技術(shù)分析報告

目錄一、8011A空調(diào)箔生產(chǎn)的發(fā)展前景二、8011A空調(diào)箔生產(chǎn)工藝研究（一）立項的根據(jù)及重要研究內(nèi)容目的（二）成果簡要闡明及重要技術(shù)指標(biāo)2.2.1市場分析2.2.2確立產(chǎn)品原則2.2.3工藝研究（三）創(chuàng)新點（四）重要經(jīng)濟(jì)效益三、詳細(xì)科學(xué)技術(shù)闡明（一）空調(diào)箔的工藝流程（二）合金牌號的選擇（三）試驗過程3.3.1試驗?zāi)康?.3.2試驗組織機(jī)構(gòu)3.3.3鑄扎3.3.4箔扎3.3.5退火制度3.3.5.1退火試驗3.3.5.2制定生產(chǎn)中退火制度四、技術(shù)分析（一）總加工率對空調(diào)箔材性能的影響（二）鑄軋坯料晶粒度的影響（三）成品退火制度的制定（四）成品退火制度對空調(diào)箔材力學(xué)性能和工藝性能的影響（五）總加工率的增長及撤銷中間退火對生產(chǎn)工藝的影響五、8011A空調(diào)箔生產(chǎn)的推廣六、效益分析七、結(jié)論8011A空調(diào)箔生產(chǎn)工藝研究一、8011A空調(diào)箔生產(chǎn)的發(fā)展前景據(jù)中國家電消費市場聯(lián)合調(diào)查顯示，目前，空調(diào)在我國都市民家庭的擁有率為43.9％，—期間的居民對空調(diào)的預(yù)期需求將保持每年1300萬臺左右(這還不包括集團(tuán)采購和出口國外市場的份額)。如此巨大的空調(diào)市場，給生產(chǎn)空調(diào)散熱器鋁箔的廠家?guī)砹司薮蟮纳虣C(jī),也對空調(diào)箔加工業(yè)帶來了巨大的商機(jī)。為了滿足顧客對空調(diào)箔材的規(guī)定，對用鑄軋法生產(chǎn)空調(diào)箔的工藝進(jìn)行了重點攻關(guān)。對以鑄軋法生產(chǎn)8011AH220.115mm空調(diào)箔材為對象，研究總加工率、退火時的金屬溫度和保溫時間對產(chǎn)品工藝性能及成形性能的影響規(guī)律，為實際生產(chǎn)制定退火制度提供根據(jù)。二、8011A空調(diào)箔生產(chǎn)工藝研究（一）立項的根據(jù)及重要研究內(nèi)容目的為了滿足顧客對空調(diào)箔材的規(guī)定，對用鑄軋法生產(chǎn)空調(diào)箔的工藝進(jìn)行了重點攻關(guān)。以鑄軋法生產(chǎn)8011AH220.115mm空調(diào)箔材為對象，研究總加工率、退火時的金屬溫度和保溫時間對產(chǎn)品工藝性能及成形性能的影響規(guī)律，為實際生產(chǎn)制定退火制度提供根據(jù)。（二）成果簡要闡明及重要技術(shù)指標(biāo)2.2.1市場分析根據(jù)產(chǎn)品用途、厚度不一樣，對市場進(jìn)行劃分，對尺寸容許偏差和力學(xué)性能的規(guī)定也不一樣。2.2.2確立產(chǎn)品原則根據(jù)市場確立產(chǎn)品原則。根據(jù)市場調(diào)研的成果，確定生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)定的平直度、尺寸容許公差、力學(xué)性能、表面質(zhì)量，制定對應(yīng)的原則。2.2.3工藝研究針對產(chǎn)品原則進(jìn)行工藝研究，控制產(chǎn)品質(zhì)量，滿足市場需求。工藝研究的重心為：平直度控制工藝、尺寸容許公差控制工藝、力學(xué)性能控制工藝、表面質(zhì)量控制工藝、成品率保證。通過工藝技術(shù)的研究，運用改善道次分派的措施，提高生產(chǎn)效率，減少頭尾料的產(chǎn)出，以提高成品率。對生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究，控制成品的平直度、尺寸容許公差、力學(xué)性能（抗拉強(qiáng)度和延伸率）表面質(zhì)量等。先進(jìn)性：與行業(yè)原則YS/T429.2-對比，產(chǎn)品各項性能均到達(dá)或超過國內(nèi)高端產(chǎn)品的行業(yè)原則，達(dá)國際先進(jìn)水平。（三）創(chuàng)新點目前，空調(diào)器廠家由于設(shè)備的更新改造及減少成本，對箔材的厚度規(guī)定越來越薄，同步，為了使散熱器愈加耐用，規(guī)定箔材強(qiáng)度更高，并且要保持很好的塑性。一般，空調(diào)箔生產(chǎn)有兩條工藝路線，即熱軋開坯一冷軋一箔軋；鑄軋一冷軋一箔軋。后者生產(chǎn)的空調(diào)箔，具有生產(chǎn)周期短、能耗低、生產(chǎn)成本低的長處，與熱軋開坯料相比，之前鑄軋料在加工過程中存在易開裂，變形區(qū)不光滑等問題，產(chǎn)品質(zhì)量不好控制，因此空調(diào)箔生產(chǎn)一般用熱軋板生產(chǎn)，但由于生產(chǎn)技術(shù)的提高，逐漸采用鑄軋料替代熱軋料生產(chǎn)，已成為一種趨勢。（四）重要經(jīng)濟(jì)效益通過對用鑄軋法生產(chǎn)空調(diào)箔的工藝重點攻關(guān)測試后，對以鑄軋法生產(chǎn)的8011AH220.115mm空調(diào)箔材，到達(dá)了產(chǎn)品規(guī)格規(guī)定，對之后減少原材料成本起到了關(guān)鍵作用，生產(chǎn)原材料采購成本比之前采購熱軋卷成本變低，采購鑄軋卷成本是之前采購熱軋卷成本的二分之一，由于自身有鑄軋機(jī)可以生產(chǎn)鑄軋卷，對企業(yè)的采購成本還能再低于市場采購價的二分之一，由此可以推算，，空調(diào)箔估計年產(chǎn)量9000噸，每噸附加值按4200元計算，一年可創(chuàng)收3780萬元，成品率，第一年估計75%，后來到達(dá)同行先進(jìn)水平，約85%。三、詳細(xì)科學(xué)技術(shù)闡明（一）空調(diào)箔的工藝流程目前，空調(diào)器廠家由于設(shè)備的更新改造及減少成本，對箔材的厚度規(guī)定越來越薄，同步，為了使散熱器愈加耐用，規(guī)定箔材強(qiáng)度更高，并且要保持很好的塑性.有關(guān)原則中對空凋箔性能的規(guī)定見表1。一般，空調(diào)箔生產(chǎn)有兩條工藝路線，即熱軋開坯一冷軋一箔軋；鑄軋一冷軋一箔軋。后者生產(chǎn)的空調(diào)箔，具有生產(chǎn)周期短、能耗低、生產(chǎn)成本低的長處，但由于鑄軋的結(jié)晶特點，使其生產(chǎn)的鑄軋板組織存在結(jié)晶取向強(qiáng)、化學(xué)成分偏析大及元素過飽和等特性，產(chǎn)品各向異性明顯，且性能較難控制，與熱軋開坯料相比，軋制過程中存在易開裂，變形區(qū)不光滑等問題。（二）合金牌號的選擇空調(diào)箔所用的材料，是生產(chǎn)廠家和使用廠家共同關(guān)懷的一種問題，也是提高產(chǎn)品工藝性能的基礎(chǔ)，空調(diào)箔合金由最初的1060、1145合金，轉(zhuǎn)向1100合金，發(fā)展到目前的8011合金。我企業(yè)曾用1100合金生產(chǎn)空調(diào)箔，但1100合金對退火溫度非常敏感，性能極不穩(wěn)定，尤其是杯突值到達(dá)5.5mm很困難，通過多次對比試驗，最終確定使用8011A合金。8011A合金是在8011合金的基礎(chǔ)上通過改良的一種合金，是根據(jù)我企業(yè)的實際狀況和顧客的特殊需求，參照德國原則上的8011A合金，對8011合金成分進(jìn)行調(diào)整后形成的合金，配料時規(guī)定其Fe含量到達(dá)一定值，限制si的最高含量，將1M(Fe)：1M(si)控制在一定的范圍內(nèi)。8011A合金成分見表2。根據(jù)以往生產(chǎn)8011A合金的經(jīng)驗和基于該種合金的最終產(chǎn)品考慮，我們制定了如下工藝方案：鑄軋板坯料(7.0mm8.0mm)一冷軋0.28mm一箔軋生產(chǎn)到0.115mm一剪切一成品退火一檢查一包裝一交貨。（三）試驗過程3.3.1試驗?zāi)康臑榱藵M足顧客對空調(diào)箔材的規(guī)定，我企業(yè)對用鑄軋法生產(chǎn)空調(diào)箔的工藝進(jìn)行了重點攻關(guān)，對以鑄軋法生產(chǎn)8011AH220.115mm空調(diào)箔材為對象，研究總加工率、退火時的金屬溫度和保溫時間對產(chǎn)品工藝性能及成形性能的影響規(guī)律，為實際生產(chǎn)制定退火制度提供根據(jù)。鑄軋法生產(chǎn)空調(diào)箔的工藝研究為我們企業(yè)節(jié)省了成本，提高企業(yè)資源整合，又改善市場環(huán)境。3.3.2試驗組織機(jī)構(gòu)組長：武超組員：田鵬、黃建芳、朱振國、王波、李慎興3.3.3鑄扎對于生產(chǎn)箔材的鑄軋板，我們按照鋁箔的生產(chǎn)工藝進(jìn)行，如用N2\CI2：進(jìn)行二次精煉、雙級過濾、添加進(jìn)AI-Ti-B絲細(xì)化晶粒等措施，嚴(yán)格控制鑄軋板的厚度、內(nèi)部組織，晶粒度及板形。在鑄軋生產(chǎn)中，規(guī)定鑄軋板的組織要均勻，減少成分偏析，規(guī)定鑄軋板的晶粒度應(yīng)到達(dá)一級。由于總加工率對空調(diào)箔材的性能影響很大，我們選擇了兩種厚度的鑄軋坯料，分別為7.0mm和8.0mm的，使冷軋的加工率到達(dá)98.3％和98.6％。3.3.4箔扎箔軋在原有的生產(chǎn)工藝中，為了消除產(chǎn)品的各向異性，坯料在0.5mm時進(jìn)行中間退火，軋制出0.115mm箔材后成品退火，通過反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)，其抗拉強(qiáng)度和伸長率都偏低，尤其是杯突值，平均不不小于5mm，達(dá)不到8011AH22狀態(tài)的規(guī)定。本次確定的冷軋工藝取消了中間退火，由鑄軋坯料直接冷軋到0.28mm，然后箔軋到0.115mm.成品的總加工率由77.8％增長到98.0％-98.6％。既有冷軋工藝：8.0(7.0)mm—4.6mm—2.9mm—1.8mm—1.1mm—0.7mm--0.43mm—0.28mm。箔軋工藝：0.28mm—0.225mm—0.3.3.5退火制度3.3.5.1退火試驗試驗室中確定退火的最佳金屬溫度和保溫時間首先在試驗室對8011A合金的退火性能進(jìn)行了探索，分別對7mm、8mm鑄軋坯料生產(chǎn)的成品厚度為0.115mm的空調(diào)箔進(jìn)行了不一樣保溫溫度、保溫時間的退火試驗，研究其內(nèi)部組織、力學(xué)性能、杯突值的變化，正交試驗成果見表3、表4。注：①退火后箔材為變形纖維組織；除①外，其他退火后的箔材為變纖維組織，且已開始發(fā)生再結(jié)晶；產(chǎn)品均不符合8011H22規(guī)定。圖1為鑄軋坯料8.0mm厚時，試驗室不一樣退火制度對0.圖1圖2圖32為鑄軋坯料8.0mm厚時，試驗室不一樣退火制度對從表3中可見，當(dāng)鑄軋坯料厚度在7.0mm時，其力學(xué)性能和工藝性能均無法滿足空調(diào)箔材原則的規(guī)定，應(yīng)當(dāng)排除這個厚度：當(dāng)鑄軋坯料厚度為8.0mm時，在試驗室條件下，280~C9h,290~C(5-7)h、300~C(3-5)h的退火工藝均能保證成品箔符合8011AH22原則的規(guī)定。從圖1中可以看出，伴隨溫度的升高，保溫時間的延長，抗拉強(qiáng)度的基本趨勢是下降的；伸長率有波峰和波谷的變化，但無規(guī)律性可言；IE值在料溫為290~C時保溫7h的最高。到達(dá)6.16mm，并且料溫在290℃時，其值都高于其他溫度的。3.3.5.2制定生產(chǎn)中退火制度我們選擇電阻熱循環(huán)臺車式退火爐，退火爐功率為600kW，由于考慮到試驗室制度移植到詳細(xì)生產(chǎn)中會有許多差異，例如：試驗室屬于高溫迅速退火和迅速冷卻，而生產(chǎn)中卻實現(xiàn)不了，生產(chǎn)中金屬溫度不能像在試驗室中迅速升溫，硬化貯能損失較大；生產(chǎn)中由于爐子的類型、爐子的功率、料卷規(guī)格、料卷排布方式的差異，必須要使料卷退火透并且溫度均勻；由于顧客規(guī)定表面帶油要盡量的少，還必須進(jìn)行低溫除油退火。因此試驗室中的退火溫度和時間只是一種參照，生產(chǎn)中的金屬溫度和保溫時間都應(yīng)增長。在生產(chǎn)中，對8.0mil鑄軋坯生產(chǎn)的空調(diào)箔制定了如下3個退火方案進(jìn)行測溫退火，其力學(xué)和工藝性能見表5。3個方案的爐膛定溫和爐料溫度變化曲線見圖2、圖3、圖4。通過十幾爐次的單卷試驗，以上3種退火制度只是其中經(jīng)典的退火制度。通過對以上制度產(chǎn)品性能的記錄分析，我們認(rèn)為：實際生產(chǎn)中應(yīng)將爐料溫度控制在295℃，保溫10-12h為最佳退火制度。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行批量的驗證試驗，成果其性能為：抗拉強(qiáng)度為l10-125MPa，伸長率為16％-20.2％，IE值為5.5-6.2mln，以上性能完全符合8011AH22的規(guī)定。四、技術(shù)分析（一）總加工率對空調(diào)箔材性能的影響用厚度7.0mln和8.0mm鑄軋坯料生產(chǎn)的空調(diào)箔進(jìn)行的對比試驗表明，要使8011A合金空調(diào)箔的退火性能合格，必須保證總加工率不低于98.6％。由于總加工率較低，7.0m厚鑄軋坯料生產(chǎn)的空調(diào)箔的工藝性能和力學(xué)性能無法滿足原則的規(guī)定；8.0m鑄軋坯料通過合適的退火制度，可生產(chǎn)出合格的空調(diào)箔。鑄軋坯料厚度的增長，加大了材料的加工硬化程度，在金屬內(nèi)部存儲更多的畸變變形能。伴隨總加工率的增長，冷變形后的自由能增長，在隨即的加熱過程中，箔材可以均勻迅速答復(fù)，到達(dá)空調(diào)箔對性能及杯突的較高規(guī)定。但要注意的是，當(dāng)冷軋總加工率增長時，退火溫度要合適減少，保溫時間要合適縮短。（二）鑄軋坯料晶粒度的影響鑄軋坯料的規(guī)定是鑄軋板的晶粒度要到達(dá)一級。合金成分一定期，變形前的原始晶粒對再結(jié)晶晶粒尺寸有一定的影響，原始晶粒越細(xì)，原有大角度界面越多，因而增長了形核率，使得箔材在隨即的低溫退火過程中，產(chǎn)生答復(fù)，在多邊化過程中形成更多的亞晶，伴隨溫度的升高，更多的再結(jié)晶晶點產(chǎn)生，有助于伸長率和抗拉強(qiáng)度的共同提高和工藝性能的改善。（三）成品退火制度的制定退火過程中加熱階段的劃分及各加熱階段的加熱溫度和時間確實定是一種復(fù)雜的過程，不僅取決于產(chǎn)品技術(shù)規(guī)定，并且受到坯料的規(guī)格、成分、組織構(gòu)造、爐料狀態(tài)、爐子狀況的影響。通過數(shù)年的探索，生產(chǎn)中最佳退火曲線如圖5所示?？紤]到除油效果，升溫AB階段，一般會采用長時間低溫除油，因此加熱速度會較為緩慢。高溫加熱段BC是退火關(guān)鍵階段，這個階段決定產(chǎn)品的力學(xué)性能與否可以到達(dá)規(guī)定。因此該階段的溫度和時間的選擇尤其重要。對于H22狀態(tài)的產(chǎn)品則要使結(jié)晶組織和變形組織到達(dá)合理的比例。據(jù)資料簡介，成品退火過程中，強(qiáng)度的變化要比伸長率的變化先于100~C左右。低溫加熱階段DE決定了產(chǎn)品伸長率。從表5中我們可以看到，伴隨低溫保溫溫度的提高，其伸長率增長了29％。（四）成品退火制度對空調(diào)箔材力學(xué)性能和工藝性能的影響冷變形的組織產(chǎn)生加工硬化，退火時伴隨溫度的升高，會發(fā)生答復(fù)和再結(jié)晶。當(dāng)加熱溫度較低時，冷變形重要發(fā)生答復(fù)，答復(fù)過程體現(xiàn)為多邊形化過程，形成亞晶組織，伴隨溫度的升高和時間延長，亞晶尺寸逐漸增大，位錯纏結(jié)逐漸消失，出現(xiàn)了鮮明的亞晶界，再伴隨溫度的升高及時間延長，某些亞晶粗化，形成再結(jié)晶關(guān)鍵，直至再結(jié)晶。部分軟化退火產(chǎn)品的組織是變形的纖維組織基體上有再結(jié)晶晶核及再結(jié)晶晶粒出現(xiàn)；對于H22狀態(tài)的空調(diào)箔而言，前面的試驗過程表明，空調(diào)箔成品退火后內(nèi)部組織應(yīng)當(dāng)是由變形纖維組織和大量細(xì)小、均勻、彌散分布的再結(jié)晶晶核構(gòu)成(即我們稱的晶點)，也就是說，退火制度確實定應(yīng)當(dāng)保證成品在加熱過程中完全發(fā)生答復(fù)直至亞晶粗化形成再結(jié)晶關(guān)鍵，不過要控制在再結(jié)晶晶核長大之前。這時再結(jié)晶關(guān)鍵細(xì)小、致密，均勻分布，產(chǎn)品的力學(xué)性能和工藝性能最佳。（五）總加工率的增長及撤銷中間退火對生產(chǎn)工藝的影響（1）由于總加工率的增長及撤銷中間退火，冷箔軋道次增長，道次壓下率減少，如冷軋正常加工率為33％，而既有工藝僅為20％；箔軋正常為50％，而既有工藝僅為20％。（2）總加工率增長，冷箔軋中裂邊增大，極易斷帶，給生產(chǎn)操作增長了困難，且易增長軋制工藝廢品。（3）成品退火時，產(chǎn)品的性能對溫度和時間規(guī)定愈加苛刻。（4）產(chǎn)量及效益，空調(diào)箔估計年產(chǎn)量9000噸，每噸附加值按4200元計算，一年可創(chuàng)收3780萬元，成品率，第一年估計75%，后來到達(dá)同行先進(jìn)水平，約85%。五、8011A空調(diào)箔生產(chǎn)的推廣該項目結(jié)束后，課題組組員通過對研究數(shù)據(jù)的搜集分析，一至認(rèn)為8011A空調(diào)箔的生產(chǎn)，可以節(jié)省企業(yè)成本，提高企業(yè)資源整合，又改善市場環(huán)境。并將《8011A空調(diào)箔生產(chǎn)工藝研究》報請?zhí)┥戒X業(yè)企業(yè)管理者同意，同意在企業(yè)推廣應(yīng)用。六、效益分析及結(jié)論正常采用熱軋卷進(jìn)行軋制，采用合理厚度的鑄軋卷同樣可以進(jìn)行空調(diào)箔的軋制，是減少生產(chǎn)空調(diào)箔產(chǎn)品的重要原因，鑄軋料相對于熱軋料要廉價，對企業(yè)采購坯料所占用的資金也是一種很好的減少。經(jīng)濟(jì)效益：1、企業(yè)空調(diào)箔估計年產(chǎn)量9000噸，每噸附加值按4200元計算（由于鑄軋板的特殊性，一般認(rèn)為鑄軋坯料不適宜做空調(diào)箔，重要原因是鑄軋坯料生產(chǎn)空調(diào)箔時，塑性局限性、硬化速度快，導(dǎo)致空調(diào)箔深沖性能不良，但根據(jù)近一年我們的實踐表明：只要選擇合適的合金，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，完全可以生產(chǎn)