如何提高鋁型材成品率減少鋁材廢料

大家知道在鋁型材生產(chǎn)中，利潤=銷(xiāo)售額減去生產(chǎn)成本。鋁型材總成本分為固定成本和變動(dòng)成本。固定成本如，廠(chǎng)租、機器折舊等。是固定的。而變動(dòng)成本是有很大的彈性空間的。
　　
　　在鋁型材銷(xiāo)售價(jià)格不變的情況下，鋁型材成本越高，利潤越低。目前原材料價(jià)格上漲、工人工資不斷提高，人民幣升值、能源價(jià)格上漲、稅費負擔加重等惡劣環(huán)境下，同行業(yè)競爭已進(jìn)入“白熱化”的今天。成本控制精細化的時(shí)代已經(jīng)來(lái)了。
　　
　　成本控制是企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的要害和核心。只有不斷發(fā)現薄弱環(huán)節,挖掘內部潛力,運用一切可以降低成本的手段和途徑，全員參與，從細節做起，從減少浪費開(kāi)始，精細地實(shí)施鋁型材成本控制,才能有效地拓寬企業(yè)生存的空間，改進(jìn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理狀態(tài),使企業(yè)持續發(fā)展，并立于不敗之地。
　　
　　鋁型材成本控制是以?xún)r(jià)值鏈為向導，將成本控制分為設計成本、采購成本、制造成本、銷(xiāo)售成本和服務(wù)成本。由于成本控制牽涉面廣、內容多。本人就從生產(chǎn)制造的角度談?wù)労翁岣呱�產(chǎn)成品率從而降低生產(chǎn)成本。
　　
　　通過(guò)數據分析和實(shí)踐證明，提高鋁合金型材成品率是降低生產(chǎn)成本較直接和有效的方法之一，以擠壓車(chē)間為例，成品率每提高一個(gè)百分點(diǎn)，鋁材每噸生產(chǎn)費用將降低25—30元，而這降低的部分就是企業(yè)的純利潤。提高擠壓的成品率，產(chǎn)要任務(wù)是降低擠壓廢品。
　　
　　如何提高鋁型材成品率減少鋁材廢料，提高生產(chǎn)率，減少鋁型材的生成產(chǎn)成本，我們將擠壓廢品進(jìn)行了歸納：
　　
　　鋁合金擠壓型材的廢品分為兩大類(lèi)：幾何廢品和技術(shù)廢品。幾何廢品是鋁合金型材在擠壓過(guò)程中不可避免產(chǎn)生的廢品。如擠壓的殘料、拉伸時(shí)制品兩端的夾頭、定尺料因不夠定尺長(cháng)度而拋棄的料，切取必要的試樣，分流組合模中殘留在分流腔中的鋁塊，鑄錠和制品切取定尺斷料的鋸口消耗的鋁屑以及試模時(shí)消耗的鋁錠等。
　　
　　技術(shù)廢品是鋁合金型材生產(chǎn)過(guò)程中因工藝不合理、設備出現問(wèn)題，工人操作不當時(shí)產(chǎn)生的認為廢品。它和幾何廢品不同，通過(guò)技術(shù)改進(jìn)、加強管理，可以有效的克服和杜絕技術(shù)廢品的產(chǎn)生。技術(shù)廢品可分為：
　　
　　組織廢品：過(guò)燒、粗晶環(huán)、粗大晶粒、縮尾、夾渣等。
　　
　　力學(xué)性能不合格廢品：強度、硬度太低，不符合國家標準：或塑性太低，沒(méi)有充分軟化不符合技術(shù)要求。
　　
　　表面廢品：成層、氣泡、擠壓裂紋，桔子皮、組織條文、黑斑、縱向焊合線(xiàn)、橫向焊合線(xiàn)、擦劃傷、金屬壓入等。
　　
　　幾何尺寸廢品：波浪、扭擰、彎曲、平面間隙、尺寸超差等。
　　
　　成品率分工序成品率和綜合成品率。
　　
　　工序成品鋁率一般指主要工序，通常是以車(chē)間為單位進(jìn)行計算。熔鑄工序（熔鑄車(chē)間）、擠壓工序（擠壓工序）、氧化著(zhù)色工序（氧化車(chē)間）、噴粉工序（噴涂車(chē)間）。它的定義是：車(chē)間合格產(chǎn)出量均與車(chē)間原料（也可能是半成品）的投入量之比。
　　
　　成品率與設備的好壞、鑄錠品質(zhì)、產(chǎn)品結構、品種規格的變換頻率、工藝技術(shù)的先進(jìn)程度、企業(yè)管理水平和操作工人的素質(zhì)等因素有關(guān)。
　　
　　提高鋁合金型材的成品率的關(guān)鍵就是要減少和消滅廢品。幾何廢品雖然是不可避免的，但可以設法使其降到較低。技術(shù)廢品是人為因素，可以逐項分析加以消除，也可以使其降到較低水平。為此可以采用如下來(lái)有效的控制和提高擠壓制品的成品率。
　　
　　6.1.3.1減少幾何廢料是提高成品率的重要前提
　　
　　減少幾何廢品的措施
　　
　　正確選擇鑄錠長(cháng)度是減少工藝廢品的主要措施。鑄錠長(cháng)度不是先擠壓后再計算，而是要先計算后再擠壓。
　　
　　現在大多數企業(yè)采用了長(cháng)棒熱剪鋁棒加熱爐，相比短棒加熱爐，減少了鋁屑的損耗，因模具使用壁厚變化，對鑄長(cháng)控制更加靈活準確，大大提高了成品率。但很多的企業(yè)在使用長(cháng)棒熱剪爐后，忽略了對鑄長(cháng)的計算，而直接交此項工作交給操作工去控制。而操作工往往是根據經(jīng)驗先下一條棒，觀(guān)察出材長(cháng)度，如果差異大，繼續調整，通常需要3棒左右才能得到準確的長(cháng)度。在這個(gè)過(guò)程中，已經(jīng)產(chǎn)生了不短的廢料，這樣既降低了生產(chǎn)效率，又降低了成品率。
　　
　　正確的做法是，模具初始生產(chǎn)時(shí)，由工藝控制部門(mén)計算出鑄錠的長(cháng)度，多次上機的模具生產(chǎn)時(shí)，根據模具卡上記錄的上一次生產(chǎn)棒長(cháng)，略加約5--10MM，在出材時(shí)觀(guān)察出材長(cháng)度。如有差異進(jìn)行微調。這樣第二棒就很準確了。有資料說(shuō)明，使用長(cháng)棒熱剪可以提高4個(gè)百分點(diǎn)的成品率，在實(shí)際生產(chǎn)中提高2—3個(gè)百分點(diǎn)是完全可行的。
　　
　　另外在選擇定尺個(gè)數或制品長(cháng)度時(shí)，在保證擠壓機能順利擠壓的前提下。冷床長(cháng)度又足構長(cháng)時(shí)，盡可能增加定尺個(gè)數或制品長(cháng)度，也即可能選擇較長(cháng)的鑄錠。這也是降低工藝幾何廢料的百分數和提高成品率的有效方法。
　　
　　從技術(shù)層面提高成品率的措施
　　
　　提高模具設計、制造水平，減少試模次數，是提高成品率的重要技術(shù)措施。一般沒(méi)此試模都耗費1—3支鑄錠，使成品率降低0.5—1%，由于模具的設計，制造水平低，有的產(chǎn)品要修模、試模3--4次甚至更多次才能出成品，無(wú)形中使成品率降低2--5%,這不僅會(huì )造成經(jīng)濟損失，而且由于反復試模，會(huì )延長(cháng)生產(chǎn)周期。
　　
　　現代模具提出零試模概念，即模具制造出來(lái)以后，不需要試模，可以直接上機生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。采用模擬設計軟件，有限元分析，設計可以全部在電腦里完成。也可以通過(guò)電腦模擬試模。模腔加工在自動(dòng)加工中心里面完成，整個(gè)模具的加工都是高精度完成，因此模具的質(zhì)量非常高。上機合格率在90%以上�？梢蕴岣叱善仿�2--6%。
　　
　　適當加大鋁材擠壓系數提高成品率
　　
　　各個(gè)鋁材廠(chǎng)均有一系列的機臺，各廠(chǎng)根據產(chǎn)品的擠壓比，冷床長(cháng)度、制品的外截圓，擠壓筒長(cháng)度直徑，來(lái)確定產(chǎn)品放在相應的機臺上生產(chǎn)。實(shí)踐證明，同樣規格的制品，放在不同噸位的擠壓機上生產(chǎn)，由于擠壓系數的不同，對制品組織性能和生產(chǎn)效率有很大影響，其成品率也會(huì )產(chǎn)生差異。擠壓機噸位較大時(shí)，擠壓系數較大，成品率較高，而擠壓費用接近。
　　
　　提高鑄錠質(zhì)量是提高成品率的前提
　　
　　鑄錠是擠壓生產(chǎn)的原材料，鑄錠組織的均勻，晶粒細小、無(wú)夾渣，氣孔、偏析、裂紋等缺陷，不僅可以降低擠壓力，提高擠壓速度，提高產(chǎn)品內在質(zhì)量。而且可以減少制品表面氣泡，氣孔、劃傷、開(kāi)裂、麻點(diǎn)等缺陷。較小的夾渣可以通過(guò)模具工作帶的狹縫排出，但會(huì )造成型材表面梨痕，造成一定長(cháng)度的的廢料。而較大的夾渣將被卡在工作帶狹縫中不能被排除，引起塞�；蛑破烽_(kāi)裂，更換模具，這將嚴重影響成品率。拉伸矯直時(shí)使用相應墊具，減少頭尾料的切除長(cháng)度
　　
　　型材在拉伸矯直時(shí)，很多企業(yè)沒(méi)有設計相應墊具，特別是一些大懸壁型材及空心型材。導致型材頭尾變形量過(guò)大，而在成品鋸切時(shí)，變形部分必須切掉。這樣就造成了成品率下降。
　　
　　墊具可以使用硬木或者鋁塊，設計時(shí)盡量減少墊具的規格，增加墊具的通用性。對于懸壁較長(cháng)又有封閉截面的型材，矯直時(shí)在封閉腔內塞入墊具還要在懸壁部分放支撐架。從而減少長(cháng)度方向的變形量。夾具必須有專(zhuān)人設計，專(zhuān)人管理，并指導工人使用。
　　
　　同時(shí)為防止工人因嫌麻煩而不愿意使用墊具的現象，必須建立成品率與工資掛鉤的獎懲機制。
　　
　　加強鋁型材擠壓模具及生產(chǎn)原始記錄的管理
　　
　　模具卡及生產(chǎn)原始記錄是非常重要的，模具卡必須能真實(shí)顯示出模具氮化情況，維修情況，出材情況，原始記錄必須能真實(shí)顯示出，支重，鑄長(cháng)、數量為下一次生產(chǎn)提供可靠依據。
　　
　　現在很多的企業(yè)也實(shí)現了電腦化數據管理，但在實(shí)際運用中還有很長(cháng)的路要走。
　　
　　使用無(wú)壓余擠壓減少幾何廢料
　　
　　固定墊無(wú)壓余擠壓，是將擠壓墊固定在擠壓桿上，并對二者作一定改造。使擠壓筒不退時(shí)，壓墊也容易與鑄錠分離。然后直接將下一根鑄錠推入擠壓筒。與上一根鑄錠的剩余一起擠壓，這樣就避免了每一支鑄錠剪一次壓余�？筛鶕�質(zhì)量要求和訂貨數量來(lái)決定多少支鑄剪壓余一次。通常40—50根剪一次。
　　
　　優(yōu)化鋁型材擠壓工藝，減少技術(shù)廢料
　　
　　影響技術(shù)廢料的擠壓工藝有很多方面，它涵蓋了整個(gè)擠壓生產(chǎn)過(guò)程。主要包括：鑄錠質(zhì)量，工藝溫度、擠壓速度、擠壓工具、模具、轉運裝卸、時(shí)效熱處理等。除了制定先進(jìn)、科學(xué)的生產(chǎn)工藝外，還要正確嚴格執行操作規程、提高工人的熟練程度和責任心。
　　
　　盡量減少每班生產(chǎn)的品種，較好只安排3—5個(gè)品種每班，提高單套模具一次上機生產(chǎn)量。上機品種越多帶走的模具鋁越多，成品率越低。
　　
　　模具對成品率的影響主要有兩個(gè)方面：新模試模和生產(chǎn)模具的使用
　　
　　試模次數越多，帶走的模具鋁越多，成品率越低。所以必須提高模具的設計及制作水平。
　　
　　生產(chǎn)模具要精心維修、合理氮化、及時(shí)保養。保證每次上機合格率高。成型度好，耐用度高。如果每班因模具維修不合格，導致3—4個(gè)品種上機生產(chǎn)失敗，成品率至少會(huì )降低一個(gè)百分點(diǎn)。
　　
　　鋁型材擠壓工具包括：擠壓筒、擠壓桿、擠壓墊、模墊等。主要保證擠壓筒、桿、模具三點(diǎn)同心。其次是合理維修擠壓筒，正確加熱，保證筒端面平整。消除各種擠壓筒與模具配合不良的現象。定期清理擠壓筒內壁的殘鋁，檢查內孔壁有無(wú)損傷，正確使用模墊，提高模具支撐強度。
　　
　　擠壓溫度、擠壓速度及冷卻三者，對制品組織，力學(xué)性能、表面質(zhì)量有很大影響，也會(huì )影響成品率。此外三者會(huì )影響制品的長(cháng)度，鑄棒溫度高，擠出速度快、冷卻速度低時(shí)，會(huì )使制品擠出后的長(cháng)度增加，增長(cháng)率可達0.5%—1%，也就影響了型材的線(xiàn)密度，所以穩定的工藝可以提高成品率。
　　
　　完善擠壓后續工序，避免造成技術(shù)廢品。擠壓后續工序的轉運，主要注意型材的擦花碰傷。
　　
　　一模多孔擠壓可以提高成品率。
　　
　　對于某些制品適合多空擠壓時(shí)，盡可能采用多孔擠壓，不僅可以減少擠壓系數，降低及壓力，而且可以提高成品率。在技術(shù)廢品為零的情況下用雙孔擠壓比單孔擠壓成品率可以提高3%～4%。
　　
　　擠壓速度是擠壓工藝中一個(gè)重要的工藝參數，它關(guān)系到產(chǎn)品的好壞和生產(chǎn)效率的高低。擠壓速度不像掌握工藝溫度那樣，一種合金一種熱處理工藝基本上可以選定易個(gè)溫度，而擠壓速度是一個(gè)經(jīng)驗性很強的工藝參數。不同合金狀態(tài)不同斷面的型材，選用擠壓速度不同，同一種制品在擠壓過(guò)程中受溫度變化的影響，前后的擠壓速度也不相同。要正確地控制好擠壓速度應做到：
　　
　　熟練靈活的掌握好各種合金、各種斷面（包括壁厚）的擠壓速度范圍，并注意觀(guān)察在該擠壓速度對鋁型材的影響，如表面質(zhì)量，成型度等。
　　
　　熟悉擠壓設備控制擠壓速度的能力。有的擠壓機有等速擠壓控制和PLC控制，有的只有PLC控制，有的兩者都沒(méi)有。當給定一個(gè)擠壓速度后，有的擠壓機開(kāi)始可以按這個(gè)速度擠壓，隨著(zhù)擠壓筒內的坯料的逐漸減少，擠壓力降低，制品的流出速度會(huì )越來(lái)越快，有時(shí)會(huì )使制品的后產(chǎn)生裂紋。因此就要即使地調整擠壓速度。只有了解設備狀態(tài)，才能恰當的調整、控制擠壓速度。
　　
　　了解不同的模具對擠壓速度產(chǎn)生的影響。一般來(lái)說(shuō)平模（實(shí)心型材）的擠壓速度比分流模（空心型材）的擠壓速度大。但同一類(lèi)模具、同一斷面形狀的制品，由于設計和制造水平不同，擠壓速度不同。特別是斷面有壁厚差，或有開(kāi)口的半空心型材，與模具有很大的關(guān)系，只有使用模具設計的某一擠壓速度為較好，速度太快或太慢都易產(chǎn)生扭擰，開(kāi)收口現象。
　　
　　通過(guò)加強首檢和制程檢驗降低廢品的產(chǎn)生
　　
　　鋁材外形尺寸廢品如壁厚超差、扭擰、平面間隙、開(kāi)口或收口等，主要靠試模后靠前支棒由主機手在出料時(shí)檢查和質(zhì)檢員在拉伸后檢查把關(guān)來(lái)杜絕這類(lèi)廢品的產(chǎn)生。一般壁厚公差要從負公差開(kāi)始控制，因為隨著(zhù)制品的陸續生產(chǎn)，由于模具的逐漸磨損，制品壁厚會(huì )逐漸變厚。對于大懸壁的型材，在拉伸矯直時(shí)要認真對照圖紙檢查，控制合理的拉伸量。
　　
　　表面廢品如擦劃傷、桔皮、組織條文、黑斑、氣泡等，往往不是每一根制品全部出現。需要通過(guò)主機手、質(zhì)檢員、拉伸成品鋸切工序，互相檢查，共同監督將表面存在的廢品調出。
　　
　　如質(zhì)檢員在出料臺上未發(fā)現制品有擦劃傷，到成品鋸切時(shí)發(fā)現制品有劃傷現象，就要從冷床的轉化過(guò)程中檢查，是否運輸皮帶、撥料器等某些部位有堅硬突出造成制品劃傷。
　　
　　質(zhì)量管理是全員、全過(guò)程的管理，每個(gè)工序都必須把好質(zhì)量關(guān)，做到自檢、互檢、專(zhuān)檢相結合，才能有效的將技術(shù)廢品消滅在萌芽狀態(tài)。人為的控制和提高成品率。
　　
　　通過(guò)以上措施可以使幾何廢料減少，可見(jiàn)減少幾何廢品是企業(yè)一項重要的技術(shù)管理措施，對高經(jīng)濟效益有很大的意義。
　　
　　提高鋁型材擠壓坯料的成品率是要在擠壓生產(chǎn)全面細致的工作過(guò)程，不僅技術(shù)工藝方面要到位，管理方面也要扎實(shí)到位，做到實(shí)處。我國鋁型材企業(yè)成品率提升尚有很大的空間，成品率提升將是一個(gè)持續的過(guò)程，提高成品率和提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量是緊密相連的。是一個(gè)企業(yè)技術(shù)和管理水平的綜合體現。
　　
　　提高氧化著(zhù)色鋁材成品率
　　
　　氧化成品率為一次生產(chǎn)成品率，即一次生產(chǎn)不返工的成品率，據生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現，返工型材成本是不返工型材成本的3倍，而且還無(wú)法保證型材的表面質(zhì)量。當然氧化產(chǎn)品的質(zhì)量是從熔鑄車(chē)間開(kāi)始的，由于篇幅限制，下面就淺談一下氧化生產(chǎn)過(guò)程中注意的一些細節問(wèn)題。
　　
　　掛料桿與導電梁之間固定用螺絲要經(jīng)常緊固，每次綁料前都要首先檢查掛料桿固定是否松動(dòng)，如稍有松動(dòng)，就應及時(shí)緊固。另受腐蝕，掛料桿會(huì )變小，需及時(shí)更換，因為其導電面積變小了，容易引起發(fā)熱，同時(shí)要綁緊，防止型材掉入槽中引起碰極，短路損壞電源。
　　
　　同時(shí)掉入槽中的型材需及時(shí)清理出來(lái)，如堿洗槽里落入一根型材，就會(huì )很快腐蝕，實(shí)驗證明，其耗堿量相當于堿洗50—100根型材的耗堿量。落入著(zhù)色槽或封孔槽內，由于腐蝕作用，槽內會(huì )積累大量的鋁離子，影響槽液的使用壽命。
　　
　　綁料用的鋁絲采用兩種規格為好，大料選用粗鋁絲，中、小料則用較細鋁絲，可采用2mm與3mm，或2.2mm與3.2mm兩種規格，鋁絲退火硬度取1/2~3/4為好。目前很多企業(yè)已改用夾具。
　　
　　吊入氧化槽前要認真緊固每根型材；對返工料氧化前緊料時(shí)，要先用老虎鉗拍打型材端部使其移位后才緊料，使接觸處無(wú)膜，保證良好導電。
　　
　　型材料掛放入氧化槽和著(zhù)色槽導電座上時(shí)要注意好對中，不然易出現陰陽(yáng)面色差。
　　
　　氧化結束斷電后及時(shí)吊起，停留在氧化槽內數分鐘會(huì )影響封孔，也會(huì )使著(zhù)色速度加快；氧化后吊起在空中傾斜停留太久，瀉酸液的一端因氧化膜擴孔原因使著(zhù)色較深，易出現兩頭色差。
　　
　　著(zhù)色槽前后四個(gè)水洗槽要保持每個(gè)槽的pH值相對穩定，正常四個(gè)水洗槽的pH值控制如下：
　　
　　氧化后靠前道水洗槽pH值：0.8~1.5
　　
　　氧化后第二道水洗槽pH值：2.5~3.5
　　
　　著(zhù)色后靠前道水洗槽pH值：1.5~2.5
　　
　　著(zhù)色后第二道水洗槽pH值：3.5~5.0
　　
　　一般情況下，生產(chǎn)時(shí)即開(kāi)啟一定量的溢流水，停產(chǎn)時(shí)及時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)，不應整槽排水、加水，在氧化后靠前個(gè)水洗槽內停留數分鐘，則著(zhù)色速度加快，而在第二個(gè)水洗槽內停留則會(huì )使著(zhù)色減慢。
　　
　　對生產(chǎn)淺色仿鋼料，一般采用先過(guò)著(zhù)色、后退至標準色板法進(jìn)行著(zhù)色。因為仿鋼料色差的著(zhù)色時(shí)間控制范圍很�。ㄖ挥�2~3秒），而采用退色法則可有10~15秒的控色時(shí)間，且統一退色也利于底色一致，對仿鋼料退色和補色都使色調趨于發(fā)青，而一次性著(zhù)色則趨于發(fā)紅。
　　
　　型材料掛從著(zhù)色槽和著(zhù)色后靠前道水洗槽內吊起后不要�？諘r(shí)間太長(cháng)，不然型材表面會(huì )出現色帶、色澤不均勻和瀉水端白頭等現象，應稍作對色后及時(shí)進(jìn)行下道水洗，準確對色應在第二道水洗后進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)對仿鋼料，如對比樣板色偏紅，則說(shuō)明著(zhù)色時(shí)間不夠應再補色；如色偏黃則已過(guò)著(zhù)色，可根據色深程度選擇在著(zhù)色槽還是著(zhù)色后靠前道水洗槽內退色修正。
　　
　　著(zhù)色槽內藥品加入方法：硫酸亞錫和硫酸鎳一定要用槽液溶解，而著(zhù)色添加劑用純水溶解（純水易溶），一定要注意固體添加劑完全溶解后方可倒入，濃硫酸直接倒入著(zhù)色槽。
　　
　　電泳前熱水洗的溫度、時(shí)間及水質(zhì)一定要保證，氧化膜孔內如殘余SO42-沒(méi)有洗凈，則電泳、烘烤后易出現發(fā)黃和漆膜不透明現象。一般情況下熱水溫度控制60~70℃，熱水洗時(shí)間5~10分鐘。