铝挤压生产技术 -中南大学出版社

铝挤压生产技术

【作者】：张宏辉,王孟君,李旭
【出版时间】：2013-05-01
【字数】：250（千字）
【定价】：￥35（元）
【出版社】：中南大学出版社
【ISBN】：978-7-5487-0879-7
【页码】：130（页）
【开本】：16开

铝行业是我国国民经济发展的一个支柱性产业, 发展十分迅速, 到2012年, 我国原铝的产量已达2100余万吨。山东已成为我国第一产铝大省(2012年1—11月累计产铝375万吨), 其次是河南、内蒙古、青海、甘肃和宁夏等地区, 这6个省区的铝产量占全国总产量的70%以上。目前, 这些产铝资源大省, 正向着铝加工行业快速发展。

据不完全统计, 我国挤压机台数达5000余台, 居世界第一, 我国已成为全球最大的铝挤压材生产国。工业铝挤压材生产主要集中在内地和北方地区, 各种类型的挤压机和生产线在北方地区迅速建成, 并有不断扩大的趋势。100 MN、 125 MN以上的大挤压机生产线主要集中在内地和北方地区, 山东省已建成的就有4条生产线。

目前, 我国正在掀起铝挤压加工业发展的第三次高潮, 面对大型飞机、高铁、轨道交通、汽车、航空航天、电力、国防军工等高新技术产业不断提出的新要求, 必须提高铝挤压产品的技术含量和附加值。为了适应铝挤压工业的飞速发展, 山东创新合金研究院与中南大学联合编写了《铝挤压生产技术》一书, 本书编写组主任为崔立新, 由山东创新合金研究院张宏辉高级工程师和李旭总工程师、中南大学王孟君教授负责编写, 全书共分7章, 由王孟君教授负责全书统稿。本书是中国有色金属丛书之一, 作者根据多年来的生产和技术开发经验, 着重介绍了铝及铝合金的材料学知识、铝合金熔炼与铸造技术, 铝合金挤压变形形为, 国内外最新铝挤压设备及其特点, 铝挤压工模具技术和铝挤压车间加热设备等。望能成为铝挤压加工企业的生产技术工人、工程技术人员和高校师生的有益参考书。

第1章铝合金挤压概述

1.1 金属塑性加工 1

1.1.1 金属塑性加工及其分类 1

1.1.2 塑性加工的特点 1

1.2 铝合金挤压 1

1.2.1 铝挤压的优缺点 1

1.2.2 铝挤压的分类 3

1.3 铝合金挤压制品典型生产流程 4

1.4 铝合金挤压技术的发展趋势 6

1.4.1 挤压设备大型化、现代化和生产线自动化 6

1.4.2 特种工模具技术的突破性进展 6

1.4.3 挤压工艺不断改进和完善 7

1.4.4 铝挤压材的产品结构不断改进 7

第2章铝合金挤压的材料学基础

2.1 铝及铝合金的分类 8

2.2 各系铝合金简介 9

2.2.1 1×××系铝合金 9

2.2.2 2×××系铝合金 10

2.2.3 3×××系铝合金 11

2.2.4 4×××系铝合金 11

2.2.5 5×××系铝合金 12

2.2.6 6×××系铝合金 12

2.2.7 7×××系铝合金 14

2.2.8 8×××系铝合金 14

2.3 材料的结构 14

2.3.1 晶体结构 15

2.3.2 晶体结构的不完整性 16

2.4 相和组织 18

2.4.1 相 18

2.4.2 二元系 18

2.4.3 多元系 20

2.5 扩散 21

2.6 材料的结晶 21

2.6.1 金属结晶的基本规律 21

2.6.2 晶核的形成 21

2.6.3 晶核的长大 22

2.7 金属多晶体塑性变形 22

2.7.1 塑性指标 22

2.7.2 多晶体塑性变形的主要特点 23

2.8 材料的性能 24

2.8.1 力学性能 24

2.8.2 物理性能 25

2.8.3 化学性能 28

2.9 铝合金的析出和强化 29

第3章铝合金熔炼与铸造

3.1 铝及铝合金的熔炼 31

3.1.1 熔炼目的 31

3.1.2 铝及铝合金的熔炼特点 31

3.2 铝及铝合金熔体净化 32

3.2.1 铝及铝合金熔铸过程中易产生的缺陷 32

3.2.2 熔体净化的目的和意义 33

3.2.3 熔体净化的分类 33

3.2.4 炉内净化方法 33

3.2.5 炉外净化方法 34

3.3 铝及铝合金的铸造 34

3.3.1 铸造概述 34

3.3.2 连续(或半连续)铸造 35

3.4 铸锭的结晶和组织 38

3.4.1 凝固与结晶 38

3.4.2 凝固过程的热交换 38

3.4.3 热平衡 38

3.4.4 结晶前沿、两相区、过渡带 39

3.4.5 液穴形状和深度 40

3.4.6 结晶速度 40

3.4.7 结晶前沿的过冷 40

3.4.8 金属凝固过程及影响因素 41

3.4.9 外层硬壳和外层偏析 42

3.4.10 铸锭表面 43

3.4.11 铸造晶粒、晶胞组织和中间相 44

3.4.12 铸锭的典型结晶组织 44

3.4.13 铸锭的均匀化退火 46

第4章铝合金挤压的变形行为

4.1 挤压时的金属流动 47

4.1.1 挤压变形过程 47

4.1.2 影响金属流动的因素 50

4.1.3 挤压缩尾 52

4.2 挤压应力和挤压力 54

4.2.1 挤压应力 54

4.2.2 挤压力 55

4.2.3 影响挤压力的主要因素 55

4.3 挤压温度与速度条件 56

4.3.1 挤压温度 56

4.3.2 挤压速度和金属流出速度 57

4.3.3 挤压优化 58

4.4 挤压制品的组织与性能 59

4.4.1 挤压制品的组织 59

4.4.2 挤压制品的力学性能 60

4.5 挤压焊合 62

4.5.1 空心型材的纵向焊合 63

4.5.2 横向焊合 64

4.5.3 挤压焊合的检测 65

4.5.4 挤压焊合对表面外观的影响 66

4.6 型材表面缺陷 66

4.7 几个铝挤压变形参数计算 66

第5章铝合金正向挤压机和反向挤压机

5.1 挤压机概况 71

5.1.1 挤压机发展概况 71

5.1.2 现代挤压机的特点 71

5.1.3 挤压机的分类 72

5.2 铝合金正向挤压机 72

5.2.1 正向卧式单动挤压机 72

5.2.2 正向卧式双动挤压机 74

5.2.3 正向挤压机设计 74

5.2.4 正向挤压机主要组件 76

5.2.5 部分先进挤压机组件介绍 78

5.2.6 正向挤压机的辅助组件 83

5.3 铝合金反向挤压机 84

5.3.1 反向挤压机概述 84

5.3.2 反向挤压机的分类 85

5.3.3 现代反向挤压机的基本要求 87

5.3.4 典型反向挤压机主要工艺参数 87

第6章铝挤压工模具

6.1 工模具在铝型材挤压中的重要作用 89

6.2 挤压工模具技术发展概况 90

6.3 挤压工模具材料及合理选择 90

6.3.1 挤压工模具材料的要求 90

6.3.2 挤压工模具材料的合理选择 91

6.4 挤压模具的分类和组装 92

6.4.1 挤压模具的分类 92

6.4.2 挤压模具的组装 93

6.5 模具与挤压筒之间的密封 96

6.6 模具的典型结构要素 97

6.7 模具设计的原则与步骤 98

6.8 平面分流模设计 100

6.8.1 一般结构 100

6.8.2 结构要素设计 100

6.8.3 强度校核 104

6.9 模具组件的弯曲变形 105

第7章铝挤压车间加热系统

7.1 感应炉 107

7.1.1 感应加热原理 107

7.1.2 单锭坯感应加热炉 109

7.1.3 多锭坯感应加热炉 109

7.1.4 带热保温炉的感应炉 110

7.1.5 带热棒剪的感应炉 110

7.2 锭坯加热燃气炉 111

7.2.1 带锭坯预热的快速加热燃气炉 111

7.2.2 感应炉和快速加热燃气炉组合 112

7.3 模具加热炉 113

7.4 铝合金时效炉 113

7.5 立式淬火炉 114

附录 116

参考文献 130

在编写本书过程中引用了国内外专家学者和工程技术人员许多宝贵的资料和成果, 在此向他(她)们表示深深的谢意。

由于作者水平有限, 编写时间仓促, 书中缺点和错误在所难免, 恳请各位专家和企业界同仁提出宝贵意见。

有色金属是重要的基础原材料, 广泛应用于电力、交通、建筑、机械、电子信息、航空航天和国防军工等领域, 在保障国民经济建设和社会发展等方面发挥了不可或缺的作用。

改革开放以来, 特别是新世纪以来, 我国有色金属工业持续快速发展, 已成为世界最大的有色金属生产国和消费国, 产业整体实力显著增强, 在国际同行业中的影响力日益提高。主要表现在: 总产量和消费量持续快速增长, 2008年, 10种有色金属总产量2 520万吨, 连续7年居世界第一, 其中铜产量和消费量分别占世界的20%和24%; 电解铝、铅、锌产量和消费量均占世界总量的30%以上。经济效益大幅提高, 2008年, 规模以上企业实现销售收入预计2.1万亿以上, 实现利润预计800亿元以上。产业结构优化升级步伐加快, 2005年已全部淘汰了落后的自焙铝电解槽; 目前, 铜、铅、锌先进冶炼技术产能占总产能的85%以上; 铜、铝加工能力有较大改善。自主创新能力显著增强, 自主研发的具有自主知识产权的350 kA、 400 kA大型预焙电解槽技术处于世界铝工业先进水平, 并已输出到国外; 高精度内螺纹铜管、高档铝合金建筑型材及时速350 km高速列车用铝材不仅满足了国内需求, 已大量出口到发达国家和地区。国内矿山新一轮找矿和境外矿产资源开发取得了突破性进展, 现有9大矿区的边部和深部找矿成效显著, 一批有实力的大型企业集团在海外资源开发和收购重组境外矿山企业方面迈出了实质性步伐, 有效增强了矿产资源的保障能力。

2008年9月份以来, 我国有色金属工业受到了国际金融危机的严重冲击, 产品价格暴跌, 市场需求萎缩, 生产增幅大幅回落, 企业利润急剧下降, 部分行业已出现亏损。纵观整体形势, 我国有色金属工业仍处在重要机遇期, 挑战和机遇并存, 长期发展向好的趋势没有改变。今后一个时期, 我国有色金属工业发展以控制总量、淘汰落后、技术改造、企业重组、充分利用境内外两种资源, 提高资源保障能力为重点, 推动产业结构调整和优化升级, 促进有色金属工业可持续发展。

实现有色金属工业持续发展, 必须依靠科技进步, 关键在人才。为了全面提高劳动者素质, 培养一大批高水平的科技创新人才和高技能的技术工人, 由中国有色金属工业协会牵头, 组织中南大学出版社及有关企业、科研院校数百名有经验的专家学者、工程技术人员, 编写了《中国有色金属丛书》。《丛书》内容丰富, 专业齐全, 科学系统, 实用性强, 是一套好教材, 也可作为企业管理人员和相关专业大学生的参考书。经过编写、编辑、出版人员的艰辛努力, 《丛书》即将陆续与广大读者见面。相信它一定会为培养我国有色金属行业高素质人才, 提高科技水平, 实现产业振兴发挥积极作用。