前言
山東兗礦輕合金有限公司（YANCONLA）是致力于成為全球領先的國際高端鋁合金擠壓產(chǎn)品的專業(yè)制造商之一。公司（YANCONLA）項目總投資30億元人民幣，生產(chǎn)能力為擠壓材13.3萬噸/年，圓鑄錠18.5萬噸/年，是亞洲規(guī)模最大、裝機水平最高、品種規(guī)格齊全的高精度鋁合金及鋁型材生產(chǎn)基地之一。
擠壓材平面度是指擠壓材某部位的平面具有的宏觀凹凸高度相對理想平面的偏差，也叫平面間隙。將型材放在平臺上，型材借自重達到穩(wěn)定時，用100mm長的直尺（或刀平尺）沿寬度方向測量型材平面與直尺間的最大間隙值（F1），如圖1所示該值即為型材任意100mm寬度上的平面間隙；沿寬度方向測量型材與平臺之間的最大間隙值（F），如圖1所示，該值（F）即為型材的平面間隙（平面度）。
圖1 平面度簡圖
1 公司典型擠壓板材平面度問題舉例
蘋果ipad后殼所采用的主要原材料為鋁合金6063C的擠壓板材，該板材除了對硬度、尺寸和內(nèi)部組織要求比較嚴格外，對平面度要求也十分苛刻，要求平面度小于0.2mm。圖2為平面度超差的一張實例圖：
圖2 該板材平面度超差實例
公司在25MN擠壓機上對該種產(chǎn)品進行生產(chǎn)，生產(chǎn)該鋁合金板材的主要工藝參數(shù)如表1所示：
表1 6063C鋁合金板材的工藝參數(shù)
表2 三個試生產(chǎn)批次的平面度不良率統(tǒng)計表
從上表中不難看出平面度不良在三個生產(chǎn)批次中平均不良率為10.9%，平面度不良是制約此類板材生產(chǎn)的主要因素之一。
2 針對平面度問題的方法探究
通過查閱相關書籍，咨詢鋁加工行業(yè)的相關技術專家，對影響平面度問題的因素進行歸納總結，并以此為依據(jù)，制定了針對平面度問題的解決方案。
2.1 利用有效修模來改善制品的平面度
修模是國內(nèi)外對于擠壓材平面度不良最常用的解決方法，通過這種方法的優(yōu)點是適用范圍廣，基本所有的擠壓材都可以采用這種處理方法，其缺點是需要終止生產(chǎn)，模具處理好以后再次上機試模，費時、費力，同時也不利于節(jié)能降耗。該板材的平面間隙不良，主要是和模具的流速不均有關，通過改變導流坑的大小或角度，再或是改變工作帶的長短來有效的調(diào)整金屬流速，以便流速均勻，消除平面間隙不良的缺陷。該類板材在生產(chǎn)初期一般采用這種方法，有的模具修模一次就可以解決平面度問題，有的模具需要三次甚至更多次才能徹底解決平面度問題，這不僅和模具本身有關，同時和修模工人的技術水平也有較大關系。
2.2 利用離線精整來修正制品平面度
首先根據(jù)該板材具體平面度超差的特征，合理配置離線精整機的輥片，然后采用一只平面度超差的制品進行定輥，通過不斷調(diào)整輥片的高度和位置，待該只制品的平面度合格后，固定輥片的高度和位置，然后對該批次的制品進行離線精整。離線精整一般比較費時費力，同時也容易給制品的外觀帶來一定的影響。圖3為該板材離線精整的實例圖。該板材的平面度情況是上凸下凹，且平面度超差，采用如圖所示的配輥，制品在通過輥片的過程中，制品的中部和邊部會受到輥片一定的壓力，從而對該制品起到矯正平面間隙的作用。
圖3 該板材的離線精整實例
2.3 采用在線精整來修正制品平面度
考慮到該訂單數(shù)量比較大，如果采用離線精整，會極大的降低生產(chǎn)效率和浪費不少的人力，通過一定時間的討論摸索并結合離線精整的原理，提出了在線精整的理念，并決定制作一個在線精整的小設備，如果成功，既不影響生產(chǎn)效率也會節(jié)省不少人力。圖4是針對該板材設計的在線精整設備簡圖，它是根據(jù)離線精整的原理，在原擠壓機出口導正裝置的基礎上加裝軸承座及輥片，通過調(diào)節(jié)輥片的高度和位置來改變對制品壓力的大小使制品發(fā)生一定量的變形，讓制品的平面度控制在合理的范圍內(nèi)，從而達到在線精整的目的。
圖4 在線精整設備簡圖
3 采用在線精整進行板材試生產(chǎn)根據(jù)在線精整設備的簡圖，制作了在線精整小設備，并安置在擠壓機出口處，之所以安裝在擠壓機出口處，是因為制品在擠壓機出口處溫度高，在同樣壓力的作用下更容易變形，方便在線精整。圖5為使用中的在線精整小設備，通過反復試驗，此種小設備能很好的控制該類板材的平面度。
圖5 在線精整小設備
使用該種在線精整小設備生產(chǎn)后，我們隨機抽取了3個批次針對平面度不良造成的廢品進行統(tǒng)計分析，如表3所示。
從表3中不難看出通過采用這套在線精整小設備平面度不良率得到了有效控制，通過先后任意三個批次的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)平均平面度不良率由試生產(chǎn)的10.9%下降到現(xiàn)在的1.16%，極大的提高了成品率和生產(chǎn)效率。
表3 三個生產(chǎn)批次平面度不良率的統(tǒng)計表
4 結束語
6063C鋁合金板材為蘋果ipad后殼的主要原材料，用量大，質(zhì)量要求高。本文主要分析6063C鋁合金板材擠壓生產(chǎn)中平面度問題的原因及控制辦法，從模具、離線精整和在線精整三個方面進行方法探究，并在該產(chǎn)品的生產(chǎn)實踐中，根據(jù)離線精整的原理提出了在線精整的理念，并得到了很好的利用。綜上所述，針對擠壓材平面度不良最常用的解決辦法是修模，但如果訂單量比較大，模具比較多的情況下，這種方法的優(yōu)勢不明顯，而且修模對修模工的技術水平要求非常高，人為影響因素相當大。
離線精整可以很好的修正制品的平面度，但比較費時費力，不適合大批量的制品平面度修正。
根據(jù)離線精整的原理，結合生產(chǎn)實際，提出了在線精整的理念，并制作了在線精整小設備，通過實際應用發(fā)現(xiàn)該設備在控制擠壓板材的平面度方面，效果很好，而且成本比較低，一旦正常使用能很好的控制制品的平面度。
另外，如果擠壓材采用的是在線水霧淬火，也可以通過調(diào)節(jié)水霧來改善制品的平面度。
