Quy trình cải thiện chất lượng cạnh của 8011 lá nhôm cho điều hòa không khí

Quy trình cải thiện chất lượng cạnh của 8011 lá nhôm cho điều hòa không khí

Với số lượng ngày càng tăng của các nhà sản xuất lá nhôm và nhu cầu về máy điều hòa không khí gần như bão hòa, sự cạnh tranh ngày càng gay gắt.

Để giảm chi phí, Các nhà sản xuất đang cố gắng giảm thiểu chi phí sản xuất và tối đa hóa năng suất. Hiện nay, hợp kim lá điều hòa không khí chủ yếu 8011 và 3102 hợp kim nhôm, với quy trình sản xuất đúc-cán-cán nguội-ủ.

Do những hạn chế trong quá trình đúc-cán, vết nứt quá trình nhất định tồn tại ở cả hai đầu của dải cán đúc. Trong quá trình xử lý tiếp theo, do những hạn chế trong thiết bị cắt cạnh trực tuyến, thường cần phải thực hiện một số đường lăn trước khi cắt cạnh.

Do đó, trong quá trình xử lý trước khi cắt cạnh, các vết nứt trong quá trình tấm cán có thể mở rộng, dẫn đến các vấn đề nhỏ như cắt tỉa không hoàn chỉnh và các vết nứt nhỏ, hoặc thậm chí đứt dải và tách cuộn dây, ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất sản phẩm và an toàn sản xuất.

Do đó, kiểm soát và cải thiện chất lượng cạnh của dải cán nguội và giảm số lượng đường cán nguội có thể làm giảm hiệu quả số lần cắt cạnh cán nguội và cải thiện năng suất.

Dựa trên kinh nghiệm sản xuất của công ty chúng tôi, Bài viết này khám phá quá trình nghiên cứu về việc giảm vết nứt cạnh và cải thiện năng suất của 8011 lá điều hòa hợp kim nhôm thông qua các phương pháp như tối ưu hóa vùng đúc và cán, tối ưu hóa cấu trúc tai, tối ưu hóa quá trình đúc và cán mỏng và tăng tốc, và tối ưu hóa các bước xử lý cán nguội.

Quy trình cải thiện chất lượng cạnh của 8011 lá nhôm

1. Phân tích nguyên nhân gây ra vết nứt cạnh trong quá trình đúc và cán

Theo nguyên tắc đúc và cán, trong khu vực đúc và cán, kim loại nóng chảy được làm nguội bằng hai cuộn quay, hoàn thành quá trình đúc và cán trong thời gian ngắn.

Bề mặt kim loại bám dính vào bề mặt cuộn không bị trượt tương đối, và miếng cán mỏng, với sự trượt lùi đáng kể chỉ xảy ra ở tâm kim loại.

Do đó, bề mặt kim loại và các lớp bên trong biến dạng dưới lực cắt và áp suất, được truyền tới lớp vỏ đông đặc bên trong khoang kim loại nóng chảy, gây ra biến dạng và lực cắt tương tự bên trong lớp vỏ đông đặc.

Khi lực cắt sinh ra do biến dạng vượt quá độ bền cắt của lớp vỏ kim loại đã đông đặc, vết nứt đầu tiên xảy ra ở điểm yếu nhất của vật liệu, sau đó truyền bá.

Một khi sự căng thẳng ở thời điểm này được giải tỏa hoàn toàn, vết nứt ngừng sinh sôi, do đó hình thành một vết nứt. Trong vùng biến dạng, kim loại ở cạnh cũng đồng thời chịu lực ma sát ngược từ các vấu tác dụng lên mặt cắt ngang của nó..

Dưới tác dụng của các ứng suất này theo các hướng khác nhau, vết nứt ưu tiên xảy ra ở các cạnh, dẫn đến nứt cạnh trong quá trình đúc và cán.

Phân tích lý thuyết cho thấy việc giảm tốc độ xử lý đúc và cán, giảm lực tương tác giữa kim loại và vấu, và việc giảm xu hướng nứt nóng trong quá trình đúc và cán đều có thể làm giảm vết nứt cạnh trong quá trình đúc và cán.

2. Giảm vùng đúc-cán và tốc độ xử lý

Đúc và lăn, làm mát và hình thành được giới hạn trong một không gian và thời gian rất nhỏ, được gọi là vùng đúc-lăn, có thể được chia thành vùng pha lỏng, vùng hai pha, và vùng pha rắn.

Vùng pha rắn là vùng biến dạng lăn. Giảm vùng đúc-cán có thể làm giảm vùng pha rắn, do đó làm giảm tốc độ xử lý đúc-cán.

tương ứng, những căng thẳng khác nhau cũng sẽ giảm, do đó làm giảm vết nứt trong quá trình đúc-cán.

8011 lá nhôm cho điều hòa không khí

Công ty Nhôm Huawei Hà Nam đã tiến hành nghiên cứu về một máy cán đúc có đường kính cuộn xấp xỉ 1000 mm, giảm vùng đúc-lăn từ trên 90 mm đến 58 mm. Các vết nứt ở 1060 hợp kim nhôm và 8011 tấm cán hợp kim nhôm có thể được kiểm soát trong 10 mm.

Công ty Nhôm Huawei Hà Nam đã tiến hành nghiên cứu một máy cán đúc có đường kính cuộn là 820 mm, giảm vùng đúc-lăn từ 65 mm đến 55 mm.

Chiều dài vết nứt trung bình trong 1060 tấm cán hợp kim nhôm là 5.6 mm. Tuy nhiên, có giới hạn cho việc giảm vùng đúc và lăn. Để duy trì tính liên tục và ổn định của quá trình đúc và cán, có vấn đề về mức độ phù hợp giữa các tham số quy trình chính.

Khi chiều dài của vùng đúc và cán giảm, nó thường dẫn đến một loạt vấn đề, chẳng hạn như sự suy giảm chất lượng bề mặt tấm và làm mát không đủ cấu trúc đúc và cán.

Do đó, có một phạm vi tối ưu cho vùng đúc và lăn. Công ty chúng tôi có nhiều quy cách cuộn khác nhau. Qua nhiều năm tối ưu hóa và tóm tắt quy trình sản xuất, chúng tôi đã khám phá phạm vi tối ưu tương ứng của vùng đúc và lăn, như thể hiện trong bảng 1.

3. Tăng tốc độ truyền để giảm tốc độ xử lý truyền

Trong điều kiện các tham số quy trình khác không đổi, tăng tốc độ đúc sẽ thay đổi tỷ lệ vùng pha lỏng, vùng hai pha, và vùng pha rắn trong vùng đúc.

Độ dài của vùng pha rắn giảm, từ đó làm giảm tốc độ xử lý vật đúc và giảm hiện tượng nứt trong quá trình đúc.

Công nghiệp nhôm Hà Nam Huawei đã nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ đúc đến khả năng nứt của 1060 tấm đúc hợp kim nhôm. Bằng cách tăng tốc độ đúc từ 900 mm/phút để 1100 mm/phút, chiều dài vết nứt trung bình của tấm cán đúc được kiểm soát từ 7.8 mm đến 6.6 mm.

Từ 8011 lá nhôm có mức độ hợp kim cao hơn, ảnh hưởng của tốc độ đúc đến vết nứt là đáng kể hơn. Đặc điểm nứt của 8011 tấm cán hợp kim nhôm ở các tốc độ khác nhau được thể hiện trong Bảng 2.

Trong điều kiện sản xuất thông thường, khi tốc độ đúc và lăn của 8011 hợp kim nhôm vượt quá 850 mm/phút, các vấn đề về chất lượng như dính cuộn nghiêm trọng và phân tách bề mặt xảy ra do bôi trơn và làm mát cuộn không đủ.

Việc tăng thêm tốc độ đúc và cán là rất quan trọng để giảm vết nứt cạnh trong quá trình đúc và cán, làm cho quá trình làm mỏng và tăng tốc độ của tấm cán đúc trở thành lựa chọn ưu tiên.

Độ dày gia công truyền thống của máy đúc hai trục là 6 mm đến 10 mm, và hiện tại, hầu hết độ dày phôi đúc là 6.5 mm đến 8 mm. Từ những năm 1990, nghiên cứu về công nghệ đúc và cán siêu mỏng nhanh chóng xuất hiện trong nước và quốc tế.

Công nghệ này, dựa trên phương pháp đúc và cán cuộn đôi truyền thống, giảm độ dày phôi xuống dưới 3 mm, tăng tốc độ đúc và lăn nhiều hơn 10 lần, làm tăng tốc độ đông đặc của kim loại 10 ĐẾN 100 lần, và thực hiện 60% ĐẾN 80% biến dạng dẻo lớn, từ đó tăng năng suất bằng cách 2 ĐẾN 3 lần và mang lại cho phôi dải hợp kim nhôm một cấu trúc và đặc tính vi mô vượt trội.

Công nghệ này liên quan đến nhiều khía cạnh, chẳng hạn như đổi mới thiết bị và nghiên cứu lý thuyết cơ bản, và chưa được thương mại hóa rộng rãi. Dựa trên ý tưởng nghiên cứu và phát triển của mình, công ty chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu về quá trình làm mỏng và tăng tốc 8011 lá nhôm để cải thiện hơn nữa tốc độ đúc và lăn của nó, do đó làm giảm nứt cạnh. Dữ liệu tham khảo được thể hiện trong Bảng 3.

4. Tối ưu hóa cấu trúc tai để giảm ma sát giữa kim loại và tai

Công nghiệp nhôm Hà Nam Huawei đã nghiên cứu tác động của cấu trúc tai đến vết nứt cạnh của tấm cán đúc. Họ nhận thấy rằng việc tối ưu hóa cấu trúc tai từ dạng thẳng sang dạng thuôn gọn, và thêm một rãnh bên trong tai, vừa giảm ma sát giữa tai và cạnh đúc, do đó làm giảm nứt cạnh.

Công ty chúng tôi tiến hành sản xuất thử nghiệm cả hai phương pháp. Thêm một rãnh bên trong tai cho thấy sự cải thiện tốt hơn về tình trạng nứt cạnh; Tuy nhiên, rãnh khó chế tạo và không phù hợp cho sản xuất công nghiệp.

Công ty chúng tôi cũng thử nghiệm dán một lớp giấy nhôm silicat lên tai. Điều này làm giảm ma sát giữa kim loại và tai ở hai bên và bảo vệ đầu tai trong quá trình lắp ráp vòi đúc, ngăn ngừa thiệt hại từ các cuộn.

Phương pháp tối ưu hóa cấu trúc tai này đã cho thấy kết quả tuyệt vời trong thực tế sản xuất và dễ vận hành.

Trong sản xuất 8011 hợp kim nhôm (7độ dày tấm mm, tốc độ đúc và cán 780 mm/phút), tai trái là một tai mịn, trong khi tai phải dùng tai được bọc bằng giấy nhôm silicat.

So sánh độ nứt cạnh của vật đúc và tấm cán. Thí nghiệm cho thấy bằng cách tối ưu hóa cấu trúc tai, khoảng cách trung bình giữa các vết nứt trên bề mặt tấm tăng từ 18mm lên 44mm, độ sâu vết nứt giảm 0,5mm đến 1mm, và các vết nứt không còn xuất hiện đều đặn nữa, giảm đáng kể số lượng vết nứt. Điều này cho thấy giấy nhôm silicat có thể làm giảm đáng kể ma sát giữa tai với mép đúc và cuộn.

Huawei 8011 bao bì xuất khẩu lá nhôm

5. Giảm tổng tốc độ xử lý cán nguội, giảm lực cán nguội, và giảm phần mở rộng vết nứt cán nguội

So với 3102 hợp kim nhôm, 8011 hợp kim nhôm có hàm lượng sắt-silic cao hơn, và sức mạnh của nó cao hơn một chút so với 3102 hợp kim nhôm khoảng 10%.

Khi các đường cán nguội của hai hợp kim được phân bố giống nhau, lực lăn của 8011 hợp kim nhôm lớn hơn nhiều so với 3102 hợp kim nhôm.

Do đó, trong điều kiện thiết bị nhất định, những đường chuyền lạnh lùng của 8011 hợp kim nhôm nói chung là nhiều hơn so với 3102 hợp kim nhôm.

Quá trình tham khảo như sau: 8011 hợp kim nhôm: 7mm-3.8mm-2.1mm-1.2mm-0.7cắt tỉa cạnh mm-0.42mm-0.31mm-0.21mm-0.145mm-0.095mm

3102 hợp kim nhôm: 7mm-3.8mm-2.1mm-1.2mm-0.7cắt tỉa cạnh mm-0.42mm-0.24mm-0.145mm-0.095mm.

Trong quá trình cán nguội, dải chịu ứng suất kéo và nén cao, và các vết nứt trong quá trình của dải sẽ mở rộng ở điểm yếu.

Lực lăn càng lớn, sự giãn nở của các vết nứt do cán nguội càng lớn.

Kể từ khi 8011 hợp kim nhôm có hàm lượng sắt và silicon cao hơn và độ bền cao hơn 3102 hợp kim nhôm, các 8011 hợp kim nhôm có khả năng làm cứng mạnh hơn.

Do đó, khi lăn từ 7 mm đến 0.7 mm, lực lăn của 8011 hợp kim nhôm lớn hơn trong quá trình cán nguội, và sự mở rộng của các vết nứt cũng lớn hơn so với 3102 hợp kim nhôm, dẫn đến số lượng trang trí cán nguội lớn hơn nhiều cho 8011 hợp kim nhôm hơn thế cho 3102 hợp kim nhôm.

Khi công ty chúng tôi sản xuất lá điều hòa không khí của hai hợp kim, số lượng cắt tỉa cán nguội của 8011 hợp kim nhôm là về 60 mm, và số lượng cắt tỉa cán nguội của 3102 hợp kim nhôm là về 35 mm.

Như đã đề cập trước đó, giảm độ dày và đẩy nhanh quá trình cán của 8011 hợp kim nhôm có thể làm giảm vết nứt cạnh trong các tấm đúc và cán.

Đồng thời, việc giảm độ dày dẫn đến giảm tốc độ xử lý cán nguội tổng thể và lực cán nguội.

Một quá trình tham khảo như sau 8011 hợp kim nhôm: 6mm – 3,5mm – 2 mm – 1,1mm – 0,7mm – cắt cạnh – 0,42mm – 0,25mm – 0,15mm – 0,095mm.

Bằng cách này, Độ dày của 8011 tấm cán hợp kim nhôm giảm từ 7mm xuống 6 mm, vết nứt cạnh trong quá trình đúc và cán giảm từ 3mm~7mm xuống 1mm~3mm (có thể so sánh với vết nứt cạnh trong quá trình 3102 quá trình đúc tấm hợp kim nhôm), tổng mức giảm cán nguội trước khi cắt tỉa giảm từ 90% ĐẾN 88.3%, và số lượng cắt tỉa cán nguội có thể tương đương với số lượng của 3102 giấy bạc điều hòa hợp kim nhôm, cải thiện năng suất cán nguội khoảng 1.5%.

6 Kết luận

Qua những năm qua, Công nghiệp nhôm Hà Nam Huawei đã liên tục tối ưu hóa các thông số quy trình sản xuất của 8011 lá điều hòa hợp kim nhôm trong từng giai đoạn.

Hiệu suất của giấy bạc điều hòa không khí liên tục được cải thiện, chi phí sản xuất liên tục giảm, và khả năng cạnh tranh thị trường của sản phẩm đã được nâng cao.

Các hướng nghiên cứu chính của quá trình này như sau:

(1) Để đúc các cuộn có đường kính cuộn khác nhau, xác định phạm vi vùng đúc tối ưu, giảm vùng đúc trong một phạm vi nhất định, giảm tốc độ xử lý đúc, và giảm độ nứt của tấm đúc.

(2) Dán một lớp giấy nhôm silicat lên tai để giảm ma sát giữa tai và mép tấm đúc. Khoảng cách vết nứt trên bề mặt tấm đúc được kéo dài từ mức trung bình 18 mm đến 44 mm, và độ sâu vết nứt giảm đi 0.5 mm đến 1 mm.

(3) Dựa trên ý tưởng nghiên cứu về công nghệ đúc và cán siêu mỏng nhanh, độ dày của phôi đúc giảm từ 6.5 mm đến 8 mm đến 5.5 mm đến 6 mm, và giới hạn trên của tốc độ đúc được tăng từ 850 mm/phút để 1140 mm/phút. Phút, giảm tốc độ xử lý đúc và cán, do đó làm giảm vết nứt cạnh của tấm đúc và cán

(4) Độ dày của phôi đúc và cán giảm từ 6.5 mm~8 mm đến 5.5 mm~6 mm, có thể tối ưu hóa hơn nữa quá trình cán nguội, giảm tổng tỷ lệ xử lý cán nguội, giảm lực cán nguội, và giảm nứt cạnh do cán nguội. Vậy, số lượng cắt cạnh của 8011 cán nguội hợp kim nhôm được giảm từ 60 mm đến 35 mm, và năng suất cán nguội tăng lên khoảng 1.5%.