鋁型材擠壓模具煮模煲模工藝研究實(shí)驗(yàn)

1 媒介

鋁擠壓模具是鋁材臨盆 進(jìn)程 中的關(guān)頭部件，當(dāng)鋁擠壓機(jī)臺(tái)利用 后卸下模具，存在必然 量的廢鋁梗塞 在鋁型材模具孔中，影響鋁擠模具的返修和再次利用 。煲模工序是將鋁擠壓模具用起重機(jī)吊入裝有氫氧化鈉溶液的堿槽內(nèi)，待粘附在模具孔中的廢鋁部份 消融 后，把模具清洗清潔 并敲出廢鋁，再將清算 后的模具進(jìn)行返修或從頭投入利用 。鋁擠壓模具的煲模進(jìn)程 中會(huì)發(fā)生 含堿、含鋁的廢液。

2 煲模近況

鋁擠壓模具煲模工序是將模具淹沒 到氫氧化鈉溶液中，氫氧化鈉溶液會(huì)把鋁合金消融 ，是以 ，使模具變得清潔 ，便于再次利用 。可是氫氧化鈉溶液里會(huì)很快富集消融 的鋁，在繼續(xù)消融 更多鋁時(shí)，其消融 能力下落 直至完全損失 ，是以 氫氧化鈉溶液必需 頻仍 地進(jìn)行改換 [1]。

煲模進(jìn)程 中，模具孔中的廢鋁在氫氧化鈉溶液中發(fā)生以下化學(xué)回響反映 ：

去失落 鋁的天然 氧化膜：Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O(g)↑（水蒸氣）

消融 鋁：2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2 +3H2↑

溶液分化 ：NaAlO2+2H2O==Al(OH)3↓+NaOH

在現(xiàn)實(shí) 臨盆 中，煲模工序的氫氧化鈉質(zhì)量濃度約為200g/L～300g/L（質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為16.7%～23.1%），煲模溫度峰值可到達(dá) 100℃，煲模時(shí)候 視模具的具體情況而定（模具種類、模具年夜 小、模具是不是 急用等）。煲模工人在平常 臨盆 操作中，首要 存在以下幾點(diǎn)問題：（1）無組織無打算地添加氫氧化鈉，氫氧化鈉損耗量年夜 ；（2）憑仗 經(jīng)驗(yàn)改換氫氧化鈉溶液，虛耗 嚴(yán)重；（3）為圖省事，耽誤 煲模時(shí)候 。

年產(chǎn)量20萬噸鋁材企業(yè)，煲模工序中損耗氫氧化鈉約2000噸，發(fā)生 含堿、含鋁的煲模廢液約8000噸。煲模工序損耗年夜 量的氫氧化鈉，處置年夜 量的煲模廢液還需損耗年夜 量的酸液。

3 實(shí)驗(yàn) 探討

憑據(jù) 對(duì)煲模工序現(xiàn)實(shí) 臨盆 情況的不雅 察和領(lǐng)會(huì)，連系 煲模工序所發(fā)生的化學(xué)回響反映 ，對(duì)煲模效力 影響較年夜 的身分 首要 有煲模時(shí)候 、氫氧化鈉濃度和煲模溫度。是以 ，首要 從這三點(diǎn)身分 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) ，并探討 煲模廢液中各物資 濃度的轉(zhuǎn)變 情況。

3.1 回響反映 時(shí)候 對(duì)消融 鋁金屬的影響

取7支圓柱狀小鋁棒（直徑D=21mm，長(zhǎng)度L=100mm），重量為92.3±0.1g，配備7份500mL氫氧化鈉質(zhì)量濃度均為300g/L的氫氧化鈉溶液。將鋁棒別離置于氫氧化鈉溶液中，別離放置1、2、3、4、5、6、12小時(shí)。到達(dá)目的 時(shí)候 后，測(cè)定溶液的總堿濃度、游離氫氧化鈉濃度、鋁離子濃度和溶液溫度。掏出 鋁棒，用濾紙輕擦清潔 后，稱取鋁棒重量。

實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象具體以下 ：（1）鋁棒皮相有氣泡冒出，氣泡早期 逐步 增添 ，一段時(shí)候 后逐步 削減 ；（2）溶液回響反映 放出熱量，溶液早期 逐步 升溫至沸騰，一段時(shí)候 后住手 沸騰；（3）溶液色彩 由白色逐步 變成 灰色，跟著 回響反映 時(shí)候 的增添 ，溶液色彩 加深并變得加倍 混濁；（4）溶液的液位逐步 下落 ；（5）溶液底部生成灰黑色沉淀物，并逐步 增添 。

實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)如表1所示：

注：7支鋁棒的初始重量順次 為92.25g、92.33g、92.20g、92.28g、92.35g、92.31g、92.32g，平均重量為92.29g。

圖1 煮模煲?；仨懛从?時(shí)候 對(duì)溶液中各物資 濃度的影響

由圖1可知，跟著 回響反映 時(shí)候 的增添 ，總堿濃度不息增添 。這是由于 鋁與氫氧化鈉溶液回響反映 生成偏鋁酸鈉，偏鋁酸根發(fā)生水解：AlO2-+2H2O Al(OH)3+OH-，使得溶液呈強(qiáng)堿性，加上溶液中含有未損耗的氫氧化鈉，所以總堿濃度不息增添 。跟著 回響反映 時(shí)候 的增添 ，游離氫氧化鈉濃度逐步 削減 ，鋁離子濃度逐步 增添 ，當(dāng)回響反映 約3小時(shí)后，游離氫氧化鈉濃度和鋁離子濃度的轉(zhuǎn)變 趨于安穩(wěn) 。這是由于 跟著 回響反映 時(shí)候 的增添 ，氫氧化鈉溶液里富集消融 的鋁愈來愈 多，鋁離子濃度上升，再繼續(xù)消融 更多鋁時(shí)，氫氧化鈉溶液的消融 能力逐步 下落 ，所以游離氫氧化鈉濃度和鋁離子濃度轉(zhuǎn)變 的速度逐步 下落 。

圖2 回響反映 時(shí)候 對(duì)溶液溫度和鋁棒削減 重量的影響

由圖2可知，當(dāng)鋁棒與氫氧化鈉溶液接觸后，溶液溫度上升。這是由于 氫氧化鈉溶于水是放熱的物理回響反映 ，鋁與氫氧化鈉溶液回響反映 是放熱的化學(xué)回響反映 ，使得溶液溫度上升至沸騰，然后溫度逐步 下落 。跟著 回響反映 時(shí)候 的增添 ，鋁棒重量逐步 削減 ，當(dāng)回響反映 約3小時(shí)后，鋁棒重量的轉(zhuǎn)變 趨于安穩(wěn) 。這是由于 跟著 回響反映 時(shí)候 的增添 ，氫氧化鈉溶液的消融 能力逐步 下落 ，所以鋁棒與氫氧化鈉溶液回響反映 的速度逐步 下落 。

連系 圖1圖2闡明，回響反映 起頭約3小時(shí)內(nèi)，鋁棒與氫氧化鈉溶液回響反映 的速度較快；回響反映 約3小時(shí)后，鋁棒與氫氧化鈉溶液回響反映 的速度較慢，與回響反映 起頭約3小時(shí)內(nèi)鋁棒與氫氧化鈉溶液回響反映 的速度比較 ，下落 幅度顯著。連系 現(xiàn)實(shí) 臨盆 情況斟酌 ，煲模時(shí)候 節(jié)制 在3小時(shí)閣下 ，煲模效力 較高，耽誤 煲模時(shí)候 對(duì)廢鋁的消融 結(jié)果 不顯著。

3.2 氫氧化鈉濃度對(duì)消融 鋁金屬的影響

取5支圓柱狀小鋁棒（直徑D=21mm，長(zhǎng)度L=100mm），重量為92.3±0.1g，配備5份500mL氫氧化鈉質(zhì)量濃度順次 為210g/L、240g/L、270g/L、300g/L、330g/L的氫氧化鈉溶液，取5支鋁棒別離置于氫氧化鈉溶液中，立即用記號(hào)筆在燒杯壁上的液面高度處作標(biāo)識(shí)表記標(biāo)幟。每距離 1小時(shí)，掏出 鋁棒，用濾紙輕擦清潔 后，稱取鋁棒重量。然后將鋁棒從頭置于氫氧化鈉溶液中，插手室溫的自來水至標(biāo)識(shí)表記標(biāo)幟處。

鋁棒重量如表2所示：

圖3 氫氧化鈉濃度對(duì)鋁棒削減 重量的影響

由圖3可知，氫氧化鈉濃度越高，鋁棒重量的削減 速度越快。由回響反映 時(shí)候 對(duì)消融 鋁金屬的影響可知，回響反映 時(shí)候 節(jié)制 在3小時(shí)閣下 ，消融 鋁金屬的效力 較高。當(dāng)回響反映 時(shí)候 為3小時(shí)的時(shí)辰，上述濃度為210g/L、240g/L、270g/L、300g/L、330g/L的5支鋁棒削減 重量順次 為26.84g、37.82g、42.19g、49.91g、53.63g。取相鄰濃度的回響反映 3小時(shí)的鋁棒削減 重量相減，取絕對(duì)值，順次 為：10.98g、4.37g、7.72g、3.72g。當(dāng)回響反映 時(shí)候 為3小時(shí)的時(shí)辰，240g/L濃度的氫氧化鈉溶液的鋁棒削減 重量，比較 210g/L濃度的氫氧化鈉溶液的鋁棒削減 重量晉升較年夜 （10.98g），是以 ，建議采取 濃度≥240g/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行消融 鋁金屬；當(dāng)回響反映 時(shí)候 為3小時(shí)的時(shí)辰，330g/L濃度的氫氧化鈉溶液的鋁棒削減 重量，比較 300g/L濃度的氫氧化鈉溶液的鋁棒削減 重量晉升較?。?.72g），是以 ，建議采取 濃度≤300g/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行消融 鋁金屬。現(xiàn)實(shí) 臨盆 中，權(quán)衡 廢鋁的消融 速度與臨盆 本錢 ，建議采取 質(zhì)量濃度為240g/L～300g/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行煲模。

3.3 回響反映 溫度對(duì)消融 鋁金屬的影響

取2支圓柱狀小鋁棒（直徑D=21mm，長(zhǎng)度L=100mm），重量為92.3±0.1g，配備2份500mL氫氧化鈉質(zhì)量濃度別離為150g/L、300g/L的氫氧化鈉溶液，將燒杯置于恒溫水浴加熱裝配 中，設(shè)定溫度為90℃。取2支鋁棒別離置于氫氧化鈉溶液中，立即用記號(hào)筆在燒杯壁上的液面高度處作標(biāo)識(shí)表記標(biāo)幟。每距離 1小時(shí)，掏出 鋁棒，用濾紙輕擦清潔 后，稱取鋁棒重量。然后將鋁棒從頭置于氫氧化鈉溶液中，插手室溫的自來水至標(biāo)識(shí)表記標(biāo)幟處。

鋁棒重量如表3所示：

圖4 回響反映 溫度對(duì)鋁棒削減 重量的影響

由圖4可知，提高氫氧化鈉溶液的溫度，鋁棒重量的削減 速度顯著加速 。低濃度的氫氧化鈉溶液升溫后，其鋁棒重量的削減 速度可以在必然 水平 上，到達(dá) 高濃度的氫氧化鈉溶液室溫下鋁棒重量的削減 速度。鋁棒重量的削減 速度加速 的同時(shí)，水份 蒸發(fā)速度也加速 。現(xiàn)實(shí) 臨盆 中，可對(duì)煲模堿槽進(jìn)行恰當(dāng) 加熱，同時(shí)要注重實(shí)時(shí) 補(bǔ)水體，避免氫氧化鈉溶液液位低于模具，從而影響煲模效力 。增補(bǔ) 水體時(shí)，應(yīng)綜合斟酌 本錢 ，盡量 補(bǔ)加其它工序臨盆 時(shí)發(fā)生 的高溫水體，能進(jìn)一步加速 廢鋁的消融 速度。

4 結(jié)語

本文介紹了鋁擠壓模具煲模工序的近況 ，針對(duì)煲模損耗年夜 量氫氧化鈉的情況，進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 闡明和比較 ，探討可以或許 提高效力 和勤儉 本錢 的方案。

（1）煲模進(jìn)行一段時(shí)候 后，氫氧化鈉溶液里富集消融 的鋁愈來愈 多，再繼續(xù)消融 更多鋁時(shí)，氫氧化鈉溶液的消融 能力逐步 下落 。煲模時(shí)候 節(jié)制 在3小時(shí)閣下 ，煲模效力 較高，耽誤 煲模時(shí)候 對(duì)廢鋁的消融 結(jié)果 不顯著。

（2）氫氧化鈉濃度越高，煲模速度越快。權(quán)衡 廢鋁的消融 速度與鋁型材臨盆 本錢 ，建議采取 質(zhì)量濃度為240g/L～300g/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行煲模。

（3）升溫有益 于提高煲模速度，可是水份 蒸發(fā)速度也加速 ?？蓪?duì)煲模堿槽進(jìn)行恰當(dāng) 加熱，同時(shí)要注重實(shí)時(shí) 補(bǔ)水體。增補(bǔ) 水體時(shí)，應(yīng)綜合斟酌 本錢 ，盡量 補(bǔ)加其它工序臨盆 時(shí)發(fā)生 的高溫水體。

（4）公道 節(jié)流氫氧化鈉的利用 量，提高煲模的效力 ，削減 煲模廢液的發(fā)生 ，將會(huì)給鋁型材企業(yè)帶來巨年夜 的經(jīng)濟(jì)效益和情況 效益。