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=銷售額減去生產(chǎn)成本。鋁型材總成本分為固定成本和變動成本。固定成本如，廠租、機器折舊等。是固定的。而變動成本是有很大的彈性空間的。

在鋁型材銷售價格不變的情況下，鋁型材成本越高，利潤越低。目前原材料價格上漲、工人工資不斷提高，人民幣升值、能源價格上漲、稅費負擔加重等惡劣環(huán)境下，同行業(yè)競爭已進入“白熱化”的今天。成本控制精細化的時代已經(jīng)來了。

成本控制是企業(yè)經(jīng)營管理的要害和核心。只有不斷發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié),挖掘內(nèi)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(jié)做起，從減少浪費開始，精細地實施鋁型材成本控制,才能有效地拓寬企業(yè)生存的空間，改進企業(yè)經(jīng)營管理狀態(tài),使企業(yè)持續(xù)發(fā)展，并立于不敗之地。

鋁型材成本控制是以價值鏈為向?qū)?，將成本控制分為設計成本、采購成本、制造成本、銷售成本和服務成本。由于成本控制牽涉面廣、內(nèi)容多。本人就從生產(chǎn)制造的角度談談何提高生產(chǎn)成品率從而降低生產(chǎn)成本。

通過數(shù)據(jù)分析和實踐證明，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，以擠壓車間為例，成品率每提高一個百分點，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，我們將擠壓廢品進行了歸納：

鋁合金擠壓型材的廢品分為兩大類：幾何廢品和技術廢品。幾何廢品是鋁合金型材在擠壓過程中不可避免產(chǎn)生的廢品。如擠壓的殘料、拉伸時制品兩端的夾頭、定尺料因不夠定尺長度而拋棄的料，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消耗的鋁錠等。

技術廢品是鋁合金型材生產(chǎn)過程中因工藝不合理、設備出現(xiàn)問題，工人操作不當時產(chǎn)生的認為廢品。它和幾何廢品不同，通過技術改進、加強管理，可以有效的克服和杜絕技術廢品的產(chǎn)生。技術廢品可分為：

組織廢品：過燒、粗晶環(huán)、粗大晶粒、縮尾、夾渣等。

力學性能不合格廢品：強度、硬度太低，不符合國家標準：或塑性太低，沒有充分軟化不符合技術要求。

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、橫向焊合線、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，通常是以車間為單位進行計算。熔鑄工序（熔鑄車間）、擠壓工序（擠壓工序）、氧化著色工序（氧化車間）、噴粉工序（噴涂車間）。它的定義是：車間合格產(chǎn)出量均與車間原料（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(jié)構、品種規(guī)格的變換頻率、工藝技術的先進程度、企業(yè)管理水平和操作工人的素質(zhì)等因素有關。

提高鋁合金型材的成品率的關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

正確選擇鑄錠長度是減少工藝廢品的主要措施。鑄錠長度不是先擠壓后再計算，而是要先計算后再擠壓。

現(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)采用了長棒熱剪鋁棒加熱爐，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)在使用長棒熱剪爐后，忽略了對鑄長的計算，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(jù)經(jīng)驗先下一條棒，觀察出材長度，如果差異大，繼續(xù)調(diào)整，通常需要3棒左右才能得到準確的長度。在這個過程中，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，由工藝控制部門計算出鑄錠的長度，多次上機的模具生產(chǎn)時，根據(jù)模具卡上記錄的上一次生產(chǎn)棒長，略加約5--10MM，在出材時觀察出材長度。如有差異進行微調(diào)。這樣第二棒就很準確了。有資料說明，使用長棒熱剪可以提高4個百分點的成品率，在實際生產(chǎn)中提高2—3個百分點是完全可行的。

另外在選擇定尺個數(shù)或制品長度時，在保證擠壓機能順利擠壓的前提下。冷床長度又足構長時，盡可能增加定尺個數(shù)或制品長度，也即可能選擇較長的鑄錠。這也是降低工藝幾何廢料的百分數(shù)和提高成品率的有效方法。

從技術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(shù)，是提高成品率的重要技術措施。一般沒此試模都耗費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，無形中使成品率降低2--5%,這不僅會造成經(jīng)濟損失，而且由于反復試模，會延長生產(chǎn)周期。

現(xiàn)代模具提出零試模概念，即模具制造出來以后，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。也可以通過電腦模擬試模。模腔加工在自動加工中心里面完成，整個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?--6%。

適當加大鋁材擠壓系數(shù)提高成品率

各個鋁材廠均有一系列的機臺，各廠根據(jù)產(chǎn)品的擠壓比，冷床長度、制品的外截圓，擠壓筒長度直徑，來確定產(chǎn)品放在相應的機臺上生產(chǎn)。實踐證明，同樣規(guī)格的制品，放在不同噸位的擠壓機上生產(chǎn)，由于擠壓系數(shù)的不同，對制品組織性能和生產(chǎn)效率有很大影響，其成品率也會產(chǎn)生差異。擠壓機噸位較大時，擠壓系數(shù)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(nèi)在質(zhì)量。而且可以減少制品表面氣泡，氣孔、劃傷、開裂、麻點等缺陷。較小的夾渣可以通過模具工作帶的狹縫排出，但會造成型材表面梨痕，造成一定長度的的廢料。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_裂，更換模具，這將嚴重影響成品率。拉伸矯直時使用相應墊具，減少頭尾料的切除長度

型材在拉伸矯直時，很多企業(yè)沒有設計相應墊具，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大，而在成品鋸切時，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，設計時盡量減少墊具的規(guī)格，增加墊具的通用性。對于懸壁較長又有封閉截面的型材，矯直時在封閉腔內(nèi)塞入墊具還要在懸壁部分放支撐架。從而減少長度方向的變形量。夾具必須有專人設計，專人管理，并指導工人使用。

同時為防止工人因嫌麻煩而不愿意使用墊具的現(xiàn)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顯示出，支重，鑄長、數(shù)量為下一次生產(chǎn)提供可靠依據(jù)。

現(xiàn)在很多的企業(yè)也實現(xiàn)了電腦化數(shù)據(jù)管理，但在實際運用中還有很長的路要走。

使用無壓余擠壓減少幾何廢料

固定墊無壓余擠壓，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，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?jù)質(zhì)量要求和訂貨數(shù)量來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，減少技術廢料

影響技術廢料的擠壓工藝有很多方面，它涵蓋了整個擠壓生產(chǎn)過程。主要包括：鑄錠質(zhì)量，工藝溫度、擠壓速度、擠壓工具、模具、轉(zhuǎn)運裝卸、時效熱處理等。除了制定先進、科學的生產(chǎn)工藝外，還要正確嚴格執(zhí)行操作規(guī)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方面：新模試模和生產(chǎn)模具的使用

試模次數(shù)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、及時保養(yǎng)。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個品種上機生產(chǎn)失敗，成品率至少會降低一個百分點。

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(xiàn)象。定期清理擠壓筒內(nèi)壁的殘鋁，檢查內(nèi)孔壁有無損傷，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，力學性能、表面質(zhì)量有很大影響，也會影響成品率。此外三者會影響制品的長度，鑄棒溫度高，擠出速度快、冷卻速度低時，會使制品擠出后的長度增加，增長率可達0.5%—1%，也就影響了型材的線密度，所以穩(wěn)定的工藝可以提高成品率。

完善擠壓后續(xù)工序，避免造成技術廢品。擠壓后續(xù)工序的轉(zhuǎn)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，盡可能采用多孔擠壓，不僅可以減少擠壓系數(shù)，降低及壓力，而且可以提高成品率。在技術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重要的工藝參數(shù)，它關系到產(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溫度，而擠壓速度是一個經(jīng)驗性很強的工藝參數(shù)。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，有的兩者都沒有。當給定一個擠壓速度后，有的擠壓機開始可以按這個速度擠壓，隨著擠壓筒內(nèi)的坯料的逐漸減少，擠壓力降低，制品的流出速度會越來越快，有時會使制品的后產(chǎn)生裂紋。因此就要即使地調(diào)整擠壓速度。只有了解設備狀態(tài)，才能恰當?shù)恼{(diào)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。一般來說平模（實心型材）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，或有開口的半空心型材，與模具有很大的關系，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，開收口現(xiàn)象。

通過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、開口或收口等，主要靠試模后靠前支棒由主機手在出料時檢查和質(zhì)檢員在拉伸后檢查把關來杜絕這類廢品的產(chǎn)生。一般壁厚公差要從負公差開始控制，因為隨著制品的陸續(xù)生產(chǎn)，由于模具的逐漸磨損，制品壁厚會逐漸變厚。對于大懸壁的型材，在拉伸矯直時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(xiàn)。需要通過主機手、質(zhì)檢員、拉伸成品鋸切工序，互相檢查，共同監(jiān)督將表面存在的廢品調(diào)出。

如質(zhì)檢員在出料臺上未發(fā)現(xiàn)制品有擦劃傷，到成品鋸切時發(fā)現(xiàn)制品有劃傷現(xiàn)象，就要從冷床的轉(zhuǎn)化過程中檢查，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、全過程的管理，每個工序都必須把好質(zhì)量關，做到自檢、互檢、專檢相結(jié)合，才能有效的將技術廢品消滅在萌芽狀態(tài)。人為的控制和提高成品率。

通過以上措施可以使幾何廢料減少，可見減少幾何廢品是企業(yè)一項重要的技術管理措施，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)全面細致的工作過程，不僅技術工藝方面要到位，管理方面也要扎實到位，做到實處。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持續(xù)的過程，提高成品率和提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量是緊密相連的。是一個企業(yè)技術和管理水平的綜合體現(xiàn)。

提高氧化著色鋁材成品率

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(jù)生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)，返工型材成本是不返工型材成本的3倍，而且還無法保證型材的表面質(zhì)量。當然氧化產(chǎn)品的質(zhì)量是從熔鑄車間開始的，由于篇幅限制，下面就淺談一下氧化生產(chǎn)過程中注意的一些細節(jié)問題。

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，如稍有松動，就應及時緊固。另受腐蝕，掛料桿會變小，需及時更換，因為其導電面積變小了，容易引起發(fā)熱，同時要綁緊，防止型材掉入槽中引起碰極，短路損壞電源。

同時掉入槽中的型材需及時清理出來，如堿洗槽里落入一根型材，就會很快腐蝕，實驗證明，其耗堿量相當于堿洗50—100根型材的耗堿量。落入著色槽或封孔槽內(nèi)，由于腐蝕作用，槽內(nèi)會積累大量的鋁離子，影響槽液的使用壽命。

綁料用的鋁絲采用兩種規(guī)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(guī)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，要先用老虎鉗拍打型材端部使其移位后才緊料，使接觸處無膜，保證良好導電。

型材料掛放入氧化槽和著色槽導電座上時要注意好對中，不然易出現(xiàn)陰陽面色差。

氧化結(jié)束斷電后及時吊起，停留在氧化槽內(nèi)數(shù)分鐘會影響封孔，也會使著色速度加快；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色較深，易出現(xiàn)兩頭色差。

著色槽前后四個水洗槽要保持每個槽的pH值相對穩(wěn)定，正常四個水洗槽的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

著色后靠前道水洗槽pH值：1.5~2.5

著色后第二道水洗槽pH值：3.5~5.0

一般情況下，生產(chǎn)時即開啟一定量的溢流水，停產(chǎn)時及時關閉進水閥門，不應整槽排水、加水，在氧化后靠前個水洗槽內(nèi)停留數(shù)分鐘，則著色速度加快，而在第二個水洗槽內(nèi)停留則會使著色減慢。

對生產(chǎn)淺色仿鋼料，一般采用先過著色、后退至標準色板法進行著色。因為仿鋼料色差的著色時間控制范圍很小（只有2~3秒），而采用退色法則可有10~15秒的控色時間，且統(tǒng)一退色也利于底色一致，對仿鋼料退色和補色都使色調(diào)趨于發(fā)青，而一次性著色則趨于發(fā)紅。

型材料掛從著色槽和著色后靠前道水洗槽內(nèi)吊起后不要?？諘r間太長，不然型材表面會出現(xiàn)色帶、色澤不均勻和瀉水端白頭等現(xiàn)象，應稍作對色后及時進行下道水洗，準確對色應在第二道水洗后進行。一般來說對仿鋼料，如對比樣板色偏紅，則說明著色時間不夠應再補色；如色偏黃則已過著色，可根據(jù)色深程度選擇在著色槽還是著色后靠前道水洗槽內(nèi)退色修正。

著色槽內(nèi)藥品加入方法：硫酸亞錫和硫酸鎳一定要用槽液溶解，而著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，濃硫酸直接倒入著色槽。

電泳前熱水洗的溫度、時間及水質(zhì)一定要保證，氧化膜孔內(nèi)如殘余SO42-沒有洗凈，則電泳、烘烤后易出現(xiàn)發(fā)黃和漆膜不透明現(xiàn)象。一般情況下熱水溫度控制60~70℃，熱水洗時間5~10分鐘。