锯片知识

从铝材“粘锯片”分析挤压过程控制

发布时间:2020-02-11 19:38:41

  度过经济学家预言最难的“2019年”,铝加工企业出现明显的两极分化,管理优秀的铝加工企业订单均逆势上扬,未受到房地产市场降温的影响。

  普通铝合金型材市场竞争加剧而出现疲软,但高端系统门窗、幕墙、工业材的需求仍然处于上升阶段,铝加工市场借经济形势进行一次深度洗牌,优胜劣汰。

  这局面完全符合市场竞争规律,也符合铝加工产业健康发展需要。

  细节决定成败,高端产品,必然有更高要求,今天只谈其中很小的环节——“粘锯片”!

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  铝门窗幕墙企业,加工过程中,在锯切型材时经常会遇到铝型材偏软,具体表现为以下特征:

  (1)锯切刀口位局部变形,影响高低差和装配效果;

  (2)锯切声音不够清脆;

  (3)铝屑和料头粘锯片;

  (4)加工厂的锯片消耗量偏大。

  使用手钳硬度计检测,力学性能符合国家标准规定的要求,采用仲裁拉伸试验,数据跟手钳硬度计数据对应的经验值相比,偏低,但还是符合标准要求。

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  2000年,在坚X上班时第一次遇到此类投诉,客户反映:“部分产品偏软”,现场调查并抽取样品检测,力学性能合格,按照公司管理程序,判断为客户要求过高,加上那个时期,坚X铝材受制于产能,处于供不应求的状态,管理团队的关注点在提升单机产量和新生产基地建设上,未对此事深入调查。

  大企业的傲慢,加上我们技术团队的年轻自负,错过了一次研究学习机会,忽视了在挤压出料冷却过程中不同阶段型材的温度变化,未跟进硅镁强化项在不同温度下析出量的波动,型材力学性能的均匀性和稳定性均未得到有效控制。

  毕竟,产品质量达到国家标准要求很容易,持续稳定生产优质产品,达到客户满意才有意义。有一种遗憾叫“我们本可以做得更好”!

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  时间来到2002年,又出现几起针对铝型材偏软的质量投诉,销售团队对于我们的检测数据和判断提出异议,恰逢企业进入新的发展阶段,迎来解决这个问题的良机。

  第二个生产基地顺利投产,坚X的市场客户群和产品结构慢慢发生了变化,主要体现在以下方面:

  (1)2300吨和3600吨挤压机顺利投产,幕墙型材和厚壁大断面工业材增多;

  (2)市场顾客群体需求转向高端,1.2mm、1.4mm窗料占比下降,1.6mm、1.8mmmm、2.0mm窗料订单上升速度快;

  (3)公司开始实施名牌战略,从型材生产商向下游延伸,开始关注下游加工单位的感受,特别是终端客户的满意度;

  (4)1000吨挤压机月产量创620吨的新高,到达行业天花板,向上突破的空间有限,管理团队重心向技术和质量转移。

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  本质上讲,国家标准是综合收集、研究、分析大量的科研数据,力图用大家相对认可的检测方式(手段),提出一个门槛,用相对权威、社会认可度高的一些技术指标,作为标准,约束、促进产品质量的提高。

  从科学角度而言,标准必然有其局限性,无法全面覆盖产品的所有性能指标,也无法客观反馈出产品的实际使用效果。从时效性而言,客户的要求是随着社会的发展而不断变化的,标准是滞后的。

  不符合标准的产品是不合格产品,符合标准、无法满足客户使用要求的产品,在质量管理上仍然是不合格品!“粘锯片”既降低了加工企业的生产效率,又增加了加工企业的锯片消耗(生产成本),最重要的是对终端产品留下质量隐患,拉低了产品档次,属于问题虽小,影响很大的质量问题,必须给予重视。

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  经过一段时间的跟踪和调查,发现铝型材是否发软与手钳硬度计检测数据不是一一对应关系,表现在:手钳硬度检测值低于国家标准的型材,锯切时一定偏软;手钳硬度计检测值高于国家标准的型材,锯切时总有部分产品偏软。从出现概率上分析,有以下特点的不合格品出现概率极高:

  (1)生产现场区域温度高,例如:厂房低矮、布局密集、通风换气差的机台;

  (2)型材结构复杂腔体多;

  (3)宽厚比超高,例如宽扣板;

  (4)壁厚差跳动大,特别是同平面壁厚差达到一倍以上的型材;

  (5)壁厚偏厚,例如厚角;

  (6)炎热的天气出现概率高。

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  经过跟踪调查,发现不合格品的直接原因主要与下面情况有关:

  (1)生产现场环境温度高,冷却系统的降温效率下降;

  (2)结构复杂、腔体多的型材存在降温不均匀问题,特别是内部腔体降温速度慢;

  (3)宽厚比高的型材,存在壁厚偏薄,强风冷集中直吹型材发生变形,操作工关闭风冷系统继续生产;

  (4)相邻壁厚偏差大,普通的风冷系统集中直吹引起型材不同壁厚处发生扭曲变形,操作工还是会选择关闭风冷继续生产;

  (5)厚角对表面质量要求不高,是一线挤压工人提高产量的优质排产,挤压速度尽可能加快,造成冷却系统跟不上。

  综上所述,发现问题的根源集中在于铝加工挤压冷却曲线存在问题。

  为验证技术分析结论是否正确,我们组织人员对部分机台的重点关注产品的降温速度进行测量,以挤压出料降温到180℃以下的距离为样本点进行分析,数据分布结果与我们理论分析的结果高度吻合。

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  有一个技术控的老板,跟我聊天的时候,分享了他的解决方案,对大吨位机台,从地下室拉一条通风管,接入风冷系统,据说可以解决问题,实际效果我未现场确认,持怀疑态度。

  我们的具体改进方案如下:

  (1)更改现有冷却系统风机。

  重新确定风机的功率、转速、分布间距和位置,确保形成的风循环带强度足够。

  (2)调整风机出风口角度。

  扩展出风口角度,避免风量集中在很窄的范围上,造成型材扭曲变形。

  (3)增加风机数量。

  在挤压冷床下,沿出料滚筒和挑料架下方,安装两排风机,间距按挤压机吨位和难产料的不同确定,控制开关采取分段控制,根据挤压型材出料长度,匹配冷却距离,避免浪费电能。

  (4)部分挤压生产线安装在线淬火装置。

  对于2000吨以上或者高端产品的挤压生产线,安装风冷、水冷、雾冷智能控制的在线淬火装置。

  (5)加强挤压过程管控。

  挤压操作工在两个时间点容易出错:冬天的夜班和换模具之后,不开风机的情况比较多,冬天的夜班,操作工认为气温低,不用开冷却系统也能达到过程控制要求,换模具之后容易忘记开风机,这些违规行为,需要通过加强工艺技术培训和监督检查双管齐下才能减少。

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  设备改造升级的过程中,需要留意细节,避免影响后期使用效果,留下产品质量隐患。主要注意以下问题:

  (1)风机的质量。

  首先需要确认风机的功率和转速,很多风机存在虚标现象,曾经有一家公司的风冷系统按坚美标准配置,实际出风量只有设计的一半。我们使用的南方风机、赛达通风机,质量稳定,值得推荐使用。

  其次需要检查风机运转过程中是否平衡,震动偏大影响风机的使用寿命,而且对产品质量有负面影响。

  (2)循环风路径设计

  首先,注意风机的出风口角度,形成的风带覆盖范围大于在制品的最大宽度,避免风量集中在过窄范围,造成型材局部冷却过快而变形。

  其次,注意上下风机的布局,或者实施错位,或者加上倾斜角度,避免出现上下风机相互消耗,降低出风量的实际降温效率。

  (3)循环水质需要监控

  如果使用的是高端在线淬火装置,需要定期监控循环水质,重点监控电导率,适时跟换循环水,水中的矿物质含量过高,会影响喷头的出水量和雾化效果,降低了冷却速度,也会影响局部冷却强度调节能力。

  部分企业使用的是地下水,对于直接穿水的工业材影响不大,对于集中风冷、水冷、雾冷等多种冷却方式于一体的高端在线淬火设备而言,有堵塞喷头的危险,建议不能直接使用地下水。

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  目前的铝加工行业挤压生产线,重视并配备符合过程质量控制的冷却系统不多,根源在于重视程度不足。近年来,得益于产品质量要求的提高,情况有所好转。据不完全统计,有约20%的挤压生产线,生产过程能力能够满足力学性能控制要求,大部分生产线质量保证能力仍然处于相对薄弱的区间,数据波动大而且分散,提升空间比较大。

  此文权当抛砖引玉,希望能够引起铝加工行业从业者们关注基础设备建设,重视质量统计数据,则是行业之幸!

本文由临沂木工锯片生产厂家整理发布:www.mugongjupian.cn

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