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      青浦鋁合金回收再利用產品施工方法分析

      2014/5/6 21:58:30      點擊:

      青浦鋁合金回收再利用產品施工方法分析如下:

      一,青浦鋁合金回收產品鍛造修傷
      修傷是鋁合金模鍛工藝中的重要一環。由于鋁合金在高溫下較軟,粘性大,流動性差,容易粘模并產生各種表面缺陷(折疊、毛刺、裂紋等),在進行下一道工序前,必須打磨、修傷,將表面缺陷清除干凈,否則在后續工序中缺陷將進一步擴大,甚至引起鍛件報廢。
      修傷用的工具有風動砂輪機、風動小銑刀、電動小銑刀及扁鏟等。修傷前先經腐蝕查清缺陷部位,修傷處要圓滑過渡,其寬度應為深度的5~10倍。
      二、青浦鋁合金回收產品壓力加工
      鋁合金壓力加工產品分為防銹(LF)、硬質(LY)、鍛造(LD)、超硬(LC)、包覆(LB)、特殊(LT)及釬焊(LQ)等七類。常用鋁合金材料的狀態為退火(M燜火)、硬化(Y)、熱軋(R)等三種。
      壓鑄的特點
      壓力鑄造簡稱壓鑄,是一種將熔融合金液倒入壓室內,以高速充填鋼制模具的型腔,并使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。壓鑄區別于其它鑄造方法的主要特點是高壓和高速。
      (1)金屬液是在壓力下填充型腔的,并在更高的壓力下結晶凝固,常見的壓力為15—100MPa。
      (2)金屬液以高速充填型腔,通常在10—50米/秒,有的還可超過80米/秒,(通過內澆口導入型腔的線速度—內澆口速度),因此金屬液的充型時間極短,約0.01—0.2秒(須視鑄件的大小而不同)內即可填滿型腔。壓鑄機、壓鑄合金與壓鑄模具是壓鑄生產的三大要素,缺一不可。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素有機地加以綜合運用,使能穩定地有節奏地和高效地生產出外觀、內在質量好的、尺寸符合圖樣或協議規定要求的合格鑄件,甚至優質鑄件。
      壓鑄的流動性
      流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性最好。
      影響流動性的因素很多,主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒,但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力(俗稱澆注壓頭)的高低。
      實際生產中,在合金已確定的情況下,除了強化熔煉工藝(精煉與除渣)外,還必須改善鑄型工藝性(砂模透氣性、金屬型模具排氣及溫度),并在不影響鑄件質量的前提下提高澆注溫度,保證合金的流動性。
      鋁材
      鋁和鋁合金經加工成一定形狀的材料統稱鋁材,包括板材、帶材、箔材、管材、棒材、線材、型材等。

      三、青浦鋁合金回收產品焊接方法
      鋁合金材料,強度高和質量輕。主要焊接工藝為鎢極氬弧焊TIG、氣體保護焊MIG、攪拌摩擦焊FSW、電阻點焊等。
      鋁合金焊接保護措施
      1、焊前用化學+機械的方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物,順序是先化學清洗,后機械打磨;
      2、焊接過程中要采用合格的保護氣體進行保護;
      3、在氣焊時,采用熔劑,在焊接過程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。
      焊接難點
      (1)極易氧化。在空氣中,鋁容易同氧化合,生成致密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1-0.2μm),熔點高(約2050℃),遠遠超過鋁及鋁合金的熔點(約600℃左右)。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3,約為鋁的1.4倍,氧化鋁薄膜的表面易吸附水分,焊接時,它阻礙基本金屬的熔合,極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,引起焊縫性能下降。
      (2)易產生氣孔。鋁和鋁合金焊接時產生氣孔的主要原因是氫,由于液態鋁可溶解大量的氫,而固態鋁幾乎不溶解氫,因此當熔池溫度快速冷卻與凝固時,氫來不及逸出,容易在焊縫中聚集形成氣孔。氫氣孔難于完全避免,氫的來源很多,有電弧焊氣氛中的氫,鋁板、焊絲表面氧化膜吸附空氣中的水分等。實踐證明,即使氬氣按GB/T4842標準要求,純度達到99.99% 以上,但當水分含量達到20ppm時,也會出現大量的致密氣孔,當空氣相對濕度超過80%時,如果不采取加熱等措施,焊縫就會明顯出現氣孔。同時,采用小電流慢速焊,加大焊縫冷卻時間,并利用焊絲電弧進行熔池攪動,可以較好的幫助氣體排出熔池。
      (3)焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數和結晶收縮率約比鋼大兩倍,易產生較大的焊接變形的內應力,對剛性較大的結構將促使熱裂紋的產生。
      (4)鋁的導熱系數大(純鋁0.538卡/Cm.s.℃)。約為鋼的4倍,因此,焊接鋁和鋁合金時,比焊鋼要消耗更多的熱量。
      (5)合金元素的蒸發的燒損。鋁合金中含有低沸點的元素(如鎂、鋅、錳等),在高溫電弧作用下,極易蒸發燒損,從而改變焊縫金屬的化學成分,使焊縫性能下降。
      (6)高溫強度和塑性低。高溫時鋁的強度和塑性很低,破壞了焊縫金屬的成形,有時還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現象。
      (7)無色彩變化。鋁及鋁合金從固態轉為液態時,無明顯的顏色變化,使操作者難以掌握加熱溫度

         四、青浦鋁合金回收產品熔煉鑄造
      鋁合金的熔煉與澆注是鑄造生產中主要環節。嚴格控制熔煉與澆鑄的全過程,對防止針孔、夾雜、欠鑄、裂紋、氣孔以及縮松等鑄造缺陷起著重要的作用。由于鋁熔體吸收氫傾向大,氧化能力強,易溶解鐵,在熔煉與澆鑄過程中必須采取簡易而又謹慎的預防措施,以獲得優質鑄件。
      1、鋁合金爐料配制及質量控制
      為了熔煉出優質鋁熔體,首先應選用合格的原材料。須對原材料進行科學管理和適當處理,否則就會嚴重影響合金的質量,生產實踐證明,原材料(包括金屬材料及輔助材料)控制不嚴會使鑄件成批報廢。
      (一)原材料必須有合格的化學成分及組織,具體要求如下:
      入廠的合金錠除分析主要成分及雜質含量外,尚就檢查低陪組織及斷口。實踐證明,使用了含有嚴重縮孔、針孔、以及氣泡的鋁液,就難以獲得致密的鑄件,甚至會造成整爐、整批的鑄件報廢。
      有人在研究鋁硅合金錠對鋁合金針孔的影響時發現,用熔融的純澆鑄砂型試塊時并不出現針孔,當加入低組織和不合格的鋁硅合金錠后,試塊針孔嚴重,且晶粒大。其原因為材料的遺傳性所致。鋁硅系合金和遺傳性隨著含量的提高面增大,硅量達到7%時,遺傳顯著。繼續提高硅含量到共晶成分,遺傳性又稍減小。為解決爐料遺傳性引起的鑄件缺陷,必須選用冶金質量高的鋁錠、中間合金及其它爐料。具體標準如下:
      (1)斷口上不應有針孔、氣孔
      針孔應在三級以內,局部(不超過受檢面積的25%)不應超過三級,超過三級者必須采取重熔煉的辦法以減少針孔度。重熔精煉方法與一般鋁合金熔煉相同,澆鑄溫度不宜超過660℃,對于那些原始晶粒大的鋁錠、合金錠等,應先用較低的錠模溫度,使它們快速凝固,細化晶粒。
      2、爐料處理
      爐料使用前應經吹砂處理,以去除表面的銹蝕、油脂等污物。放置時間不長,表面較干凈的鋁合金錠及金屬型回爐料可以不經吹砂處理,但應消除混在爐料內的鐵質過濾網及鑲嵌件等,所有的爐料在入爐前均應預熱,以去除表面附的水分,縮短熔煉時間在3小時以上。
      3、爐料的管理及存放
      爐料的合理保存及管理對確保合金質量有重要意義。爐料應貯存在溫度變化不大、干燥的倉庫內。
      2、坩堝及熔煉工具的準備
      (一)坩堝鑄造鋁合金常用鐵坩堝,也可用鑄鋼及鋼板焊接坩堝。
      新坩堝及長期未用的舊坩堝,使用前均應吹砂,并加熱到700--800度,保持2--4小時,以燒除附著在坩堝內壁的水分及可燃物質,待冷到300度以下時,仔細清理坩堝內壁,在溫度不低于200度時噴涂料。
      坩堝使用前應預熱至暗紅色(500--600度),并保溫2小時以上。新坩堝外熔煉之前,最好先熔化一爐同牌號的回爐料。
      (二)熔煉工具的準備
      鐘罩、壓瓢、攪拌勺、澆包
      錠模等使用前均應預熱,并在150度---200度溫度下涂以防護性涂料,并徹底烘干,烘干溫度為200--400度,保溫時間2小時以上,使用后應徹底清除表面上附著的氧化物、氟化物,(最好進行吹砂)。
      3、熔煉溫度的控制
      熔煉溫度過低,不利于合金元素的溶解及氣體、夾雜物的排出,增加形成偏析、冷隔、欠鑄的傾向,還會因冒口熱量不足,使鑄件得不到合理的補縮,有資料指出,所有鋁合金的熔煉溫度到少要達705度并應進行攪拌。熔煉溫度過高不僅浪費能源,更嚴重的是因為溫度愈高,吸氫愈多,晶粒亦愈粗大,鋁的氧化愈嚴重,一些合金元素的燒損也愈嚴重,從而導致合金的機械性能的下降,鑄造性能和機械加工性能惡化,變質處理的效果削弱,鑄件的氣密性降低。
      生產實踐證明,把合金液快速升溫至較高的溫度,進行合理的攪拌,以促進所有合金元素的溶解(特別是難熔金屬元素),扒除浮渣后降至澆注溫度,這樣,偏析程度最小,熔解的氫亦少,有利于獲得均勻致密、機械性能高的合金.因為鋁熔體的溫度是難以用肉眼來判斷的,所以不論使用何種類型的熔化爐,都應該用測溫儀表控制溫度。測溫儀表應定期校核和維修。熱電偶套管應周期的用金屬刷刷干凈,涂以防護性涂料,以保證測溫結果的準確性及處長使用壽命。
      4、熔煉時間的控制
      為了減少鋁熔體的氧化、吸氣和鐵的溶解,應盡量縮短鋁熔體在爐內的停留時間,快速熔煉。從熔化開始至澆注完畢,砂型鑄造不超過4小時,金屬型鑄造不超過6小時,壓鑄不超過8小時。
      為加速熔煉過程,應首先加入中等塊度、熔點較低的回爐料及鋁硅中間合金,以便在坩堝底陪盡快形成熔池,然后再加塊度較大的回爐料及純鋁錠,使它們能徐徐浸入逐漸擴大的熔池,很快熔化。在爐料主要部分熔化后,再加熔點較高、數量不多的中間合金,升溫、攪拌以加速熔化。最后降溫,壓入易氧化的合金元素,以減少損失。
      5、熔體的轉送和澆注
      盡管固態氧化鋁的密度近似于鋁熔體的密度,在進入鋁熔體內部后,經過足夠長的時間才會沉至坩堝底陪。而鋁熔體被氧化后形成的氧化鋁膜,卻僅與鋁熔體接觸的一面是致密的,與空氣接觸的一面疏松且有大量直徑為60--100A的小孔,其表面積大,吸附性強,極易吸附在水汽,反有上浮的傾向。因此,在這種氧化膜與鋁熔體的比重差小,將其混入熔體中,浮沉速度很慢,難以從熔體中排除,在鑄件中形成氣孔太夾雜。所以,轉送鋁熔體中關鍵是盡量減少熔融金屬的攪拌,盡量減少熔體與空氣的接觸。
      采用傾轉式坩堝轉注熔體時,為避免熔體與空氣的混合,應將澆包盡量靠所爐咀,并傾斜放置,使熔體沿著澆包的側壁下流,不致直接沖擊包底,發生攪動、飛濺等。
      采用正確合理的澆注方法,是獲得優質鑄件的重要條件之一。生產實踐得,注意下列事項,對防止、減少鑄件缺陷是很有效的。
      (一)澆注前應仔細檢查熔體出爐溫度、澆包容量及其表面涂料層的干燥程度,其他工具的準備是否合乎要不。金屬澆口杯在澆注前3--5分鐘之內就在砂型上安放好,此時澆包懷的溫度不高于150度,安置過早或溫度過高,澆道內憋住大量氣體,在澆注時有爆炸的危險。
      (二)不能在有“過堂風”的場合下澆注,以及熔體強烈氧化,燃燒,使鑄件產生氧化夾雜等缺陷。
      (三)由坩堝內獲取熔體時,應先用包底輕輕撥開熔體表面的氧化皮或熔劑層,緩慢地將澆包浸入熔體內,用澆包的寬口舀取熔體,然后平穩的提起澆包。
      (四)端包時不要掌平,步子要穩,澆包不宜提得過高,澆包內金屬液面必須保持平穩,不受攏動。
      (五)即將澆注時,應扒凈澆包的渣子,以免在澆注中將熔渣、氧化皮等帶入鑄型中。
      (六)在澆注中,熔體流就保持平穩,不能中斷,不能直沖口懷的底孔。澆口懷自始至終應充滿,液面不得翻動,澆注速度要控制得當。通常,澆注開始度就稍慢些,使熔體充填平穩,然后速度稍快,并基本保持澆注速度不變。
      (七)在澆注過程中,澆包咀與澆口的距離就盡可能靠近,以不超過50毫米為限,以免熔液過多地氧化。
      (八)帶堵塞的澆口懷,堵塞不能撥得太早,在熔體充滿澆口懷后,再緩慢地斜向撥出,以免熔體在注入澆道時產生渦流。
      (九)距坩堝底部60毫米以下的熔體不宜澆注鑄件。
         五、鋁合金鑄造(ZL)
      按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類,代號編碼分別為100、200、300、400。
      為了獲得各種形狀與規格的優質精密鑄件,用于鑄造的鋁合金一般具有以下特性。
      (1)有填充狹槽窄縫部分的良好流動性
      (2)有比一般金屬低的熔點,但能滿足極大部分情況的要求
      (3)導熱性能好,熔融鋁的熱量能快速向鑄模傳遞,鑄造周期較短
      (4)熔體中的氫氣和其他有害氣體可通過處理得到有效的控制
      (5)鋁合金鑄造時,沒有熱脆開裂和撕裂的傾向
      (6)化學穩定性好,抗蝕性能強
      (7)不易產生表面缺陷,鑄件表面有良好的表面光潔度和光澤,而且易于進行表面處理
      (8)鑄造鋁合金的加工性能好,可用壓模、硬模、生砂和干砂模、熔模石膏型鑄造模進行鑄造生產,也可用真空鑄造、低壓和高壓鑄造、擠壓鑄造、半固態鑄造、離心鑄造等方法成形,生產不同用途、不同品種規格、不同性能的各種鑄件。
      鑄造鋁合金在轎車上是得到了廣泛應用,如發動機的缸蓋、進氣歧管、活塞、輪轂、轉向助力器殼體等。
      缺陷修復
      鋁合金在生產過程中,容易出現縮孔、砂眼、氣孔和夾渣等鑄造缺陷。如何修復鋁合金鑄件氣孔等缺陷呢?如果用電焊、氬焊等設備來修補,由于放熱量大,容易產生熱變形等副作用,無法滿足補焊要求。
      冷焊修復機是利用高頻電火花瞬間放電、無熱堆焊原理來修復鑄件缺陷。由于冷焊熱影響區域小,不會造成基材退火變形,不產生裂紋、沒有硬點、硬化現象。而且熔接強度高,補材與基體同時熔化后的再凝固,結合牢固,可進行磨、銑、銼等加工,致密不脫落。冷焊修復機是修補鋁合金氣孔、砂眼等細小缺陷的理想方法。

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