提高鋁型材擠壓生產(chǎn)成品率的工藝方法

提高鋁合金型材成品率是降低企業(yè)生產(chǎn)成本最直接和有效的方法位谋。成品率每提高1個(gè)百分點(diǎn)，鋁材的生產(chǎn)費(fèi)用將降低23元～30元，以一個(gè)年產(chǎn)1萬t鋁型材的企業(yè)來說链嘀，若每噸鋁型材的成品率提高5個(gè)百分點(diǎn)，每年可節(jié)約125萬元档玻，而這125萬元是純利潤怀泊。成品率的提高是建立在產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，與產(chǎn)量又是同比關(guān)系误趴。提高成品率是一個(gè)系統(tǒng)工程霹琼，通過單一工藝方法很難大幅提高成品率，必須是多環(huán)節(jié)的累積提高凉当。提高成品率又是一個(gè)細(xì)致的工作枣申，不僅需要技術(shù)工藝做支撐，更需要嚴(yán)謹(jǐn)看杭、務(wù)實(shí)糯而、科學(xué)的管理。

1 影響成品率的因素

影響成品率的因素是多方面的泊窘，就擠壓生產(chǎn)而言主要有以下幾個(gè)方面：

（1）鋁鑄錠的質(zhì)量直接決定擠壓制品的成品率。

（2）模具像寒、擠壓工具對(duì)成品率有很大影響烘豹，它們直接關(guān)系到擠壓制品的質(zhì)量，制品合格率高則成品率就高诺祸。

（3）生產(chǎn)管理中生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)的合理性以及生產(chǎn)報(bào)表原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也是提高成品率的前提携悯。各種生產(chǎn)報(bào)表的原始數(shù)據(jù)是鋁型材擠壓前計(jì)算鑄錠長度的重要依據(jù)。

（4)擠壓工藝包括根據(jù)擠壓比選定擠壓設(shè)備筷笨、確定工藝溫度及張力矯直工藝等憔鬼，每步工藝是否科學(xué)龟劲、細(xì)致、合理也對(duì)成品率影響很大轴或。

（5）操作人員的熟練程度和責(zé)任心是提高擠壓成品率所必備的昌跌。

2?提高擠壓鋁型材成品率的工藝方法

2.1?提高鑄錠質(zhì)量是保證擠壓成品率的前提

鑄錠對(duì)擠壓生產(chǎn)來說是原材料。鑄錠組織均勻照雁，晶粒細(xì)小蚕愤，無夾渣、氣孔饺蚊、偏析萍诱、裂紋等缺陷時(shí)，不僅可以降低擠壓力污呼、提高擠壓速度裕坊，提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量，而且可以減少擠壓制品表面氣泡燕酷、氣孔籍凝、劃傷、開裂悟狱、麻點(diǎn)等表面缺陷静浴。比如較小的夾渣可以通過模具工作帶的狹縫排出，但會(huì)造成型材表面犁痕挤渐，產(chǎn)生一定長度的幾何廢料苹享；較大的夾渣將被卡在工作帶狹縫中不能被排出，引起塞脑÷椋或擠壓制品開裂而被迫更換模具得问，這樣就會(huì)嚴(yán)重影響成品率。

2.2適當(dāng)加大擠壓系數(shù)软免，提高擠壓成品率

每個(gè)鋁材廠都有一系列擠壓機(jī)型宫纬，各廠家根據(jù)產(chǎn)品的擠壓比、冷床長度膏萧、制品外接圓直徑漓骚、擠壓筒長度和直徑等，合理確定制品將在哪臺(tái)擠壓機(jī)上生產(chǎn)榛泛。實(shí)踐證明蝌蹂，同樣規(guī)格的制品放在不同噸位的擠壓機(jī)上生產(chǎn)時(shí)，由于擠壓系數(shù)不同曹锨，對(duì)制品的組織孤个、性能和生產(chǎn)效率有很大影響，其成品率也會(huì)產(chǎn)生差異沛简。根據(jù)2009年一年中某企業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)齐鲤，三種不同噸位擠壓機(jī)的年平均成品率范圍如表1所示斥废。

表1中可以看出，擠壓機(jī)的噸位較大给郊、擠壓系數(shù)較大時(shí)牡肉，其成品率較高，而其擠壓費(fèi)用見表2丑罪，

從表2中可以看出荚板，擠壓費(fèi)用并沒有升高。所以吩屹，擠壓生產(chǎn)時(shí)跪另，適當(dāng)提高擠壓系數(shù)，不僅可以獲得力學(xué)性能和組織良好的制品煤搜，同時(shí)可以提高成品率免绿，降低型材的生產(chǎn)費(fèi)用。

2.3加強(qiáng)生產(chǎn)管理擦盾，精確計(jì)算鑄錠長度

鋁型材在建筑嘲驾、交通、電子迹卢、旅游辽故、機(jī)械方面的應(yīng)用越來越多，因此鋁材廠的產(chǎn)品品種也在增多腐碱，帶來的是模具的增多誊垢，給生產(chǎn)計(jì)劃的安排增加了難度。鋁型材生產(chǎn)計(jì)劃症见，要根據(jù)客戶要求的規(guī)格喂走、單根重量、長度谋作、數(shù)量和冷床長度芋肠，利用等體積或等質(zhì)量的原則計(jì)算出所用鑄錠的數(shù)量和長度。鑄錠長度的計(jì)算采用等質(zhì)量法較多遵蚜。這是因?yàn)殡S著模具的使用及修理帖池，各部分壁厚的變化不是同步的，很難再準(zhǔn)確計(jì)算出制品的截面積吭净，而且其理論線密度和實(shí)際上機(jī)試模所得到的線密度相差不小睡汹。

鑄錠長度：

式中：

L—鑄錠長度，mm攒钳；

m1—型材線密度，kg /m雷滋；

Ld—定尺長度不撑，m文兢；

n—倍尺數(shù) ；

Lq—切頭或切尾長度焕檬，mm姆坚；

Ly—壓余長度，mm 实愚；?

d—圓鑄錠直徑兼呵，mm ；

ρ—鋁合金密度腊敲，2.7 g/cm3 击喂。

對(duì)于某一臺(tái)擠壓機(jī)來說，其使用鑄錠的直徑d是確定的碰辅，客戶對(duì)制品的定尺長度Ld要求也是確定的懂昂，壓余長度Ly通常取15mm—30mm，切頭或切尾長度二者相等没宾，一般選定在0.2m—0.8m凌彬，倍尺數(shù)n根據(jù)擠壓筒長度、型材線密度循衰、冷床長度確定铲敛，這樣就只有型材的線密度m1是變化的，因此会钝，鑄錠長度L是線密度m1的函數(shù)伐蒋，二者成線性關(guān)系。

圖1是關(guān)于L-m1顽素，曲線圖咽弦，壓余長度Ly是截距，而K就是L-m1直線的斜率胁出。對(duì)于一臺(tái)擠壓機(jī)的同一個(gè)擠壓筒來說型型，當(dāng)倍尺數(shù)n變化時(shí)，只是L-m1全蝶，直線的斜率K從Kn發(fā)生變化闹蒜。

對(duì)于擠壓機(jī)上的某種制品，將定尺長度Ld抑淫、倍尺數(shù)n绷落、切頭切尾長度Lq、壓余長度Ly始苇、確定后砌烁，代入公式，可以方便迅速地畫出每臺(tái)擠壓機(jī)上制品線密度m1與鑄錠長度L的關(guān)系圖（如圖1所示）。關(guān)系圖畫起來快捷方便函喉，只需計(jì)算出一個(gè)點(diǎn)避归，將它與截距點(diǎn)相連就是棒長和線密度的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，在圖上可以準(zhǔn)確查出鑄錠長度與型材單根重量的對(duì)應(yīng)關(guān)系管呵。關(guān)系圖清晰直觀梳毙。有這樣一張圖，再利用長鑄錠加熱爐的剪切裝置可以準(zhǔn)確的剪出所需長度的鑄錠捐下。

2.4使用夾持墊账锹，減少切頭切尾長度

型材擠壓冷卻后要通過張力矯直來消除型材彎曲、擰扭等缺陷坷襟。大部分企業(yè)仍采用拉直機(jī)張力矯直奸柬，但關(guān)鍵問題是由于型材品種多、矯直工嫌操作麻煩啤握，很多企業(yè)沒有使用夾持墊鸟缕，直接用鉗口夾扁型材兩頭，造成拉伸后型材的兩頭變形長度往往在0.4m～1.2m排抬，截面大的型材變形長度還要長些懂从，變形部分必須切掉，否則無法去掉型材因拉直而產(chǎn)生的截面變形蹲蒲，這樣就使幾何廢料增加番甩、擠壓成品率下降。

夾持墊可以使用硬木或鋁塊制成届搁，根據(jù)型材的截面形狀運(yùn)用成組技術(shù)進(jìn)行分組缘薛，盡量減少夾持墊的數(shù)量，增加夾持墊的通用性卡睦，如圖2所示宴胧。三種規(guī)格的型材可以使用同一種夾持墊。

對(duì)于懸臂較長又有封閉截面的型材表锻，矯直夾持時(shí)在封閉腔內(nèi)塞入夾持墊的同時(shí)恕齐，懸臂部分也要用撐架支撐〈見圖3），減少型材拉伸時(shí)長度方向沿截面上的變形量瞬逊。

使用夾持墊后显歧，型材的切頭、切尾大大縮短确镊，一端切掉長度一般在0.15m～0.4m之間士骤。假設(shè)每班可擠壓倍尺數(shù)為3的線密度0.5kg/m的型材420根，使用這種方法共可減少廢料210m～420m蕾域、105kg～210kg拷肌，比不使用夾持墊時(shí)成品率可提高1.9%～3.8%，其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)司觀。

夾持墊從制作巨缘、保管厢绝、領(lǐng)用要由專人管理。針對(duì)操作工人不愿使用带猴，可以將成品率績效工資分為兩部分：如成品率85%以下時(shí)，成品率提高一個(gè)百分點(diǎn)懈万，噸工資增加5元拴清；成品率85%以上時(shí)，成品率提高一個(gè)百分點(diǎn)会通，噸工資增加10元口予，激勵(lì)工人努力提高成品率。

2.5?使用熱剪切鑄棒爐涕侈，即時(shí)控制鑄錠長度

近年來沪停，越來越多的企業(yè)將鏈條式短鑄錠加熱爐更換為熱剪切長鑄錠加熱爐（簡稱熱剪鑄棒爐）。熱剪鑄棒爐可以避免鑄錠鋸切裳涛、減少因鋁屑而產(chǎn)生的損耗木张，擠壓時(shí)主機(jī)手可根據(jù)模具的動(dòng)態(tài)單支重量用熱剪鑄棒爐上的剪切裝置隨時(shí)調(diào)整剪切長度，獲得任意所需長度的鋁錠坯端三，從而使擠壓出的長型材的切頭切尾達(dá)到最短舷礼，進(jìn)一步提高成品率。

有的企業(yè)使用了熱剪鑄棒爐后郊闯，忽略了對(duì)鑄錠長度的精確計(jì)算和對(duì)此項(xiàng)工作的管理妻献，交由操作工自行處理。操作工人往往在上模擠壓時(shí)团赁，先按模具的標(biāo)準(zhǔn)壁厚剪切一根鑄錠進(jìn)行試擠壓育拨，觀察擠出型材的總長度是否達(dá)到倍尺和切頭切尾長度要求，不合適時(shí)再粗略估計(jì)試剪第二個(gè)鑄錠欢摄，再試擠熬丧，反復(fù)2～3次才能找到合適的鑄錠長度，但在試擠過程中產(chǎn)生了不短的廢料剧浸，這一試擠過程不僅降低生產(chǎn)效率锹引，而且也降低成品率。

正確的做法是根據(jù)上機(jī)模具的上次擠壓單支重量記錄唆香，查一下線密度—鑄棒長（L-m1）圖嫌变，稍微加長一點(diǎn)剪切鑄錠長度（不至于產(chǎn)生接近6m的廢料），根據(jù)擠壓型材的總長躬它，第二次剪切長度可作微量修正腾啥，就可以進(jìn)入正常擠壓。把熱剪切鑄棒爐剪切長度調(diào)整靈活的優(yōu)點(diǎn)和生產(chǎn)管理上準(zhǔn)確記錄模具動(dòng)態(tài)在擠壓過程中每根型材重量、查看型材線密度-鑄棒長（L-m1）關(guān)系圖結(jié)合起來倘待，才能提高生產(chǎn)率和成品率疮跑。有文獻(xiàn)說使用熱剪鑄棒爐成品率可以提高4個(gè)百分點(diǎn)，根據(jù)其他企業(yè)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)提高2個(gè)百分點(diǎn)是沒有問題的凸舵。

2.6加強(qiáng)模具管理祖娘，準(zhǔn)確記錄動(dòng)態(tài)單根型材重量

原始生產(chǎn)記錄在管理工作中的重要性是不言而喻的，在鋁型材的擠壓生產(chǎn)中啊奄，準(zhǔn)確記錄每套模具擠出型材的線密度（或單根型材重量）是做好成品率渐苏、成本核算及模具管理的一項(xiàng)重要工作，它為下次本套模具上機(jī)能準(zhǔn)確找到合適的鑄錠長度提供依據(jù)菇夸。所以對(duì)每條擠壓生產(chǎn)線應(yīng)提供一臺(tái)準(zhǔn)確度較高的電子稱琼富，定期校驗(yàn)、監(jiān)督復(fù)驗(yàn)庄新，督促操作工或工藝員在模具生產(chǎn)卡片上填寫型材單根型材重量鞠眉，準(zhǔn)確的記錄模具在擠壓過程中每根型材重量，為下次生產(chǎn)做好準(zhǔn)備择诈。

有的企業(yè)已使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理械蹋，擠壓工在擠壓機(jī)旁的計(jì)算機(jī)終端錄入每套模具的名稱、編號(hào)和上機(jī)擠壓的型材根數(shù)羞芍、長度朝蜘、單根重量等參數(shù)，由服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理涩金，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)化谱醇、車間無紙化、統(tǒng)計(jì)自動(dòng)化副渴、信息公開化。

2.7使用無壓余擠壓全度，減少幾何廢料

固定墊無壓余擠壓是將擠壓墊固定在擠壓桿上煮剧，并對(duì)二者作一定的改造，擠壓結(jié)束時(shí)擠壓筒不后退也能較容易地將鋁錠脫離将鸵，然后直接將第二根鑄錠推入擠壓筒勉盅，與上次剩余的鑄錠壓合在一起，完成擠壓顶掉。這種方法避免了每擠壓一根鑄錠剪切一次壓余草娜，可根據(jù)質(zhì)量要求和訂貨數(shù)量來決定擠多少根剪切一次，一般民用型材可40—50根剪切一次壓余痒筒。

2.8優(yōu)化擠壓工藝宰闰，減少技術(shù)廢料

提高成品率除了采用以上措施努力減少幾何廢料外茬贵，同時(shí)也要在生產(chǎn)過程中盡量減少技術(shù)廢料，確切地說移袍，就是讓該是正品的都是正品解藻，避免出廢品。

影響技術(shù)廢料的擠壓工藝有很多方面葡盗，它涵蓋了擠壓生產(chǎn)的整個(gè)過程螟左，主要包括鑄錠質(zhì)量、工藝溫度觅够、擠壓速度路狮、擠壓工具、模具蔚约、轉(zhuǎn)運(yùn)裝卸、時(shí)效熱處理等等涂籽。除了制定先進(jìn)苹祟、科學(xué)的生產(chǎn)工藝外，還要正確评雌、嚴(yán)格地執(zhí)行工藝操作規(guī)程树枫，提高操作工人的技術(shù)熟練程度和責(zé)任心。

①盡量減少每班生產(chǎn)品種景东，最好是每班安排3-5個(gè)擠壓品種砂轻，提高單套模具一次上機(jī)生產(chǎn)量。因?yàn)樯a(chǎn)品種越多斤吐，使用的模具越多搔涝，由模具帶走的塞鋁就越多，成品率就會(huì)降低和措。

②模具對(duì)成品率的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面：新模具的試模和在用模具的生產(chǎn)使用庄呈。

試模次數(shù)越多，消耗鑄錠越多派阱，成品率越低诬留，所以要提高模具的設(shè)計(jì)、制作水平贫母。

在用模具要精心維修文兑、合理氮化、及時(shí)保養(yǎng)腺劣，保證每次上機(jī)合格率高绿贞，成形度好，耐用度高橘原。如果每班因?yàn)槟＞呔S修不合格而發(fā)生3—4個(gè)擠壓失敗的鑄棒樟蠕，那么成品率就會(huì)下降1個(gè)百分點(diǎn)贮聂。

③擠壓工具：包括擠壓筒似谁、擠壓桿戚丸、擠壓墊甜滨、模墊等舱禽。主要是要保證擠壓筒答憔、擠壓桿我衬、模具三者之間的同心度幽纷，其次是合理維修擠壓筒涂屁，正確加熱甸怕，保證擠壓筒端面平直甘穿，消除各種引起擠壓筒與模具間的配合不良現(xiàn)象，定期清理擠壓筒內(nèi)壁殘鋁梢杭，檢查內(nèi)孔壁有無損傷温兼，正確使用模墊，提高模具支撐強(qiáng)度等等武契。

④擠壓溫度募判、擠壓速度及冷卻三者對(duì)制品的組織、力學(xué)性能咒唆、表面質(zhì)量有很大影響届垫，也會(huì)影響到成品率。此外全释，三者都會(huì)影響擠出制品的長度装处，鑄棒溫高、擠出速度快浸船、風(fēng)冷速度低時(shí)妄迁，會(huì)使制品擠出后的長度增加，增長率最大可達(dá)0.5%—1.0%李命，也就是影響了型材的線密度判族，所以，穩(wěn)定的工藝也會(huì)使成品率提高项戴。

⑤完善擠壓后續(xù)工序形帮，避免造成技術(shù)廢品。擠壓后續(xù)工序的轉(zhuǎn)運(yùn)往往造成型材的磕碰劃傷周叮，要盡量避免型材與冷床辩撑、儲(chǔ)料臺(tái)、定尺臺(tái)之間的摩擦與碰撞仿耽，最好采用高溫帶傳送的冷床和儲(chǔ)料臺(tái)合冀。運(yùn)輸、裝框项贺、吊框等轉(zhuǎn)運(yùn)操作應(yīng)輕拿輕放君躺，料筐內(nèi)壁最好使用高溫毛氈保護(hù)峭判。

3?結(jié)束語

提高擠壓制品的成品率是要在擠壓生產(chǎn)全面細(xì)致的工作過程不僅技術(shù)工藝方面要到位，在管理方面也要扎實(shí)到位棕叫、做到實(shí)處林螃。我國的鋁型材生產(chǎn)企業(yè)的成品率提升尚有很大空間，成品率的提升將是一個(gè)持續(xù)的過程俺泣。提高成品率和提高產(chǎn)品質(zhì)量疗认、產(chǎn)量是緊密相連的，是一個(gè)企業(yè)技術(shù)和管理水平的綜合體現(xiàn)伏钠。

作者：杜新宇横漏，任義磊

作者單位：南陽理工學(xué)院