為什么要進(jìn)行鋁型材模具煲模工藝

1、精選文檔為什么要進(jìn)行鋁型材模具煲模工藝？摘要：本文介紹了鋁擠壓模具煲模工序的現(xiàn)狀，針對煲模消耗大量氫氧化鈉的狀況，進(jìn)行試驗(yàn)分析和對比，探討能夠提高效率和節(jié)省成本的方案。關(guān)鍵詞：煲模；氫氧化鈉；時間；濃度；溫度Abstract: This paper introduces the process of aluminum extrusion die corrosive wash situation, consume large amounts of sodium hydroxide for corrosive wash case. After testing analysis and compar

2、ison, investigate possible to improve efficiency and cost savings programs.Keywords: Corrosive wash; Sodium hydroxide; Time; Concentration; Temperature1前言模具是鋁擠壓生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵部件，當(dāng)擠壓機(jī)臺使用后卸下模具，存在肯定量的廢鋁堵塞在模具孔中，影響模具的返修和再次使用。煲模工序是將模具用起重機(jī)吊入裝有氫氧化鈉溶液的堿槽內(nèi)，待粘附在模具孔中的廢鋁部分溶解后，把模具清洗潔凈并敲出廢鋁，再將清理后的模具進(jìn)行返修或重新投入使用。鋁擠壓模具的煲模過程

3、中會產(chǎn)生含堿、含鋁的廢液。2煲模現(xiàn)狀鋁擠壓模具煲模工序是將模具浸沒到氫氧化鈉溶液中，氫氧化鈉溶液會把鋁金屬溶解，因此，使模具變得潔凈，便于再次使用。但是氫氧化鈉溶液里會很快富集溶解的鋁，在連續(xù)溶解更多鋁時，其溶解力量下降直至完全丟失，因此氫氧化鈉溶液必需頻繁地進(jìn)行更換 1。煲模過程中，模具孔中的廢鋁在氫氧化鈉溶液中發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)：去掉鋁的自然氧化膜：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O(g)（水蒸氣）溶解鋁：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2 +3H2溶液分解：NaAlO2+2H2O=Al(OH)3+NaOH在實(shí)際生產(chǎn)中，煲模工序的氫氧化鈉質(zhì)量濃度約為200g/L300g

4、/L（質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為16.7%23.1%），煲模溫度峰值可達(dá)到100，煲模時間視模具的具體狀況而定（模具種類、模具大小、模具是否急用等）。煲模工人在日常生產(chǎn)操作中，主要存在以下幾點(diǎn)問題：（1）無組織無方案地添加氫氧化鈉，氫氧化鈉消耗量大；（2）憑借閱歷更換氫氧化鈉溶液，鋪張嚴(yán)峻；（3）為圖省事，延長煲模時間。年產(chǎn)量20萬噸鋁型材的企業(yè)，煲模工序中消耗氫氧化鈉約2000噸，產(chǎn)生含堿、含鋁的煲模廢液約8000噸。煲模工序消耗大量的氫氧化鈉，處理大量的煲模廢液還需消耗大量的酸液。3試驗(yàn)探究依據(jù)對煲模工序?qū)嶋H生產(chǎn)狀況的觀看和了解，結(jié)合煲模工序所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，對煲模效率影響較大的因素主要有煲模時間、氫氧

5、化鈉濃度和煲模溫度。因此，主要從這三點(diǎn)因素進(jìn)行試驗(yàn)，并探究煲模廢液中各物質(zhì)濃度的變化狀況。3.1反應(yīng)時間對溶解鋁金屬的影響取7支圓柱狀小鋁棒（直徑D=21mm，長度L=100mm），重量為92.30.1g，配備7份500mL氫氧化鈉質(zhì)量濃度均為300g/L的氫氧化鈉溶液。將鋁棒分別置于氫氧化鈉溶液中，分別放置1、2、3、4、5、6、12小時。到達(dá)目標(biāo)時間后，測定溶液的總堿濃度、游離氫氧化鈉濃度、鋁離子濃度和溶液溫度。取出鋁棒，用濾紙輕擦潔凈后，稱取鋁棒重量。試驗(yàn)現(xiàn)象具體如下：（1）鋁棒表面有氣泡冒出，氣泡初期漸漸增加，一段時間后漸漸削減；（2）溶液反應(yīng)放出熱量，溶液初期漸漸升溫至沸騰，一段時間

6、后停止沸騰；（3）溶液顏色由白色漸漸變?yōu)榛疑?，隨著反應(yīng)時間的增加，溶液顏色加深并變得更加混濁；（4）溶液的液位漸漸下降；（5）溶液底部生成灰黑色沉淀物，并漸漸增加。隨著反應(yīng)時間的增加，總堿濃度不斷增加。這是由于鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，偏鋁酸根發(fā)生水解：AlO2-+2H2O Al(OH)3+OH-，使得溶液呈強(qiáng)堿性，加上溶液中含有未消耗的氫氧化鈉，所以總堿濃度不斷增加。隨著反應(yīng)時間的增加，游離氫氧化鈉濃度漸漸削減，鋁離子濃度漸漸增加，當(dāng)反應(yīng)約3小時后，游離氫氧化鈉濃度和鋁離子濃度的變化趨于平穩(wěn)。這是由于隨著反應(yīng)時間的增加，氫氧化鈉溶液里富集溶解的鋁越來越多，鋁離子濃度上升，再連續(xù)溶解更

7、多鋁時，氫氧化鈉溶液的溶解力量漸漸下降，所以游離氫氧化鈉濃度和鋁離子濃度變化的速度漸漸下降。當(dāng)鋁棒與氫氧化鈉溶液接觸后，溶液溫度上升。這是由于氫氧化鈉溶于水是放熱的物理反應(yīng)，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)是放熱的化學(xué)反應(yīng)，使得溶液溫度上升至沸騰，然后溫度漸漸下降。隨著反應(yīng)時間的增加，鋁棒重量漸漸削減，當(dāng)反應(yīng)約3小時后，鋁棒重量的變化趨于平穩(wěn)。這是由于隨著反應(yīng)時間的增加，氫氧化鈉溶液的溶解力量漸漸下降，所以鋁棒與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的速度漸漸下降。結(jié)合圖1圖2分析，反應(yīng)開頭約3小時內(nèi)，鋁棒與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的速度較快；反應(yīng)約3小時后，鋁棒與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的速度較慢，與反應(yīng)開頭約3小時內(nèi)鋁棒與氫氧化鈉溶液反應(yīng)

8、的速度對比，下降幅度明顯。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)狀況考慮，煲模時間把握在3小時左右，煲模效率較高，延長煲模時間對廢鋁的溶解效果不明顯。3.2 氫氧化鈉濃度對溶解鋁金屬的影響取5支圓柱狀小鋁棒（直徑D=21mm，長度L=100mm），重量為92.30.1g，配備5份500mL氫氧化鈉質(zhì)量濃度依次為210g/L、240g/L、270g/L、300g/L、330g/L的氫氧化鈉溶液，取5支鋁棒分別置于氫氧化鈉溶液中，馬上用記號筆在燒杯壁上的液面高度處作標(biāo)記。每間隔1小時，取出鋁棒，用濾紙輕擦潔凈后，稱取鋁棒重量。然后將鋁棒重新置于氫氧化鈉溶液中，加入室溫的自來水至標(biāo)記處。氫氧化鈉濃度越高，鋁棒重量的削減速度越

9、快。由反應(yīng)時間對溶解鋁金屬的影響可知，反應(yīng)時間把握在3小時左右，溶解鋁金屬的效率較高。當(dāng)反應(yīng)時間為3小時的時候，上述濃度為210g/L、240g/L、270g/L、300g/L、330g/L的5支鋁棒削減重量依次為26.84g、37.82g、42.19g、49.91g、53.63g。取相鄰濃度的反應(yīng)3小時的鋁棒削減重量相減，取確定值，依次為：10.98g、4.37g、7.72g、3.72g。當(dāng)反應(yīng)時間為3小時的時候，240g/L濃度的氫氧化鈉溶液的鋁棒削減重量，對比210g/L濃度的氫氧化鈉溶液的鋁棒削減重量提升較大（10.98g），因此，建議接受濃度240g/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行溶解鋁金屬；

10、當(dāng)反應(yīng)時間為3小時的時候，330g/L濃度的氫氧化鈉溶液的鋁棒削減重量，對比300g/L濃度的氫氧化鈉溶液的鋁棒削減重量提升較?。?.72g），因此，建議接受濃度300g/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行溶解鋁金屬。實(shí)際生產(chǎn)中，衡量廢鋁的溶解速度與生產(chǎn)成本，建議接受質(zhì)量濃度為240g/L300g/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行煲模。3.3 反應(yīng)溫度對溶解鋁金屬的影響取2支圓柱狀小鋁棒（直徑D=21mm，長度L=100mm），重量為92.30.1g，配備2份500mL氫氧化鈉質(zhì)量濃度分別為150g/L、300g/L的氫氧化鈉溶液，將燒杯置于恒溫水浴加熱裝置中，設(shè)定溫度為90。取2支鋁棒分別置于氫氧化鈉溶液中，馬上用記號筆在燒杯壁上的液面高度處作標(biāo)記。每間隔1小時，取出鋁棒，用濾紙輕擦潔凈后，稱取鋁棒重量。然后將鋁棒重新置于氫氧化鈉溶液中，加入室溫的自來水至標(biāo)記處。提高氫氧化鈉溶液的溫度，鋁棒重量的削減速度明顯加快。低濃度的氫氧化鈉溶液升溫后，其鋁棒重量的削減速