1.前言

在現代建筑中，隨著科學技術的發展，新型材料的應用，人民對建筑的實用性，美觀性要求越來越高，傳統的屋頂排水系統已不能滿足房屋設計師和使用者的要求。鋁合金型材具有強度高，質量輕、耐老化、抗腐蝕性能強等性能，研發生產鋁合金大型建筑頂部排水系統具有廣泛的發展前景和利用空間。

2.產品介紹

我公司緊跟時代步伐，時時了解建材行業的動態。根據市場的需求，結合鋁合金型材的性能，設計研發生產了鋁合金大型建筑頂部排水系統，被機場航站樓、體育館、商場等大型建筑物廣泛采用，收到了良好的效果。
該型材設計具有氣水分離，滿管虹吸排水和溢流自然排水、防止雨水過大造成排放不及和泄漏現象，可成功將頂部雨水完全排放之功能。

具體見鋁型材圖片（圖1-6）及裝配效果圖（圖7-9）：

圖1 主基座                                圖2 次基座

圖3 次基座脊                                圖4 全壓蓋

圖5 全壓脊蓋                                  圖6 底座

圖7 主基座裝配圖                            圖8 次基座裝配圖

圖9 主基座裝配圖  

型材中主基座、次基座、次基座脊、全壓蓋脊在我公司中型擠壓機——4500T擠壓機上生產；全壓蓋在我公司中型擠壓機——2600T擠壓機上生產。

3.生產過程控制

3.1 鋁型材的尺寸偏差要求

我公司生產的鋁合金大型建筑頂部排水型材，合金牌號為6063，所有尺寸偏差執行GB/T 14846—2008的超高精級要求。

3.1.1 鋁型材的壁厚尺寸允許偏差

公稱壁厚在為3.8㎜，外接圓直徑在100～300㎜、300～500㎜之間。根據鋁型材的不同，H尺寸的不同，選用相應的標準進行生產。

表1 Ⅰ類（軟合金）型材的壁厚尺寸允許偏差（超高精級）

表2 Ⅰ類（軟合金）型材的非壁厚尺寸（H）允許偏差（超高精級）的規定 

3.1.2 橫截面的角度、平面間隙、彎曲度、扭擰度的質量要求

表3 虹吸排水型材橫截面角度、平面間隙、彎曲度、扭擰度的質量要求

3.2 型材的表面質量要求

外觀質量要求表面整潔，不允許有裂紋，起皮，腐蝕和氣泡等缺陷存在。

3.3 鋁型材的生產過程控制

在初期生產過程中型材出現周期性鋸齒、扭擰和波浪等現象。針對以上出現的質量問題，經公司生產總經理和總工程師指導，結合技術團隊，專題研討做出以下方案來生產。

3.3.1 優化模具設計，保證工模具維修品質。

模具對實現整個擠壓過程起著十分重要的意義，是保證產品成型，具有正確形狀，尺寸和精度的基本工具。

在設計模具時，盡量使各部分受力均勻，要避免尖角、凹角和壁厚差懸殊，以免產生過大的應力集中，引起熱處理變形、開裂和使用過程中脆性破裂。

模具鋼材選用耐高溫，具有高強度、高韌性、高耐磨、高抗疲勞度，包括淬透性良好的鋼材，并做好模具熱處理來保證模具韌性和屈服強度。

模具維修增加導流和阻流，合理設計分流孔和橋部結構來調節金屬的流量。

3.3.2 設備、裝置的調整

擠壓桿、擠壓筒、模座三點中心位對中，嚴禁中心位不對中進行生產。我公司在以下情況下會對擠壓機的中心位進行調整：

① 每擠壓一定時間后；

② 對擠壓機相關設備檢修之后；

③ 擠壓機升溫前與升溫后。會對加熱前與加熱后的中心位進行對比，查看是否偏移以及偏移的程。，

在調整中心位時，將所調整的數據記錄存檔、分析，以提高一次調整成功的合格率，減少時間及人力、物力的浪費。

3.3.3 鑄錠均勻化處理

6063合金鑄錠進行高溫均勻化處理，目的是消除或減少晶內偏析，提高材料熱變形和冷變形的能力，改善制品的力學性能，消除凝固時產生的內應力，使鑄錠具有較大的化學和組織均一性。
均質工藝為560℃±10℃保溫4小時。出爐后快速冷卻至室溫。

3.3.4 溫度和速度調節

生產方式為高溫低速擠壓，鋁棒采用工頻感應爐加熱來實現每條棒梯度加熱。從棒前端到棒后端的溫度逐漸降低，前端與后端的溫度相差50℃。擠壓筒的實際溫度控制在430—450℃，模具的實際溫度控制在470—490℃。為了保證出料口溫度控制在520℃--550℃，擠壓的出料速度控制在10—15米/分鐘。

擠壓生產過程中，及時對鋁棒以及擠壓機出口溫度進行測量，合理地選擠壓速度，確保工藝菜蔬在所要求的范圍內。并根據機臺不同留有合適的壓余量，保證了型材的內在質量。

3.3.5 擠壓型材的牽引

生產時使用先進的直線式雙頭牽引機牽引。工作時牽引車上鉗口咬著型材前端，并保持與型材一定的拉力，且自動地與擠壓機的擠出速度實現同步，把型材從模腔中平直地引出，免得各擠壓型材的長度參差不齊，防止型材懸掛、扭曲，從而提高型材的成材率和表面質量；以一定的張力牽引型材，使型材在張力下冷卻，減少變形，使多根擠壓時金屬流動均勻，單根型材擠壓時幫助使模具定徑帶處金屬流動慢的部位加快，整個截面上金屬流動均勻。保證了型材的力學性能均勻，表面質量良好。

3.3.6 拉伸矯直

拉伸率控制在1%—1.5%。選用操作熟練的員工作為前拉伸手，能使其根據鋁型材的不同而進行適當的拉力和距離的調整。拉伸時，在型材腔體中填充墊塊。根據型材橫截面積的不同，設計專用的墊塊，防止型材在拉伸時由于受力不均而造成的型材頭尾彎曲、開口尺寸變化等缺陷，確保了型材的力學性能穩定。

3.3.7 時效工藝控制

時效處理時要求爐內溫度均勻。我公司采用先進的爐溫跟蹤設備進行爐溫的檢測，并將此檢測作為常規檢測項目。定期對時效爐的顯示溫度進行校準，確保爐內各部分溫度的準確性、統一性，使時效爐內溫差控制在±3℃。然后進行人工時效，將溫度控制在200℃±5℃保溫2小時，來提高其強度性能。同時對員工進行培訓，避免出現由于趕時間而提前出爐造成時效不夠的現象，確保時效工藝穩定、準確、順利地進行。

4. 結束語

本文介紹了鋁合金大型虹吸排水型材生產過程控制，從模具的設計、工裝具的調整、擠壓的溫度和速度控制、型材的拉伸矯直、時效控制等幾個方面詳細闡述了虹吸排水型材的生產關鍵控制因素。在執行以上工藝后，我公司成功做出大規格鋁合金虹吸排水型材并裝配合格，客戶使用滿意度較高。

隨著高精度鋁型材的不斷研發， 我公司在生產過程中，會繼續確保持設備運轉穩定，先進生產工藝和人員操作標準化相結合，質量檢驗不放松，生產出更多質量合格穩定、客戶滿意的產品。