建筑鋁型材性能和連續(xù)臥式鋁型材加工熱處理技術(shù)
建筑鋁型材是由鋁和鋁合金材料制的建筑材料,。通常是先加工成鑄造品,、鍛造品以及箔、板,、帶,、管、棒,、型材等后,，再經(jīng)冷彎、鋸切,、鉆孔,、拼裝、上色等工序而制成,。
建筑型材性能
純鋁強(qiáng)度低,，其用途受到-。但加入少量的一種或幾種合金元素,，如鎂,、硅、錳,、銅,、鋅、鐵,、鉻,、鈦等，即可得到具有不同性能的鋁合金,。冷凍板鋁型材鋁合金再經(jīng)冷加工和熱處理,，進(jìn)一步得到強(qiáng)化和硬化，其抗拉強(qiáng)度大大提高,。
鋁的標(biāo)準(zhǔn)電位是-1.67伏,，化學(xué)性質(zhì)很活潑，易與空氣中的氧作用而形成一層牢固致密的氧化膜,，所以在普通的大氣和清潔的水中,，鋁具有良好的耐腐蝕性。但與鋼或-金屬材料接觸時會產(chǎn)生電化腐蝕,，在潮濕的環(huán)境中與混凝土,、水泥砂漿、石灰等堿性材料接觸時會產(chǎn)生腐蝕，與木材,、土壤等接觸時也會產(chǎn)生腐蝕,。因此，需進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆栏幚怼?br /> 鋁合金建筑型材生產(chǎn)方法
鋁合金按其生產(chǎn)方式不同,，分為鑄造鋁合金和變形鋁合金兩大類,。建筑上一般采用變形鋁合金，用以軋成板,、箔、帶材,，擠壓成棒,、管或各種復(fù)雜形狀的型材。變形鋁合金按其性能,、用途不同,，分為防銹鋁合金、硬鋁,、超硬鋁和特殊鋁等,。建筑中一般采用工業(yè)純鋁(L1～L1)、防銹鋁合金（LF2,、LF21等）及鍛鋁(LD2)等,。
特點和用途鋁和鋁合金的最大特點，首先是其容重約為鋼的1/3,，而比強(qiáng)度（強(qiáng)度極限與比重的比值）則可達(dá)到或超過結(jié)構(gòu)鋼,。其次，鋁和鋁合金易于加工成各種形狀,，能適應(yīng)各種連接工藝,，從而為建筑結(jié)構(gòu)采用最經(jīng)濟(jì)合理的斷面形式提供有利條件。所以,，采用鋁合金不僅可以大大減輕建筑物的重量,，節(jié)省材料，而且還可減少構(gòu)件的運(yùn)輸,、安裝工作量,，加快施工進(jìn)度。這對于地震區(qū)及交通不便的山區(qū)和邊遠(yuǎn)地區(qū),，其經(jīng)濟(jì)效果更為顯著,。鋁和鋁合金色澤美觀，耐腐蝕性好,，對光和熱的反射率高,，吸聲性能好，通過化學(xué)及電化學(xué)的方法可獲得各種不同的顏色。所以隱框立柱鋁材廣泛用于工業(yè)與民用建筑的屋面,、墻面,、門窗、骨架,、內(nèi)外裝飾板,、天花板、吊頂,、欄桿扶手,、室內(nèi)家具、商店貨柜以及施工用的模板等,。
建筑業(yè)是鋁材的三大主要市場之一,，世界上鋁總產(chǎn)量的20％左右用于建筑業(yè)，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家的建筑業(yè),，其用鋁量已占其總產(chǎn)量的30％以上,。近年來，建筑鋁材的產(chǎn)品不斷更新,，彩色鋁板,、復(fù)合鋁板、復(fù)合門窗框,、鋁合金模板等新穎建筑制品的應(yīng)用也在逐年增加,。中國已在工業(yè)與民用建筑中應(yīng)用鋁合金制作屋面、墻面,、門窗等,，并逐漸擴(kuò)及內(nèi)外裝飾、施工用模板等,，已取得良好效果,。
連續(xù)臥式建筑鋁合金型材加工熱處理技術(shù)
1、噴射加熱技術(shù)
在加熱爐內(nèi)鋁板由上下分布的空氣噴嘴系統(tǒng)進(jìn)行快速均勻地加熱,，噴射速度為30～70m/s,，加熱速率為1mm/min，噴射加熱與其它加熱相比可以提高傳熱系數(shù),，達(dá)到快速升溫的目的,。同時，均勻排列的噴嘴和精確地空氣導(dǎo)流可以得到最小的溫度允差,。為了達(dá)到最佳效果,，要合理設(shè)計噴嘴的角度、排列,、大小和多少,；高溫高壓高流率風(fēng)機(jī)，精確的循環(huán)系統(tǒng)以及特殊的密封系統(tǒng)。
2,、噴射冷卻技術(shù)
為了使固溶熱處理效果更好,，臥式爐采用噴射冷卻技術(shù)代替立式水槽淬火。主要特點是高壓大流量噴水系統(tǒng)是噴射冷卻的主體,，移動式噴嘴可滿足不同尺寸規(guī)格鋁板淬火的要求,；上下噴嘴與鋁板之間的距離，水和鋁板的接觸點位置,，上下噴水的一致性,，噴嘴的形狀、角度等是能否保證鋁板快速冷卻,、冷卻變形小的關(guān)鍵,。
3、傳動技術(shù)
連續(xù)固溶熱處理鋁板的最關(guān)鍵技術(shù)就是如何保證在整個熱處理過程中,，鋁板不劃傷，無壓痕和鑲嵌物,，保持鋁板的表面光滑,。傳動刷輥既可保證鋁板表面質(zhì)量，又可保證鋁板與輥子之間有熱空氣流動,，鋁板任意點加熱均勻,。另外，分段傳動時的變頻調(diào)速,、擺動傳動,、伺服同步傳動等都是影響鋁板表面質(zhì)量的關(guān)鍵因素。
在設(shè)備的組成上,，均熱生產(chǎn)線一般由多臺均熱爐,、冷卻室、裝卸料臺,、復(fù)合裝卸料車,、電控系統(tǒng)組成，采用電加熱或火焰加熱,。在結(jié)構(gòu)上和操作上雖然與前面所述周期式均勻化爐有很多類似之處,，但為了保證圓鋁錠的各項熱處理參數(shù)，同時也是為了達(dá)到某種熱處理形式所要求的效果,，在設(shè)備的設(shè)計上還需要注意以下方面：
①熱處理能力
如何合理的利用空間,，最大限度的發(fā)揮爐子的熱處理能力，這是爐子優(yōu)化設(shè)計的主要內(nèi)容,。通常用于擠壓型材鋁錠的品種規(guī)格比較多,，直徑從85～400不等，一般來說，對于同一種均熱爐,，鋁錠的直徑愈大,，長度愈長，裝爐量愈大,，生產(chǎn)能力也就愈大,。為了合理安排產(chǎn)量，首先我們要了解產(chǎn)品的生產(chǎn)大綱和規(guī)格,，既要考慮爐子的生產(chǎn)率,，又要考慮爐子的使用率，同時兼顧爐子的規(guī)模,、造價和成本,。在一種爐型上兼顧處理長棒料和短棒料兩種料時，合理安排裝爐量更顯得尤為重要,。
②均勻化時間
這是工藝問題也是生產(chǎn)能力問題,。均勻化時間根據(jù)鋁型材加工牌號而定，一般為4～6h(不含升溫時間),。小于這個時間,，會造成產(chǎn)品晶粒不均勻，型材的性能出現(xiàn)質(zhì)量問題,，影響成材率,。大于這個時間，會造成二次晶粒長大和生產(chǎn)能力降低等問題,。
③冷卻
鋁錠均熱后冷卻有兩個目的：第一是快速降溫,，提高爐組的生產(chǎn)率；第二是改善鋁錠的擠壓性能,。由于鋁錠的擠壓性能受冷卻速率影響甚大,，因此要根據(jù)鋁錠的品種、長短配備不同類型的冷卻設(shè)備,，以滿足各種鋁錠均勻化的需要,，冷卻通常分為水冷、氣冷和水氣混合冷卻,。在冷卻過程中,，既要保證鋁錠快速、均勻的冷卻,，又要減少鋁錠的變形,。冷卻速率的控制很重要，可以采用噴射冷卻反饋技術(shù),，通過流量,、壓力和溫度的反饋控制達(dá)到上述目的,。
④復(fù)合裝卸料車的轉(zhuǎn)移與自動對位
鋁錠均熱生產(chǎn)線一般配備多臺爐組和冷卻室、裝料臺等,，復(fù)合裝卸料車可實現(xiàn)爐料在爐子,、冷卻室和裝料臺之間的相互轉(zhuǎn)移。為了實現(xiàn)生產(chǎn)線的全自動化操作,，要求復(fù)合裝卸料車具有自動準(zhǔn)確的尋址功能(自動對位),、防慣性功能和與爐子的連接功能。根據(jù)工藝要求,，復(fù)合裝卸料車可分為二維,、三維和可逆復(fù)合裝卸料車等幾種類型，特點是爐外停放,，減少爐子的能耗,、一機(jī)多用、異地操作,、簡單方便,、運(yùn)行平穩(wěn)精確。
周期式均熱爐一般以爐組形式出現(xiàn),，采用復(fù)合裝卸料車對每臺爐子進(jìn)行加料和轉(zhuǎn)移,，另外還需配備大型的翻錠機(jī)構(gòu)，在實際操作時,，由天車與翻錠機(jī)構(gòu)配合，將鋁錠轉(zhuǎn)移到復(fù)合裝卸料車上,，然后由它向各爐子加料和卸料,。爐子上配備有大風(fēng)量的對流循環(huán)系統(tǒng)和先進(jìn)的溫控系統(tǒng)，保證鋁錠在均勻化時各部位溫度均勻,，這種爐子一般裝爐量為30～60t,。
為了保證這種爐型鋁錠加熱后的均勻化效果，必須有效的控制固相線下溫度,、溫度均勻性和均熱時間,。因爐體溫度相對退火爐較高，所以對風(fēng)機(jī)的材質(zhì)提出了較高的要求,。另外,，對循環(huán)系統(tǒng)、爐門密封和防止變形,、爐內(nèi)支撐受力的狀態(tài)等,，也是我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計上重點考慮的問題。
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