东北大学材料成型课程设计

1.9吨直径30mm7075铝合金挤压棒材生产工艺设计及成本核算说明书

然后去除合金液表面的熔渣,再将合金液转入保温炉或直接浇注。

2.1.6铸造工艺条件

查阅资料可知,7075铝合金浇铸温度为690℃~710℃,冷却水压0.1MPa,铸造速度为70mm/min。[1]

为了细化晶粒得到较好的合金组织,考虑在在线净化过程中加入Al-5Ti-B晶粒细化剂,对晶粒进行变质处理。

2.1.7铸造过程中损耗率计算

一般铸造过程中会烧损1%,考虑溜槽,扒渣产生的废料,没铸次按50Kg损耗算,其中40kg可以回收。

铸锭总质量M1

M1?1.47?2.73?103?4013.10kg

投料总质量M2

M2?877.78?4?795.05?4306.17kg

因而铸造过程中损耗率为

M2-M14306.17-4013.10?100%??100%?6.80% M24306.172.1.8成品铸锭计算

根据装炉量、铸锭尺寸及根数,估算所铸造的铸锭的长度。 一般铸锭头部去除200mm,尾部去除150mm。

由上述计算可知,设计五个铸次,每个铸次铸两根铸锭,前四个铸次铸锭长8278.5mm;第五个铸次铸锭长7485.5mm。

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2.2 锯切定尺安排

铸锭切割机器为圆盘式切割机器,锯缝宽度约为1.5mm,一共五个铸次,铸锭总长度为

L1?2??4?8278.5?7485.5??81199mm?81.20m

锯切出的坯料总长度为

L2?197?395?77815mm?77.82m

则锯切过程中废品率为

L1-L281.20-77.82?100%??100%?4.18% L181.202.3车削工艺安排

由于挤压工艺采用反向挤压,本设计设定的为车皮,铸锭车皮量规定为2.5mm。车皮损失量计算如下:

铸锭直径D1=152mm,车皮后D2=(152-2×2.5)mm=147mm; 所以切皮损失质量为

??D12-D22?L2??4???

???1522-1472??10-6?77.82?2.73?1034?249.45

2.4均火工艺

2.4.1 均匀化退火

均匀化退火是将铝合金加热到略低于固相线温度(Ac3或Acm以上150-300℃),长时间保温(10-15h),然后随炉冷却,以使铝合金的化学成分和组织均匀化。均匀化退火能耗高,易使晶粒粗大。为细化晶粒,均匀化退火后应进行完全退火或正火。这种工艺主要用于质量要求高或偏析较严重的合金钢铸

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锭、铸件或锻坯。

固溶处理,是指将合金加热至第二相能全部或最大限度地溶入固溶体的温度,保持一段时间后,以快于第二相自固溶体中析出的速度冷却,获得过饱和固溶体的过程。固溶处理的主要目的是改善钢或合金的塑性和韧性,为沉淀硬化处理作好准备等。

2.4.2均匀化退火工艺设计

根据文献上查的7075铝合金的工艺特点并结合生产实际,设计均匀化退火制度为:460℃下保温24h。

2.5挤压工艺

2.5.1挤压比

挤压比为挤压筒面积与挤压成品面积之比,计算如下:

?156?????S2???0???27.04

S1706.8622.5.2挤压工艺参数确定

挤压过程采用1000吨卧式反向双动挤压机通过查找手册[2],确定挤压过程各工艺参数如下:

(1)压余设计为20mm;

(2)挤压长度根据上述计算设计为6.03m; (3)挤压温度:

铸锭加热温度设计为420℃,挤压筒温度设计为385℃; (4)挤压速度:

7075属于硬铝合金,挤压比较大,因而挤压速度设计为0.5mm/s。

2.5.3挤压工艺设计

由于7075铝合金属于硬铝合金,为保证挤压棒材尺寸精度好,使挤压力全

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部用于金属变形,采用反向挤压。

挤压过程中:上料、铸钢前进、敦实、挤压。

2.6固溶淬火工艺

根据订单要求,成品管状态为T6状态。T6状态指固溶处理后人工时效状态。 淬火是可强化热处理铝合金的最重要和要求最严格的热处理操作,目的是得到高浓度的过饱和固溶体,给自然时效和人工时效创造必要的条件,因此制定淬火工艺制度时,必须认真选择加热温度、加热时间等因素。

铝合金的淬火加热温度主要是根据合金中低熔点共晶的最低熔化温度来确定的,同时应考虑生产工艺和其他方面的要求如工件尺寸、变形程度、晶粒度等因素。综合以上因素,加热温度选为520℃,根据棒材直径30mm确定加热保温时间为3h,淬火介质选择水,淬火时的冷却速度越大,淬火材料的残余应力和残余变形也越大。而且本次生产的管材形状简单,故水温定为30-40℃。淬火速度为5℃/s。

2.7矫直工艺

淬火前采用拉伸矫直,矫直效率3根/min,最大拉伸力80吨,有效行程1.5m,功率20kw。

淬火后采用辊式矫直,矫直速度为5m/min。功率15Kw。

2.8锯切

完成矫直后,按要求对产品按定尺2.5m进行锯切。

2.9包装

由于客户对包装没明确要求,可按场内标准进行包装。

对制品的尺寸精度,表面质量及平直度进行检查,合格后进行包装,采用3层包装,由内至外:塑料纸,牛皮纸,发泡塑料包装膜,15根1包。

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