【文章內(nèi)容簡介】 和 TUP ≥0 .04 ≤3 ≤5 ≤5 ≤5 ≤2 ≤1 ≤5 ≤1 ≤1 ≤9 牌號(hào) Cu Ni+Co Zn Pb P Fe Mn Si Sb S As C Bi Mg 其他 BZn1520 62.0～65.0 13.5～16.5 余量 ≤0.02 ≤0.005 ≤0.5 ≤0.3 0.15 ≤0.002 0.01 ≤0.010 0.03 ≤0.002 0.05 ≤0.9 牌號(hào) Cu Al Mn As Pb Fe Sb Ni Sn Si P Zn 總和 QA192 余量 810 .5 ≤1 ≤3 ≤0.5 ≤2 ≤0.5 ≤0.1 ≤0.1 ≤1 ≤1 ≤1.7 牌號(hào) Cu Sn Zn Pb Bi Fe Sb P 總 和 HSn621 余量 ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 牌號(hào) Cu Zn Pb Fe Sb Bi P 總和 H62 余量 ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 第三章 生產(chǎn)工藝流程 生產(chǎn)工藝流程的確定 生產(chǎn)工藝流程的定義 所謂生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品的生產(chǎn)工序按次序排列起來。確定車間生產(chǎn)工藝流程是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，它直接關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)能否滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。 合 理的生產(chǎn)工藝流程應(yīng)該是在保證完成設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，具 有最低的消耗、最少的設(shè)備、最小的車間面積、最低的產(chǎn)品成本，并且有利于產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高和將來的發(fā)展，具有最好的經(jīng)濟(jì)效果和較好的勞動(dòng)條件。 制定生 產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù) 制定生產(chǎn)流程的 主要依據(jù)有以下幾點(diǎn)： (1) 根據(jù)生產(chǎn)方案的要求 由于產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格和質(zhì)量的不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么主要工序就有很大的差別。因此，生產(chǎn)方案是編制生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)。 (2) 根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量的要求 為了滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求，就要有相應(yīng)的工序給以保證。因此，滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求是設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)。 (3) 根據(jù)車間生產(chǎn)率的要求 由于車間的生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過程復(fù)雜程度也不同。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車間，其工藝過程也越復(fù)雜。因此，設(shè)計(jì) 時(shí)生產(chǎn)率的要求是設(shè)計(jì)工藝過程的出發(fā)點(diǎn)。 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 計(jì)算產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程 合理的生產(chǎn)工藝流程應(yīng)該是在保證完成設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，具有最低的消耗、最少的設(shè)備、最小的車間面積、最低的車間成本，并且有利于產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高和將來的發(fā)展，具有最好的經(jīng)濟(jì)效果和較好的勞動(dòng)條件。 銅及銅合金管棒材一般生產(chǎn)工藝流程如圖 31 所示。 ↓ 加熱 ↓ 擠壓 ↓ 切斷 ↓ 酸洗 ↓ 冷 軋 供錠 光亮退火 退 火 矯 直 打 頭 拉 拔 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 31 一般銅及銅合金 管棒材 生產(chǎn)工藝流程圖 根據(jù)設(shè)計(jì) 要求，結(jié)合中鋁洛銅有限公司的生產(chǎn)工藝流程，制定了本設(shè)計(jì)課題的生產(chǎn)工藝流程。具體如下： 1） φ 8*1 紫銅 TUP 管的生產(chǎn)工藝流程 供錠→加熱→擠壓→鋸切→ 矯直 → 檢查 → 冷軋 → 鋸切 → 檢查→修理→退火→ 酸洗→打頭→拉拔→ 拉拔 → 鋸切→打頭→拉拔→ 拉拔→鋸切→打頭→拉拔→拉拔 檢查探傷 入庫（ Y） 成品退火 矯直切斷 酸 洗 入庫（ M） 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 拉拔→鋸 切→打頭→拉拔→拉拔→ 切成品→矯直→脫脂→ 成品退火→ 成品檢查→入庫 。 2） φ 12* 鋅白 銅 BZn1520管的生產(chǎn)工藝流程 供錠→加熱→擠壓→鋸切→酸洗→矯直→檢查→冷軋→鋸切→ 退火→酸洗→ 檢查→打頭→拉拔→拉拔 → 鋸切 → 退火 →酸洗→打頭→ 拉拔→拉拔→鋸切→打頭→ 拉拔→ 拉拔→ 成品→矯直→脫脂→ 光亮退火→ 成品檢查→入庫 。 3） φ 13* 錫 黃銅 HSn621管的生產(chǎn)工藝流程 供錠→加熱→擠壓→鋸切→酸洗→矯直→檢查→冷軋→鋸切→退火→酸洗→檢查→打頭→拉拔→拉拔→鋸切→退火→酸洗→打頭→拉拔→拉 拔→鋸切→退火→酸洗→ 打頭→拉拔→拉拔→ 鋸切→退火→酸洗→打頭→拉拔→ 成品→矯直→脫脂→光亮退火→成品檢查→入庫。 4） φ 21* 鋁青 銅 QA192 管的生產(chǎn)工藝流程 供錠→加熱→擠壓→鋸切→酸洗→矯直→檢查→冷軋→鋸切→退火→酸洗→檢查→打頭→拉拔→拉拔→鋸切→退火→酸洗→打頭→拉拔→拉拔成品→矯直→脫脂→光亮退火→成品檢查→入庫。 5） φ 6黃 銅 H62 棒的生產(chǎn)工藝流程 供錠→加熱→擠壓→鋸切→酸洗→檢查→打頭→拉拔→ 拉拔→鋸切→ 退火→酸洗→打頭→拉拔→切成品→矯直→脫脂→ 成品退火→ 成品檢查→入庫 。 工藝敘述 錠坯的選擇 有色金屬熔煉與鑄錠車間廣泛采用半連續(xù)與連續(xù)鑄造法生產(chǎn)鑄錠，鑄錠經(jīng)去除頭尾、切斷，有的需表面機(jī)械加工，作為加工車間的鑄錠。 （ 1）選擇的原則 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 錠坯尺寸與形狀的確定對(duì)選擇設(shè)備，確定工藝，提高產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本都有很大影響。因此，錠坯選擇應(yīng)根據(jù)下列原則： 1） 根據(jù)車間的規(guī)模和產(chǎn)量 對(duì)于設(shè)計(jì)規(guī)模和產(chǎn)量較大的車間，應(yīng)盡量的選擇大錠坯。 2） 根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格尺寸 錠坯形狀是由產(chǎn)品形狀和設(shè)備特點(diǎn)決定的。 一般情況下，管棒材生產(chǎn)采用圓錠。錠坯的直徑和長度可以根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格尺寸加 以確定。 擠制管錠坯直徑 D0＝ )d( 122 ?D? 擠制棒錠坯直徑 D0＝ D? 錠坯長度 L0＝ 或者取 L0＝ ～ 3 D0 各式中 D0 —— 錠坯直徑， mm； D —— 擠制管外徑、圓棒直徑， mm。 D —— 擠制品內(nèi)徑， mm； L0 —— 錠坯長度， mm； λ —— 擠壓比； l —— 擠制管、棒材長度， mm； n —— 每根擠制管體型材切成定尺的根數(shù)； l1 —— 擠制后管棒型材切頭切尾長 度， mm ； 11 Llln ??? ?江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 L1 —— 擠壓殘料 (壓余 )長度， mm。 3） 根據(jù)設(shè)備能力 錠坯的最大規(guī)格尺寸應(yīng)取決于設(shè)備能力。 對(duì)于擠壓機(jī)來說，錠坯的尺寸與擠壓機(jī)的能力及選定的擠壓比協(xié)調(diào)一致。設(shè)計(jì)或生產(chǎn)中通常根據(jù)合金的工藝性能、擠壓方法和設(shè)備能力等選擠壓比，再根據(jù)制品的斷面積，確定擠壓筒的內(nèi)徑與斷面積，然后考慮錠坯直徑要小于擠壓筒內(nèi)徑，既留一定的間隙值，最后確定錠坯的直徑。 在擠壓銅及銅合金管棒時(shí)間隙值為 5～ 10mm。 4） 根據(jù)制品的性能確定錠坯厚度或直徑 為保證產(chǎn)品的機(jī)械性能與內(nèi)部組織的質(zhì)量要求，錠坯應(yīng)留有足夠的變形程度，確定錠坯最小限制尺寸。 5） 根據(jù)金屬及合金的工藝性質(zhì) 由于各種金屬及合金的加工性能不同，那么所選擇的錠坯大小也不同。如鋁、銅等合金通常采用大錠，而對(duì)于一些難加工的金屬采用小錠。 6） 根據(jù)鑄造條件以及具體情況 目前采用的鑄造方法有：水平模、立模、半連續(xù)及連續(xù)鑄錠。應(yīng)視不同的情況進(jìn)行選擇，使用最廣泛的是半連續(xù)與連續(xù)鑄造法。 根據(jù)以上原則，本 管棒材 加工車間所采用的錠坯規(guī)格如表 31。 表 31 鑄錠規(guī)格表 牌號(hào) 鑄造方法 擠壓機(jī) 擠壓筒直徑 mm 規(guī)格（ D L） mm TUP 半連續(xù)鑄造法 1500t 150 φ 145*300mm BZn1520 半連續(xù)鑄造法 1500t 150 φ 145*300mm 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 HSn621 半連續(xù)鑄造法 2500t 200 φ 195*300mm QA192 半連續(xù)鑄造法 2500t 200 φ 195*300mm H62 半連續(xù)鑄造法 1500t 150 φ 145*300mm ( 2 ) 錠坯的質(zhì)量要求 錠坯質(zhì)量是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)板帶薄材與管棒型材產(chǎn)品的基礎(chǔ)，因?yàn)殍T造缺陷常常是產(chǎn)生各種各樣廢品的主要原因，有的內(nèi)部缺陷大多在加工過程中才導(dǎo)致惡化產(chǎn)品質(zhì)量及降低成品率。 擠壓用的 錠坯品質(zhì)要滿足以下要求并嚴(yán)格檢查：錠坯的化學(xué)成分及宏觀組織應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 ；尺寸及偏差應(yīng)滿足工藝的要求，以防止因厚度偏差過大而影響擠壓 過程中的品質(zhì)；嚴(yán)格檢查表面品質(zhì)，不但要求表面無缺陷，還要保證 修理合格；要求鑄錠內(nèi)部沒有縮孔、氣孔、夾雜、偏析及裂紋等缺陷。 擠壓 擠壓，就是對(duì)放在容器 (擠壓筒 )中的錠坯一端施加以壓力，使之通過?？壮尚偷囊环N壓力加工方法。用擠壓法可以生產(chǎn)空心的制品，所用的錠坯一般為實(shí)心的，在某些情況下也用空心的錠坯，這主要取決于設(shè)備結(jié)構(gòu)和金屬的性質(zhì)。擠壓時(shí)，穿孔針與?？仔纬梢画h(huán)形間隙 ，在擠壓桿壓力作用下，金屬由間隙中流出形成管材。 擠壓過程的基本參數(shù)是擠壓溫度與速度，二者有著緊密的聯(lián)系，因?yàn)閿D壓過程常采用大的變形程度，其結(jié)果將提高金屬在變形區(qū)的溫度，當(dāng)擠壓速度和流動(dòng)速度愈大時(shí)，金屬溫度升高愈明顯；因此，選擇鑄錠的加熱溫度時(shí)要考慮金屬的最大塑性范圍。遵守這一原則就可以使金屬表層在擠壓過程中不產(chǎn)生破壞；因?yàn)樵跀D壓時(shí)，變形金屬的表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，將三向壓應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)槎驂海幌蚶?；江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 其結(jié)果使金屬的塑性降低，而產(chǎn)生破壞。可見，在一定變形程度下，金屬能夠具有最大塑性時(shí) 才是最佳擠壓條件。 合理的的擠壓溫度范圍，應(yīng)該是根據(jù)金屬的塑性圖和相圖決定的，當(dāng)擠壓高溫易氧化，易粘工具的金屬與合金時(shí)，應(yīng)降低擠壓的溫度范圍。從塑性圖上確定的熱擠壓溫度，一般范圍很寬，但在實(shí)際生產(chǎn)中還必須根據(jù)其他的因素而將次范圍縮小。例如： 1.）使合金在擠壓時(shí)保證在單相區(qū)內(nèi)。也就是說，最好避免在多相區(qū)內(nèi)?；蛘咴跊]有相變的情況下進(jìn)行加工； 2.）盡可能保證流動(dòng)均勻； 3.）要考慮擠壓熱效應(yīng)的影響； 4.）減少加熱金屬的氧化損失。 根據(jù)上述的確定的熱擠壓溫度原則，本設(shè)計(jì)的擠壓溫度如下表 32。 表 32 各 產(chǎn)品擠壓溫度 合金牌號(hào) TUP BZn1520 HSn621 QA192 H62 擠壓溫/℃ 810 830 700 800 650 擠壓比一般根據(jù)生產(chǎn)工藝流程的工藝確定，其值大致控制在 10～ 100 范圍內(nèi)。 （ 1） 金屬與合金的可擠壓性 江西理工大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 確定了擠壓溫度后，隨著擠壓比的增大制品流出?？椎臏囟扰c速度均升高。為了避免產(chǎn)生制品表面的粗糙化與裂紋，應(yīng)選擇適當(dāng)擠壓比。 （ 2） 制品質(zhì)量要求 根據(jù)制品斷面上的組織與性能要求，擠壓熱加工態(tài)的制品時(shí)，擠壓比 — 般不得小于 10～ 12。擠壓用于二次擠 壓的毛料，一般不限制擠壓比的大小，只根據(jù)二次擠壓的擠壓筒規(guī)格來推算出一次擠壓的擠壓比。擠壓小斷面型材時(shí)，為了使金屬流動(dòng)較為均勻，可采用多?？讛D壓，降低擠壓比。為了獲得表面質(zhì)量好的擠制品，擠壓比一般不小于 10。 （ 3） 設(shè)備能力限制 根據(jù)擠壓力與擠壓比的對(duì)數(shù)成正比的關(guān)系，綜合考慮擠壓筒 直徑 (擠壓墊上的單位擠壓力 )和金屬材料在擠壓溫度下所需的擠壓應(yīng)力大小，使所確定的擠壓比值既能實(shí)現(xiàn)擠壓過程又不超過設(shè)備的能力。 速度 擠壓速度對(duì)擠壓過程能否順利進(jìn)行，對(duì)擠壓制品質(zhì)量均有很大影響。特別是對(duì)低塑性金屬 和塑性區(qū)間很窄的合金來說，如果擠壓速度增大，則金屬由于外摩擦引起外層產(chǎn)生附加拉應(yīng)力而使其超出塑性范圍就將引起制品表面開裂。所以擠壓速度的選擇是保證制品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。 1. 確定擠壓速度時(shí)應(yīng)考慮的原則： 1） 金屬塑性變形