1.前言

在現(xiàn)代建筑中，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型材料的應(yīng)用，人民對建筑的實(shí)用性，美觀性要求越來越高，傳統(tǒng)的屋頂排水系統(tǒng)已不能滿足房屋設(shè)計(jì)師和使用者的要求。鋁合金型材具有強(qiáng)度高，質(zhì)量輕、耐老化、抗腐蝕性能強(qiáng)等性能，研發(fā)生產(chǎn)鋁合金大型建筑頂部排水系統(tǒng)具有廣泛的發(fā)展前景和利用空間。

2.產(chǎn)品介紹

我公司緊跟時(shí)代步伐，時(shí)時(shí)了解建材行業(yè)的動態(tài)。根據(jù)市場的需求，結(jié)合鋁合金型材的性能，設(shè)計(jì)研發(fā)生產(chǎn)了鋁合金大型建筑頂部排水系統(tǒng)，被機(jī)場航站樓、體育館、商場等大型建筑物廣泛采用，收到了良好的效果。
該型材設(shè)計(jì)具有氣水分離，滿管虹吸排水和溢流自然排水、防止雨水過大造成排放不及和泄漏現(xiàn)象，可成功將頂部雨水完全排放之功能。

具體見鋁型材圖片（圖1-6）及裝配效果圖（圖7-9）：

圖1 主基座                                圖2 次基座

圖3 次基座脊                                圖4 全壓蓋

圖5 全壓脊蓋                                  圖6 底座

圖7 主基座裝配圖                            圖8 次基座裝配圖

圖9 主基座裝配圖  

型材中主基座、次基座、次基座脊、全壓蓋脊在我公司中型擠壓機(jī)——4500T擠壓機(jī)上生產(chǎn)；全壓蓋在我公司中型擠壓機(jī)——2600T擠壓機(jī)上生產(chǎn)。

3.生產(chǎn)過程控制

3.1 鋁型材的尺寸偏差要求

我公司生產(chǎn)的鋁合金大型建筑頂部排水型材，合金牌號為6063，所有尺寸偏差執(zhí)行GB/T 14846—2008的超高精級要求。

3.1.1 鋁型材的壁厚尺寸允許偏差

公稱壁厚在為3.8㎜，外接圓直徑在100～300㎜、300～500㎜之間。根據(jù)鋁型材的不同，H尺寸的不同，選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)。

表1 Ⅰ類（軟合金）型材的壁厚尺寸允許偏差（超高精級）

表2 Ⅰ類（軟合金）型材的非壁厚尺寸（H）允許偏差（超高精級）的規(guī)定 

3.1.2 橫截面的角度、平面間隙、彎曲度、扭擰度的質(zhì)量要求

表3 虹吸排水型材橫截面角度、平面間隙、彎曲度、扭擰度的質(zhì)量要求

3.2 型材的表面質(zhì)量要求

外觀質(zhì)量要求表面整潔，不允許有裂紋，起皮，腐蝕和氣泡等缺陷存在。

3.3 鋁型材的生產(chǎn)過程控制

在初期生產(chǎn)過程中型材出現(xiàn)周期性鋸齒、扭擰和波浪等現(xiàn)象。針對以上出現(xiàn)的質(zhì)量問題，經(jīng)公司生產(chǎn)總經(jīng)理和總工程師指導(dǎo)，結(jié)合技術(shù)團(tuán)隊(duì)，專題研討做出以下方案來生產(chǎn)。

3.3.1 優(yōu)化模具設(shè)計(jì)，保證工模具維修品質(zhì)。

模具對實(shí)現(xiàn)整個(gè)擠壓過程起著十分重要的意義，是保證產(chǎn)品成型，具有正確形狀，尺寸和精度的基本工具。

在設(shè)計(jì)模具時(shí)，盡量使各部分受力均勻，要避免尖角、凹角和壁厚差懸殊，以免產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中，引起熱處理變形、開裂和使用過程中脆性破裂。

模具鋼材選用耐高溫，具有高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨、高抗疲勞度，包括淬透性良好的鋼材，并做好模具熱處理來保證模具韌性和屈服強(qiáng)度。

模具維修增加導(dǎo)流和阻流，合理設(shè)計(jì)分流孔和橋部結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)金屬的流量。

3.3.2 設(shè)備、裝置的調(diào)整

擠壓桿、擠壓筒、模座三點(diǎn)中心位對中，嚴(yán)禁中心位不對中進(jìn)行生產(chǎn)。我公司在以下情況下會對擠壓機(jī)的中心位進(jìn)行調(diào)整：

① 每擠壓一定時(shí)間后；

② 對擠壓機(jī)相關(guān)設(shè)備檢修之后；

③ 擠壓機(jī)升溫前與升溫后。會對加熱前與加熱后的中心位進(jìn)行對比，查看是否偏移以及偏移的程。，

在調(diào)整中心位時(shí)，將所調(diào)整的數(shù)據(jù)記錄存檔、分析，以提高一次調(diào)整成功的合格率，減少時(shí)間及人力、物力的浪費(fèi)。

3.3.3 鑄錠均勻化處理

6063合金鑄錠進(jìn)行高溫均勻化處理，目的是消除或減少晶內(nèi)偏析，提高材料熱變形和冷變形的能力，改善制品的力學(xué)性能，消除凝固時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使鑄錠具有較大的化學(xué)和組織均一性。
均質(zhì)工藝為560℃±10℃保溫4小時(shí)。出爐后快速冷卻至室溫。

3.3.4 溫度和速度調(diào)節(jié)

生產(chǎn)方式為高溫低速擠壓，鋁棒采用工頻感應(yīng)爐加熱來實(shí)現(xiàn)每條棒梯度加熱。從棒前端到棒后端的溫度逐漸降低，前端與后端的溫度相差50℃。擠壓筒的實(shí)際溫度控制在430—450℃，模具的實(shí)際溫度控制在470—490℃。為了保證出料口溫度控制在520℃--550℃，擠壓的出料速度控制在10—15米/分鐘。

擠壓生產(chǎn)過程中，及時(shí)對鋁棒以及擠壓機(jī)出口溫度進(jìn)行測量，合理地選擠壓速度，確保工藝菜蔬在所要求的范圍內(nèi)。并根據(jù)機(jī)臺不同留有合適的壓余量，保證了型材的內(nèi)在質(zhì)量。

3.3.5 擠壓型材的牽引

生產(chǎn)時(shí)使用先進(jìn)的直線式雙頭牽引機(jī)牽引。工作時(shí)牽引車上鉗口咬著型材前端，并保持與型材一定的拉力，且自動地與擠壓機(jī)的擠出速度實(shí)現(xiàn)同步，把型材從模腔中平直地引出，免得各擠壓型材的長度參差不齊，防止型材懸掛、扭曲，從而提高型材的成材率和表面質(zhì)量；以一定的張力牽引型材，使型材在張力下冷卻，減少變形，使多根擠壓時(shí)金屬流動均勻，單根型材擠壓時(shí)幫助使模具定徑帶處金屬流動慢的部位加快，整個(gè)截面上金屬流動均勻。保證了型材的力學(xué)性能均勻，表面質(zhì)量良好。

3.3.6 拉伸矯直

拉伸率控制在1%—1.5%。選用操作熟練的員工作為前拉伸手，能使其根據(jù)鋁型材的不同而進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦途嚯x的調(diào)整。拉伸時(shí)，在型材腔體中填充墊塊。根據(jù)型材橫截面積的不同，設(shè)計(jì)專用的墊塊，防止型材在拉伸時(shí)由于受力不均而造成的型材頭尾彎曲、開口尺寸變化等缺陷，確保了型材的力學(xué)性能穩(wěn)定。

3.3.7 時(shí)效工藝控制

時(shí)效處理時(shí)要求爐內(nèi)溫度均勻。我公司采用先進(jìn)的爐溫跟蹤設(shè)備進(jìn)行爐溫的檢測，并將此檢測作為常規(guī)檢測項(xiàng)目。定期對時(shí)效爐的顯示溫度進(jìn)行校準(zhǔn)，確保爐內(nèi)各部分溫度的準(zhǔn)確性、統(tǒng)一性，使時(shí)效爐內(nèi)溫差控制在±3℃。然后進(jìn)行人工時(shí)效，將溫度控制在200℃±5℃保溫2小時(shí)，來提高其強(qiáng)度性能。同時(shí)對員工進(jìn)行培訓(xùn)，避免出現(xiàn)由于趕時(shí)間而提前出爐造成時(shí)效不夠的現(xiàn)象，確保時(shí)效工藝穩(wěn)定、準(zhǔn)確、順利地進(jìn)行。

4. 結(jié)束語

本文介紹了鋁合金大型虹吸排水型材生產(chǎn)過程控制，從模具的設(shè)計(jì)、工裝具的調(diào)整、擠壓的溫度和速度控制、型材的拉伸矯直、時(shí)效控制等幾個(gè)方面詳細(xì)闡述了虹吸排水型材的生產(chǎn)關(guān)鍵控制因素。在執(zhí)行以上工藝后，我公司成功做出大規(guī)格鋁合金虹吸排水型材并裝配合格，客戶使用滿意度較高。

隨著高精度鋁型材的不斷研發(fā)， 我公司在生產(chǎn)過程中，會繼續(xù)確保持設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，先進(jìn)生產(chǎn)工藝和人員操作標(biāo)準(zhǔn)化相結(jié)合，質(zhì)量檢驗(yàn)不放松，生產(chǎn)出更多質(zhì)量合格穩(wěn)定、客戶滿意的產(chǎn)品。