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建筑用铝模板的生产工艺及应用

2022-05-13 09:27:17

1、铝合金模板的发展与优势

1.1 市场和应用

目前,铝合金模板代替传统模板得到了广泛地应用,并以其重量轻、强度高,板幅面大,拼缝少的特点有效保证了施工质量。虽然铝合金模板的前期投入相对较高,但是却能够有效缩短施工周期,提高施工质量,减少二次施工所带来的不必要麻烦。同时,由于铝模的设计具有标准化和规格多样化的特点,使它能够适应任何位置的安装和施工,并让建设工程的标准化程度得到了有效的保障和提升。在经济效益方面,铝合金模板与传统模板相比前期投入较多,之所以受到了普遍的欢迎,原因是木模等传统模板虽然在前期投入较少,但是后期投入很多,从整体上看采用铝模的效益较高。同时,由于铝合金是环保建筑材料,有很高的回收率和回收价值,残值回收率可达到原材料价格的百分之80以上。另外,铝合金模板可以被多次重复利用,节约了投资成本。也就是说,使用铝合金模板,除了较高的前期投入外,后期投入基本为零,这也是其经济效益突出的原因所在。

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1.2 传统模板与铝模板的比较

目前国内的建筑模板较为传统的主要有以下几种:

1)zui传统的木模板,比较常见的是杨木模板和松木模板,这种模板相对而言比较轻,成本略低,但是耐用度不算太好,而且重复利用率非常的低。

2)钢模板,顾名思义是钢质的,强度非常大,但是重量过重,重复利用好,成本特别高。

塑料模板,不怕水,成本较低,耐用,但是强度不够。

较以上三种传统模板相比,铝模板和重复使用远远早过前三种常见的模板,强度大而且重量轻,也不生锈,适合南方和一些潮的地方。zui主要是铝模板拼装完毕后能一次浇筑,如果是同样的楼层,像一个小区那样重复的楼样,使用铝模板,工期和价格的优势很明显。而且拼缝很精细,成墙很漂亮,后期的装修也很方便。

相对传统模板铝合金模板具有以下几个优势:

1)施工周期短:铝合金建筑模板系统为快拆模系统,一套模板正常施工可达到四、五天一层,大大节约承建单位的管理成本(目前澳门在建的项目-TN27公屋施工可达三天一层。

2)重复使用次数多,平均使用成本低:铝合金建筑铝模板系统采用整体挤压形成的铝合金型材做原材(6063-T6或6061-T6),一套模板规范施工可翻转使用300-500次以上,平均使用成本低。

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3)施工方便、效率高:铝合金建筑模板系统组装简单、方便,平均重量30KG/m2,完全由人工拼装,不需要任何机械设备的协助(工人施工通常只需要一把扳手或小铁锤,方便快捷),熟练的安装工人每人每天可安装20-30平方米(与木模对比:铝模安装工人只需要木模安装工人的70-80%,而且不需要技术工人,只需安装前对施工人员进行简单的培训即可)。

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4)稳定性好、承载力高:铝合金建筑模板系统全部部位都采用铝合金板组装而成,系统拼装完成后,形成一个整体框架,稳定性十分好;承载力可达到每平方米60KN。

5)应用范围广:铝合金建筑模板适合墙体、水平楼板、柱子、梁、楼梯、窗台、飘板等位置的使用。

6)拆模后混凝土表面效果:铝合金建筑模板拆模后,混凝土表面质量平整光洁,基本上可达到饰面及清水混凝土的要求,无需进行批荡,可节省批荡费用。

7)现场无施工垃圾:铝合金建筑模板系统全部配件均可重复使用,施工拆模后,现场无任何垃圾,施工环境安.全、干净、整洁。

8)标准、通用性强:铝合金建筑模板规格多,可根据项目采用不同规格板材拼装;使用过的模板改建新的建筑物时,只需更换20-30%左右的非标准板,可降低费用。

9)回收价值高:铝合金建筑模板报废后,当废料处理残值高,均摊成本优势明显(每平方米的回收价大概在400元左右)。

10)低碳减排:铝合金建筑模板系统所有材料均为可再生材料,符合国家对建筑项目节能、环保、低碳、减排的规定。很多发达国家都已经规定建筑项目不准在使用木模板,需使用可再生材料的模板。

11)支撑系统方便:传统施工方法中楼板、平台等模板施工技术普遍采用满堂支架,费工费料。而铝模板支模现场的支撑杆相对少(采用独立支撑间距1200mm一支),操作空间大,人员通行、材料搬运畅通,现场易管理。

2、生产工艺探讨

2.1 模具设计要考虑的问题

模具的设计必.须满足刚度、强度的计算要求,以达到减少模具在受压时的弹性变形量。在确定工作带时,工作带的长短、空刀形式、模颈及焊合室形式等,都要考虑参数选择zui佳值。模具的导流孔、分流孔等系数的选择,在允许范围内尽量选较大值,达到减小压力的目的。铝模板一般采用6061等硬合金生产,使生产技术难度增.大,挤压生产时经常会出现出料拖烂、压不动、出料太慢等情况,因此模具的设计在生产过程中起到很大的关键作用。

2.2 模具设计

导流孔、分流孔设计

设计模具时导流孔、分流孔位置要均匀分布,这样型材各部才能吸收同量的金属。导流孔、分流孔大小与型材面积成正比例关系,在不影响模具强度、型材表面质量情况下,尽量把导流孔、分流孔做到zui大,当挤压时金属流入焊合室,导流孔、分流孔越大,桥位面积受力就越小,金属流从桥位移开使阻力减少而出料速度就会增.大,但不影响模具强度。所以入料孔小、桥位大的模具不一定就会比入料孔大的模具强度好。

桥位设计

桥位是模具组织的重要部份,它是模具的支撑桥梁,设计模具桥位时必.须要考虑它对模具有足够的支撑力。为了满足模具的支撑强度,一般桥位角度设计在18~25℃之间,角度太大会增加金属流与桥位的摩擦力,使金属流的流动减慢,角度越小金属越容易于焊合,出料速度随之增快。同时设计桥位角度交接处时尽量圆滑过度,避免或减少造成焊合死角。

焊合室设计

焊合室不宜过深,焊合室过深会增加焊合室内金属体积,焊合室内体积增加时焊合流程也加长,挤压压力随之会升高。

工作带设计

模具工作带抛光要仔细,保证平面度,垂直度,不能出现龟背或凹凸不平,合理计算工作带长度,均匀金属流量。

2.3 挤压工艺

工艺流程:       

铝棒加热(440-460℃)

模具加热(420-460℃,3-6h)  →挤压(出口温度530-570℃)→喷雾风冷淬火→取盛锭筒加热(410-420℃)

板自检→(200℃以下)→拉伸矫直(70℃以下,拉伸率≤百分之1.5)→定尺锯切 →装筐(检查)→时效→硬度检验→去包装(或氧化、喷涂)。

2.3.1 铝棒加热

对6061合金,必.须加热到500℃以上,Mg和Si才能完全固溶,挤压前铸锭在440℃以上,由于挤压变形热的作用使温度上升,通过模孔时金属温度达530-570℃,达到固溶处理状态,因此,铝棒挤压前必.须要加热到440~460℃之间。

2.3.2 模具加热

模具上机前加热时温度规定:平模410-440℃,分流模430-460℃;模具在炉内加热时间不允许超过10h,时间过长,模孔工作带容易产生点腐蚀点。

2.3.3 挤压

挤压过程中必.须认真控制挤压速度。挤压速度对变形热效应、变形均匀性、再结晶和固溶过程、制品力学性能及制品表面质量均有重要影响。为了提高生产效率,根据多年生产探讨和经验累积,目前我们主要的挤压方式都遵循“低温高速”生产工艺,也就是说,铝棒温度与挤压速度成反比,铝棒温度高、挤压速度就适当减慢,铝棒温度低、挤压速度就适当加快,通过这种调整模式,把挤压生产调到zui佳状态为准。通常情况下,上模生产到第三支棒时就可以降温加速,平模铝棒温度降至保持在390~410℃为zui佳;分流模铝棒温度降至保持在410~430℃为zui佳。

2.3.4 在线淬火

淬火是为了将在高温下固溶于基体金属中的Mg2Si在出模后经快速冷却到室温而被保留下来。6061含Mg2Si百分之0.6-0.9,从500度左右降至204度临界冷却温度范围,zui小冷却速度不小于180℃/min,可用水冷,6061合金的铝模板硬度要求在≥15HW,其大断面淬火冷却,推荐为549℃/min。挤压在线淬火,冷却速度应以能确保过饱和固溶体被凝结下来为原则,对可进行矫直的产品,其淬火引起的翘曲度以可矫正为限。

2.3.5 时效

6061合金的铝模板型材,其力学性能一般要求抗拉强度在:265(σь)MPa左右,维氏硬度要≥15HW。因此时效温度一般为180-200℃,时间5-6h;有时为了提高其强度性能,亦可采用(170-180)℃×(6-8)h的工艺。


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