiàn)出Al及其他金屬材料所不具有的更為優(yōu)秀的性能。鋁合金的密度是不確定的，隨著加入不同元素的變化而變化，近似范圍為2.63~2.85g/cm3。它的一般優(yōu)異性能如下：如較高的強度、良好的鑄造性能以及易于加工的塑性，除此之外還能表現(xiàn)出良好的電學(xué)、熱學(xué)等性能，在它的上面形成氧化膜之后，產(chǎn)品就具有了好的耐腐蝕性和優(yōu)秀的焊接性能，正是由于其具備這些優(yōu)秀的性能，因此塔可以廣泛的應(yīng)用在航空航天、日用包裝、交通工具的結(jié)構(gòu)材料、建筑方面以及包括機電在內(nèi)的工業(yè)等領(lǐng)域。車間設(shè)計的目的是建造一個年產(chǎn)50萬噸1100鋁合金板材的冷軋車間。車間設(shè)計的任務(wù)是為擬建企業(yè)制定詳細的技術(shù)經(jīng)濟計劃，確定企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟條件、技術(shù)經(jīng)濟指標和施工組織方法。具體任務(wù)如下:2.1.2車間設(shè)計的依據(jù)車間設(shè)計是基于設(shè)計任務(wù)書在進行車間設(shè)計前，應(yīng)向技術(shù)經(jīng)濟部門提出設(shè)計任務(wù)。本設(shè)計任務(wù)書是根據(jù)國家規(guī)劃，經(jīng)有關(guān)部門充分討論后確定的，其基本內(nèi)容如下:(1)車間的生產(chǎn)規(guī)模和品種;(2)車間生產(chǎn)計劃;(3)地址，地址范圍，資源，水文地質(zhì)，原材料和燃料、電力等；(4)所要求的經(jīng)濟效益和技術(shù)水平;(5)勞動能力投資與控制指標;(6)環(huán)境保護;1.3冷軋鋁合金車間工藝工廠設(shè)計1.3.1冷軋鋁合金冷軋通常是指在再結(jié)晶溫度以下軋制金屬的過程。冷軋產(chǎn)生加工硬化，提高金屬的強度和抗變形能力，降低塑性。與熱軋相比，冷軋具有以以下主要功能:(1)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能均勻，力學(xué)性能好，耐再加工；(2)產(chǎn)品尺寸精度高，表面質(zhì)量和形狀好；(3)通過控制不同的加工速度或配合成品的熱處理，可以獲得不同狀態(tài)的展品；(4)冷軋可以生產(chǎn)出熱軋鋼錠或鋼坯，可以直接冷軋成一定厚度的板坯或卷材，從而將鑄造結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為加工結(jié)構(gòu)1.3.2鋁合金板帶材生產(chǎn)工藝流程簡述：鋁合金生產(chǎn)過程是先選擇錠坯，將錠坯銑面、蝕洗，隨后進行包鋁，加熱，熱軋、切頭尾邊，之后會有兩個流程，第一個是進行預(yù)先效、精整之后便可進行涂油包裝了。第二個流程是中斷、預(yù)先退火、冷軋、中間退火后再進行冷軋，然后步驟就和第一步驟是一樣的了。圖1-1鋁合金板材的生產(chǎn)工藝流程圖如圖1-1本設(shè)計的工藝流程是按照如圖所示來進行的（1）產(chǎn)品方案（2）編制本產(chǎn)品方案的原則主要從以下幾點進行考慮：①要了解用戶對產(chǎn)品的需求，盡量讓用戶滿意。還要對產(chǎn)品進行相關(guān)的調(diào)查②產(chǎn)品的平衡。有很多情況和分析，必須全面考慮這些問題③車間各種設(shè)備的選擇一定要具有多條優(yōu)點，比如效率高，無污染等。綜上所述，在產(chǎn)品進行車間設(shè)計過程中應(yīng)考慮以上三點，做到合理性。有了對車間工藝設(shè)計的規(guī)劃之后，我們進行相關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計便容易了一些，以下為我要設(shè)計的產(chǎn)品品種和規(guī)格。2.2鋁合金板材的選擇1)鋁合金板材的選擇原則:鋁合金板材尺寸和形狀的確定對設(shè)備的選擇、工藝的確定、產(chǎn)品成品率和質(zhì)量的提高以及產(chǎn)品成本的降低都有很大的影響。因此，鋁合金板的選擇應(yīng)基于以下原則:根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格和尺寸鋁合金板材的形狀由產(chǎn)品形狀和設(shè)備特性決定。鋁合金板材的寬度、厚度、長度或重量一般可根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格確定。(2)鋁合金板材的質(zhì)量通常要求如下質(zhì)量:(1)鋁合金板材的化學(xué)成分和宏觀組織應(yīng)符合標準要求；(2)尺寸和偏差應(yīng)符合工藝要求;3生產(chǎn)工藝流程3.1生產(chǎn)工藝流程使消耗最低、設(shè)備最少，車間面積最小，產(chǎn)品成本最低，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)改進和未來發(fā)展。經(jīng)濟效益最好，工作條件更好制定生產(chǎn)工藝的主要依據(jù)如下:(1)根據(jù)生產(chǎn)計劃的要求:由于產(chǎn)品產(chǎn)量、品種、規(guī)格、質(zhì)量不同，生產(chǎn)方案也不同，所以主要工序也很不一樣。因此，生產(chǎn)計劃是生產(chǎn)過程的基礎(chǔ)。(2)根據(jù)車間生產(chǎn)率的要求:由于車間的生產(chǎn)規(guī)模不同，所需工序的復(fù)雜程度也不同。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品的情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大，工藝越復(fù)雜。因此，設(shè)計中對生產(chǎn)率的要求是設(shè)計過程的起點。3.2計算產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程表2-7產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程工序流程號ⅠⅡⅢⅣ合金牌號10602A123A217A09產(chǎn)品規(guī)格0.3×5501×1000×50000.5×1050×20001.25×950×3000供貨狀態(tài)MCZY2CS1供錠ΟΟΟΟ2銑面ΟΟΟ3蝕洗(擦凈表面)ΟΟ4包鋁ΟΟ5加熱ΟΟΟΟ6熱軋ΟΟΟΟ7切頭、尾、邊ΟΟΟΟ8卷取ΟΟΟΟ9預(yù)先退火ΟΟΟΟ10冷軋ΟΟΟΟ11中間退火ΟΟΟΟ12預(yù)先剪切ΟΟΟΟ13成品退火ΟΟ14淬火ΟΟ15時效ΟΟ16矯直ΟΟΟΟ17剪切ΟΟΟΟ18檢驗ΟΟΟΟ19涂油、包裝ΟΟΟΟ20入庫ΟΟΟΟ圖2-1U字形工藝流程冷軋車間布置圖產(chǎn)品工藝流程為“U”字形，產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程與廠房占地面積都比較合理，這樣方便做鋁合金的總體布置，圖2-1就是我們的車間布置。半連續(xù)鑄錠銑面、切邊半連續(xù)鑄錠銑面、切邊加熱熱軋切頭、切尾剪切下料精整檢查包裝卷取冷軋退火預(yù)剪精整檢查涂油包裝退火精整檢查涂油包裝退火、時效精整檢查涂油包裝R板Y板M板CZ板3.2.1鋁合金板材的熱處理熱軋前均勻化退火加熱的目的是改善鑄件組織，消除鑄造應(yīng)力，充分利用金屬在高溫下良好的低變形抗力，提高金屬的可加工性和最終產(chǎn)品的組織性能。例如，LY6LY7合金均勻退火后，非平衡相容溶液消除了晶粒偏析，減少了熱軋裂紋和邊緣裂紋。大多數(shù)有色金屬鋁合金板材在熱軋前都要進行加熱，加熱系統(tǒng)包括加熱溫度、加熱時間和爐氣氛。這樣才能保證塑料對金屬的改善，電阻低，產(chǎn)品質(zhì)量好。在實際生產(chǎn)過程中，為了補償溫度下降，確保熱軋溫度，通常爐膛內(nèi)金屬的溫度應(yīng)高于熱軋溫度。鋁合金板的厚度越大，需要的時間就越長。t=(12～20)其中：t——加熱時間，mimH——鋁合金板材厚度，㎜選擇加熱時間，取鋁及鋁合金的最大值。熔爐氣氛:取決于特定合金的不同性質(zhì)和相互作用，選擇不同的爐火，確保鋁合金板材的加熱質(zhì)量。鋁及鋁合金通常在箱試驗或連續(xù)電阻加熱爐中加熱，爐內(nèi)氣氛為空氣。為了提高加熱速度，促進加熱均勻，在爐內(nèi)采用風(fēng)機，實行強制熱循環(huán)。3.2.2蝕洗化學(xué)法。2219、2A17、2A11、2A12、3A21等合金銑鋁合金板、純鋁-鋁合金板和鋁復(fù)合板需要蝕刻。含超硬鋁和含較多Mg、Mn、Si、含鋅元素和高鎂防銹鋁的鋁合金板不應(yīng)腐蝕，用水沖洗，但表面應(yīng)擦拭干凈。3.3冷軋工藝冷軋是獲得和保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工藝。冷軋通常是指低于金屬及其合金再結(jié)晶溫度的軋制過程。冷軋過程中會發(fā)生加工硬化。隨著變形程度的增加，材料的強度和變形抗力不斷增加，而塑性下降。冷軋的特點是：冷軋產(chǎn)品組織性能均勻，強度較高；產(chǎn)品尺寸精度高，表面質(zhì)量好；通過控制變形程度和熱處理，可以獲得各種性能和狀態(tài)的產(chǎn)品；冷軋可生產(chǎn)薄材或箔材冷軋過程不同于熱軋，因為它可以在不同的軋機或同一軋機上進行。冷軋工藝系統(tǒng)包括冷軋壓下系統(tǒng)、冷軋張力、冷軋速度、冷卻潤滑和輥型。3.3.1冷軋壓下制度冷軋系統(tǒng)主要包括總加工速度的確定和加工速度的分配。（1）中間冷軋總加工率的原則(1)完全利用合金的塑性，盡可能滿足更大的加工率，盡可能減少中間退火等工藝，使過程時間減少。(2)保證產(chǎn)品，避免總加工率太大，別出現(xiàn)裂紋邊或者斷帶，導(dǎo)致質(zhì)量下降。充分發(fā)揮設(shè)備的能力，保證設(shè)備的安全運行，防止損壞設(shè)備部件或燒壞電機的事故發(fā)生。就純鋁來說，中間冷軋這道工序的總加工率要到百分之75到90之間，軟鋁合金的話，中間冷軋要在60％到80之間，硬鋁合金，在60％到70百分之。（3）成品冷軋總加工率產(chǎn)品性能的好壞看遵循技術(shù)標準的程度。所以，成品產(chǎn)品的質(zhì)量是看條件的。（4)通過率分布總加工率一定的情況下，合理控制各程序的加工率。原則是:產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備安全后，盡量減少通過率，使用大功率軋制，從而提高加工率。通過率具體分配的一般原則是:(1)通常，為了充分利用金屬的塑性，第一加工速率較大。隨著加工硬化程度的增加，加工速率逐漸降低。(2)保證咬口平整，不打滑，軋出的厚板條突出；（3）孔型加工率的分布應(yīng)使各孔型的軋制壓力盡可能接近，有利于工藝的穩(wěn)定和輥形的調(diào)整;3.3.2冷軋時的張力軋制帶材必須使用張力。1)張力在軋制過程中的作用:(1)可降低機組壓力，調(diào)整主電機負荷。(2)可通過調(diào)節(jié)張力來控制帶材厚度。（3）調(diào)節(jié)張力以控制板形。(4)防止帶材跑偏，保證軋制穩(wěn)定性。2）張力的確定和調(diào)整張力的話，和合金品種、軋制條件、產(chǎn)品尺寸和質(zhì)量要求有關(guān)。正常情況是變形抗力、軋制厚度和寬度的增加，張力也增大。最大拉應(yīng)力不要高于合金的屈服極限，高的話會導(dǎo)致皮帶斷裂;想要得到最小拉應(yīng)力需要帶材纏繞緊密、整齊。操作時拉應(yīng)力值q=(0.2~0.4)σ0.2，上限值為厚帶材或高塑性合金，下限值為薄帶材或低塑性合金。前張力和后張力大小的確定:一般情況后張力大于前張力，所以帶材不容易斷裂，從而不會跑偏，明顯降低榨汁壓力。但是，后張力太大會增加主電機的負載，使后滑轉(zhuǎn)增加，可能會打滑。松散纏繞等來料可能會導(dǎo)致劃痕。同理，當(dāng)前張力大于后張力時，主電機負載變小，穩(wěn)定變形，使形狀得到控制。但是預(yù)張力會變高，帶材軋制特別緊，退火容易粘結(jié)，軋制容易斷帶。我們在生產(chǎn)工藝中，應(yīng)該根據(jù)情況而定。3.3.4冷軋時的速度生產(chǎn)效率變高的方法，設(shè)備安全，用低速咬拋和高速穩(wěn)滾系統(tǒng)。軋制速度在10~20m/s左右。在生產(chǎn)時，成品精軋的最終孔型目的是保證成形，較低的軋制速度便于整平;當(dāng)軋制溫度過高、邊緣裂紋嚴重或經(jīng)過焊縫時，科學(xué)降低軋制速度?？偠灾?，根據(jù)情況選擇和調(diào)整軋制速度。3.3.5冷軋時的冷卻潤滑在冷軋中，加工硬化會使變形阻力、更高的單位壓力和更高的能耗。金屬的變形和摩擦熱使軋件和軋輥的溫度變高，特別是當(dāng)加工速度高、軋制速度高、壓力高時。此外，對冷軋產(chǎn)品的精度、性能和表面質(zhì)量要求很高。因此，冷卻潤滑對降低摩擦、降低能耗、控制軋輥溫度、提高產(chǎn)品質(zhì)量和軋輥使用壽命都很有用。（1）冷卻潤滑劑的要求對冷卻潤滑劑的高要求:①基礎(chǔ)油的粘度要恰好；②潤滑效果佳，摩擦系數(shù)小；③油膜不易破；④不腐蝕軋件和軋輥，并容易去除；⑤閃點要穩(wěn)定，閃點過高，退火不會燒干凈，使產(chǎn)品表面產(chǎn)生油斑；閃點太低，軋制揮發(fā)性油煙時，容易著火；⑥要對人們的人體沒有影響；⑦價格美麗。（2）冷卻潤滑劑它應(yīng)該按照合金特性、產(chǎn)品質(zhì)量要求、軋制壓力和軋制速度等條件來選擇對應(yīng)的冷卻潤滑劑。冷軋潤滑劑主要由基礎(chǔ)油和添加劑組成的。3.3.6冷軋成品的熱處理鋁和鋁合金通過熱處理變得不同，可以客戶的需求。鋁合金的熱處理的步驟比較簡潔，主要包括淬火時效處理和退火。均勻化退火退火溫度一般很高，時