鑄造鋁合金具有良好的鑄造性能,可以制成形狀復雜的零件;不需要龐大的附加設備;具有節(jié)約金屬、降低成本、減少工時等優(yōu)點,在航空工業(yè)和民用工業(yè)得到廣泛應用。用于制造梁、燃汽輪葉片、泵體、掛架、輪轂、進氣唇口和發(fā)動機的機匣等。還用于制造汽車的氣缸蓋、變速箱和活塞,儀器儀表的殼體和增壓器泵體等零件。
中國作為世界上有色金屬鑄件的生產和消費大國之一,有色金屬鑄造已成為支撐國民經濟發(fā)展的重要新興產業(yè),其中鋁合金部品行業(yè)更是有色金屬鑄造行業(yè)的支柱。與此同時,我國作為氧化鋁、電解鋁產量的世界第一生產大國,擁有豐富的勞動力資源以及巨大的消費市場,為我國鋁合金部品行業(yè)的發(fā)展提供了良好的基礎。2009年以來我國鋁合金部品產量占全球產量的比重均在30%以上,2017年達到了40%,我國已成為國際鋁合金鑄造產業(yè)的中心。
我國壓鑄件制造行業(yè)市場集中度較低,大多數企業(yè)產能規(guī)模均較小,整個行業(yè)內具有規(guī)模優(yōu)勢的企業(yè)相對較少,只有少數企業(yè)具備新產品研發(fā)、新材料使用、模具設計與制造、精密壓鑄件制造、數控精加工等多個生產環(huán)節(jié)的整體制造能力,因此,行業(yè)整體難以獲得生產和研發(fā)上的產業(yè)鏈協(xié)同效應,不利于行業(yè)整體競爭力的提升。
從國際鋁型材行業(yè)的競爭情況來看,中國、美國和日本三國具有較強的競爭力。從產量分布來看,全球鋁型材約60%的產量集中于中、美、日三國。與美、日等國產量基本保持穩(wěn)定不同,中國的產量增長一直保持較高水平,多年來占世界總產量的比重超過1/3。
目前,以美、日、德等鋁加工發(fā)達國家為代表,鋁加工業(yè)在20世紀末已基本完成了優(yōu)勝劣汰、兼并重組的整合進程,建立了跨國集團公司,并進行全球化生產和經營。其中,zui典型的是美鋁公司,幾乎囊括了全部鋁加工材品種,在全世界各主要地區(qū)都設有分支機構,年鋁加工材能力近200萬噸;而以日本、德國鋁加工企業(yè)為代表,引導世界鋁加工向著高精尖方向發(fā)展,在飲料罐板和高檔PS版基材等研發(fā)和生產上處于世界領先水平。
交通用鋁目前是鋁第二大需求領域,除2009年外,交通用鋁增速始終保持在10%以上,是鋁下游各行業(yè)中增長zui快領域之一。
汽車用鋁可分為4部分,乘用車、商用車、出口汽車零件和其他,其中乘用車占到60%,是影響汽車用鋁的主要因素。軌道交通包括高鐵和地鐵兩大類,城市軌道交通中,每公里需6至12輛車體,每輛鋁合金車輛的車體重約6-7噸,內飾用鋁合金材料約750kg/輛。
從地鐵來看,十三五期間,高速鐵路營業(yè)里程達到3萬公里,未來五年新增高鐵里程將達1.1萬公里,即十三五期間仍將保持10%的復合增長率。從地鐵來看,當前運行的軌道交通已經達3300多公里,十三五期間有望達6000公里,即十三五期間將保持12.7%左右的復合增長,目前80%以上的城軌車輛采用了鋁合金車體。除高鐵、地鐵外,C80運煤車、艦船、集裝箱等行業(yè)對鋁的需求將保持穩(wěn)定,綜上,未來交通運輸行業(yè)仍將保持快速增長。
在電力行業(yè),鋁主要用于電線電纜、變壓器線圈、感應電動機轉子、母線排等。在電子行業(yè),鋁主要用于3C產品外殼及內部支架和電子電器等。2008年以來,電力電子行業(yè)鋁消費量由194萬噸增至2017年的680萬噸,復合年均增長率達到15%。隨著中國電網基本建設投資增速的回升和消費電子行業(yè)金屬外殼滲透率的不斷提升,電力電子行業(yè)對鋁的需求仍將保持快速增長。
除建筑、交通和電子電力3大下游需求外,機械設備、耐用品、包裝和其他4個行業(yè)合計占鋁需求的25%。機械設備用鋁材廣泛應用于紡織機械、醫(yī)療器械、儀器儀表和模具,鋁在耐用消費品行業(yè)的應用主要集中在空調、冰箱等家用電器等,其他包括炊具、家具、照明燈具、以及玩具等。包裝行業(yè)的應用主要是食品飲料(用鋁量占包裝用鋁的75%以上)、卷煙、藥品包裝等。
此外,其他行業(yè)用鋁材包括印刷、煉鋼、箱包、五金及其他工業(yè)品等。預計這4個行業(yè)需求將保持7%左右的復合增長。
2015年中國鋁合金產量為629.4萬噸,2017年中國鋁合金產量為792.2萬噸,較2016年同期對比增長10.7%。
鋁合金型材擠壓模具在鋁型材擠壓工序中舉足輕重,是保證產品成形,使其具有正確形狀、尺寸和精度的基本工具。在實際生產中,正對擠壓過程中可能會出現(xiàn)一些問題。
一、有縫角或焊合不良產生的影響
空心鋁合金型材采用平面分流組合模擠壓工藝,這種工藝在型材的生產中相對來說加深了難度,金屬經過分流、焊合的過程,所以空心型材是存在焊合線的。
產生縫隙的原因有兩個:一是分流孔、焊合室狹小,金屬供流不足,金屬在焊合室沒有形成足夠的靜水壓力,產品未焊合好而流出模孔,導致制品存在焊合縫隙;
二是過量潤滑和不良潤滑引起空心型材焊合不良導致。
二、鋁合金型材壁出現(xiàn)下凹或上凸的弓形面出現(xiàn)的原因
1、空心鋁合金型材壁下凹弓形面產生原因:鋁合金型材模芯工作帶低于下模??坠ぷ鲙?,模芯工作帶的有效長度過短所引起。
2、空心鋁合金型材壁外凸產生原因:模具使用時間過長,模芯工作帶嚴重磨損,出現(xiàn)溝槽,加大了摩擦阻力,金屬流動緩慢引起空心型材壁外凸。
三、鋁合金型材表面條紋產生
擠壓型材外表面出現(xiàn)條紋,在陽極氧化后表現(xiàn)更為明顯。該缺陷多見于型材壁厚差大的部位、分流橋下金屬的焊合部位和內側帶有“枝杈”處及螺紋孔處的背面上。
產生原因:
1、型材內側的“枝杈”和螺紋孔部位因金屬供流不足或過量引起表面條紋;
2、模具分流橋下的焊合區(qū)部位引起的型材表面條紋;
3、型材斷面圖設計存在的問題,由于型材的壁厚差大,工作帶長度突變處的部位在陽極化后產生條紋狀色差;
4、因機臺冷卻能力不夠,造成陽極化后黑色斑紋區(qū)域;
5、鑄坯本身的質地不好,影響擠壓材陽極化后條紋色差。
四、鋁合金型材彎曲和扭擰不合理表現(xiàn)的方式
1、模芯和下??椎墓ぷ鲙浜喜缓侠恚鹦筒母鞑课唤饘倭魉俨痪?;
2、對稱空心型材模的分流孔大小和位置加工不對稱,金屬供流不均衡,引起金屬流速不均勻;
3、分流孔加工不規(guī)整或者在模芯上有阻礙物阻礙金屬流動。
修正方法:
1、用適當的方法打磨模芯或分流孔的出口部位,必要時適當擴大這些分流孔使供料均衡;
2、用打磨方法去掉阻礙物
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