感光鼓鋁合金管的尺寸精度與化學成分分析

隨著洛陽金屬絲、工藝和精密加工技術的進步，鉻管的應用越來越廣泛。感光鼓鋁合金管是傳真、復印、電子照相設備的關鍵零部件,其技術性能的優劣不僅直接影響到圖像信息傳真與復印的效果,而且影響到整臺電子通訊設備的使用壽命。傳真、復印設備為了輸出高清晰度的圖像,不僅要求感光鼓鋁合金管的尺寸精度高,而且要求其材質中非金屬夾雜物、金屬間化合物、氫含量等控制在一個很低的范圍,否則,將嚴重干擾感光鼓的成像。據統計,一臺復印機按正常工作,每年約需消耗8～10個感光鼓,所以,感光鼓鋁合金管具有很大的市場容量。傳統工藝生產的鋁合金管,通常存在著雜質含量高、尺寸精度低等問題,難以用作傳真機、復印機的感光鼓。因此,改進生產工藝并在鋁合金管生產過程中強化工藝控制,生產出質量高、成本低的感光鼓鋁合金管,應當成為鋁加工行業的一項重要任務。1感光鼓鋁管的技術標準表1、表2列出了一些常見型號的感光鼓鋁合金管的尺寸精度與化學成分。2產品質量制定工藝路線時,必須充分考慮在多規格、小批量情況下以經濟的辦法使產品達到所要求的質量指標,產品的材質好、尺寸精度高、光潔度優良,而且生產周期短、成品率高。感光鼓鋁合金管生產工藝流程為:配料→熔鑄→鋁錠均勻化→鑄錠車皮→鑄錠加熱→擠壓→拉伸→矯直→鋸切→檢驗→精車(旋壓)→檢驗→鍍膜(光導材料)→檢驗包裝。主要工序分析如下。2.1熔塑工藝2.1.1光鼓鋁合金管配料是鋁合金熔鑄生產的第一道工序。由于感光鼓鋁合金管屬于特殊用途的產品,所以爐料應當選用品位高、配比較大的新金屬材料,如鋁錠、Al-Ti-B絲等可選用進口的金屬原料。2.1.2續生產同一受內部碳洗爐每熔次倒爐后,使用鋼釬、鏟等工具將熔池表面黏附的爐渣清除干凈,防止熔體被非金屬夾渣污染。連續生產同一牌號合金,通常每生產5個熔次后即大清爐一次。當在同一臺熔煉爐進行合金轉換時,必須使用純鋁錠洗爐,洗爐料不得少于爐子容量的50%,洗爐溫度為800℃～850℃,當到達洗爐溫度后,應徹底攪拌熔體,攪拌次數3～5次,每次10min。熔體出爐不允許有剩料,要進行大清爐。2.1.3精密度要求精煉過程應用無鈉精煉劑和N2+3%Cl2或Ar+3%Cl2的已脫水處理的惰性混合氣體,惰性氣體的質量分數必須在99.996%以上,露點應達到200℃以下,以減少H2與Na、K、S等低熔點雜質對金屬組織產生不良影響。熔煉溫度溫度低時夾雜物很難和熔體分離,溫度高又增加了熔體的吸氣量,所以,精煉溫度宜控制在730℃～750℃之間。為了保證合金成分的均勻性,防止鐵相的偏析,熔煉過程可使用電磁攪拌。2.1.4混合氣體運行使用旋轉噴頭的精煉除氣工藝,將Ar與Cl2的混合氣體通入轉子轉軸內部,混合氣體即被旋轉的葉輪攪拌打碎成無數的小氣泡,這些小氣泡與H2具有很強的親和力,從而將熔體內的H2吸收帶走。2.1.5陶瓷過濾系統過濾是去除鋁熔體中非金屬夾雜物有效的技術手段。采用有18根充滿過濾介質的陶瓷過濾管作為過濾系統,當金屬液體由管的外部進入管內,再通過過濾介質過濾后流出,由于濾管有較大的表面積且金屬流速較低,從而將非金屬夾雜物從熔體內過濾出來。2.1.6鑄錠均化社會工藝將鑄錠在高溫下進行長時間加熱,消除晶內偏析,消除鑄錠中的不平衡共晶組織,獲得更均勻的金相組織。鑄錠均勻化處理,使Mg2Si強化相均勻固溶,減少擠壓力,增加塑性,使制品獲得優良的表面質量。同時,為鑄錠擠壓前的工頻感應加熱,使鑄錠頭、尾兩端形成溫度梯度,為等溫等速擠壓工藝的實現創造條件。6063鋁合金的均勻化工藝制度為575℃7h,3003鋁合金的為630℃6h。感光鼓鋁合金管的熔鑄工藝參數見表3。2.1.7顆粒及h含量(1)金相組織中尺寸在5μm以上的高溫相顆粒不大于5%。(2)除H2率達50%～70%,H2含量不大于0.15mL/(100gAl)。(3)晶粒度穩定在一級狀態。2.2壓延工藝2.2.1空心錠類加固鑄錠表面使用專用機床進行車皮(鏜孔),清除鑄錠表面的拉痕、偏析瘤、冷隔、夾渣等冶金缺陷。擠壓使用空心錠時需對鑄錠進行鏜孔。在鑄錠車皮(鏜孔)過程中應確保錠坯:(1)錠坯偏心度小于0.5mm。(2)錠坯內外表面光潔度達到Ra12.5μm以上。(3)錠坯端面垂直度不大于2mm。2.2.2鑄造桶加熱使用工頻感應加熱爐對鑄錠加熱,使鑄錠頭、尾端存在溫度梯度,以實現等溫等速擠壓。2.2.3壓力感光鼓鋁合金管擠壓采用空心錠-擠壓針擠壓法或實心錠-組合模擠壓法兩種方法生產。(1)空心軸壓法使用雙動等溫等速擠壓機,采用固定針或隨動針潤滑擠壓,在擠壓過程中,應保證擠壓速度穩定。(2)模具結構的設計采用組合模擠壓管坯,擠壓時盡量做到擠壓速度穩定。為了提高焊合質量,消除焊合線對感光鼓鋁合金管的不良影響,在模具的設計過程中,應充分考慮使模腔結構具有較高的靜壓力,這種靜壓力是保證所辟開的各股金屬流能夠很好焊合的必要條件。2.2.4鋁合金管的使用注意事項(1)為了防止擠壓時金屬流動不均勻,制品產生壁厚不均、彎曲、扭擰等缺陷,擠壓前必須認真校核擠壓筒、擠壓桿、模具的同軸度,同軸度要求在1.0mm以內。(2)擠壓前應把擠壓針、模具、擠壓墊等工具預先在專用的加熱爐中加熱,工具加熱溫度不低于350℃。鑄錠和工具使用加熱爐加熱時應嚴格測溫與控溫。(3)擠壓針的潤滑應均勻。為了避免鋁合金管表面產生起皮、成層等缺陷,嚴禁潤滑擠壓筒與擠壓墊。發現制品起皮時,及時使用清筒墊清理擠壓筒。(4)為了保證擠出管材的直線度,可使用與管材外形一致的導路裝置,導路尺寸每邊應比管材大1mm～3mm。(5)為了提高焊合質量,鑄錠表面不能有油污、灰土等臟物。每次擠壓前,必須把模具模腔內的殘留金屬清除干凈。(6)為了獲得高質量的鋁合金管,在操作過程中,對制品應輕拿輕放并使用專用的料框放置與保護,防止制品碰劃傷。鋁合金管擠壓工藝參數見表4。2.3延長工藝2.3.1鋸切根據工藝或客戶的要求鋸切成規定長度,用于帶芯頭拉伸的管材毛料,為了便于裝進芯頭,應將帶有扁頭的另一個端頭切去。2.3.2空拉減徑或整徑管路毛料6063和3003合金屬于塑性較好的軟合金。擠壓后僅需空拉減徑或整徑的管材毛料,通常不需要退火。但擠壓后如硬度值偏高或者拉伸延伸系數大于1.5的管材毛料,應在空拉減徑或整徑前先進行低溫退火。2.3.3打頭臺為了使管材毛料順利穿入拉伸模孔進行拉伸,使用旋鍛碾頭機對管材打頭。經過打頭的拉伸夾頭應呈瓶口形狀,以利拉伸變形的質量控制。2.3.4毛料空拉整徑工藝拉伸是決定管材尺寸精度的關鍵工序,必須嚴格控制拉伸過程的拉伸速度、變形量、模角大小、芯頭長度、潤滑油狀況、管徑與壁厚的比值等工藝參數嚴格。管材毛料空拉整徑工藝見表5。所采用的拉伸模材質為YG8,定徑區長度為15mm,壓縮區長度為11mm。拉伸機的拉伸力30kN,拉伸速度為10m/min～12m/min。2.4精車工藝為了確保感光鼓鋁合金管顯影轉印的質量,必須對管材表面實施精車加工。管材表面精車加工后,表面粗糙度應達到Ra0.8μm以下。2.4.1車刀前角和車刀后角(1)使用車速為900m/min～1400m/min。(2)車刀前角25°,車刀后角8°(或者再大一些)。(3)進刀量0.05mm～0.25mm。(4)對鋁合金管進行車削加工時,為了使切削熱迅速散失,應使用流動性好、黏性低的水溶性油類冷卻潤滑劑。2.4.2注意事項在精車過程中,管材表面不允許有劃傷、拉痕和渣點等缺陷。否則,將影響感光鼓鋁合金管顯影轉印的質量。2.5質量檢驗在感光鼓鋁合金管生產加工等過程中,使用嚴格的質量檢驗方法,對半成品、最終成品的幾何尺寸、表面質量等指標進行檢驗,確保制造出廠的產品質量滿足規定的質量要求(見表6)。3過程因素對感光鼓鋁合金管組織性能的影響(1)熔鑄工藝是確保感光鼓鋁合金管質量的關鍵。必須嚴格控制鋁合