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如何提高鋁型材成品率減少鋁材廢料

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如何提高鋁型材成品率減少鋁材廢料

2023-07-21 06:52:28
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  大家知道在鋁型材生產(chǎn)中,利潤(rùn)=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(dòng)成本。固定成本如,廠租、機(jī)器折舊等。是固定的。而變動(dòng)成本是有很大的彈性空間的。

  在鋁型材銷售價(jià)格不變的情況下,鋁型材成本越高,利潤(rùn)越低。目前原材料價(jià)格上漲、工人工資不斷提高,人民幣升值、能源價(jià)格上漲、稅費(fèi)負(fù)擔(dān)加重等惡劣環(huán)境下,同行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)已進(jìn)入“白熱化”的今天。成本控制精細(xì)化的時(shí)代已經(jīng)來了。

成本控制是企業(yè)經(jīng)營(yíng)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(yùn)用一切可以降低成本的手段和途徑,全員參與,從細(xì)節(jié)做起,從減少浪費(fèi)開始,精細(xì)地實(shí)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(jìn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)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(jià)值鏈為向?qū)В瑢⒊杀究刂品譃樵O(shè)計(jì)成本、采購(gòu)成本、制造成本、銷售成本和服務(wù)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?wù)労翁岣呱a(chǎn)成品率從而降低生產(chǎn)成本。

  通過數(shù)據(jù)分析和實(shí)踐證明,提高鋁合金型材成品率是降低生產(chǎn)成本最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(gè)百分點(diǎn),鋁材每噸生產(chǎn)費(fèi)用將降低25—30元,而這降低的部分就是企業(yè)的純利潤(rùn)。提高擠壓的成品率,產(chǎn)要任務(wù)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(jìn)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(shù)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(shí)制品兩端的夾頭、定尺料因不夠定尺長(zhǎng)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(shí)消耗的鋁錠等。

  技術(shù)廢品是鋁合金型材生產(chǎn)過程中因工藝不合理、設(shè)備出現(xiàn)問題,工人操作不當(dāng)時(shí)產(chǎn)生的認(rèn)為廢品。它和幾何廢品不同,通過技術(shù)改進(jìn)、加強(qiáng)管理,可以有效的克服和杜絕技術(shù)廢品的產(chǎn)生。技術(shù)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(xué)性能不合格廢品:強(qiáng)度、硬度太低,不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):或塑性太低,沒有充分軟化不符合技術(shù)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(jìn)行計(jì)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(shè)備的好壞、鑄錠品質(zhì)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、品種規(guī)格的變換頻率、工藝技術(shù)的先進(jìn)程度、企業(yè)管理水平和操作工人的素質(zhì)等因素有關(guān)。

提高鋁合金型材的成品率的關(guān)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(shè)法使其降到最低。技術(shù)廢品是人為因素,可以逐項(xiàng)分析加以消除,也可以使其降到最低水平。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

  1) 幾何廢料的組成及所占比率,見表3-6-3

  幾何廢料所占的比例表

  將工藝廢料所占比例加起來可知,幾何廢料的潛力很大。

  減少幾何廢品的措施

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

現(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)采用了長(zhǎng)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(duì)鑄長(zhǎng)控制更加靈活精確,大大提高了成品率。但很多的企業(yè)在使用長(zhǎng)棒熱剪爐后,忽略了對(duì)鑄長(zhǎng)的計(jì)算,而直接交此項(xiàng)工作交給操作工去控制。而操作工往往是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先下一條棒,觀察出材長(zhǎng)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(zhǔn)確的長(zhǎng)度。在這個(gè)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(shí),由工藝控制部門計(jì)算出鑄錠的長(zhǎng)度,多次上機(jī)的模具生產(chǎn)時(shí),根據(jù)模具卡上記錄的上一次生產(chǎn)棒長(zhǎng),略加約5--10MM,在出材時(shí)觀察出材長(zhǎng)度。如有差異進(jìn)行微調(diào)。這樣第二棒就很精確了。有資料說明,使用長(zhǎng)棒熱剪可以提高4個(gè)百分點(diǎn)的成品率,在實(shí)際生產(chǎn)中提高2—3個(gè)百分點(diǎn)是完全可行的。

另外在選擇定尺個(gè)數(shù)或制品長(zhǎng)度時(shí),在保證擠壓機(jī)能順利擠壓的前提下。冷床長(zhǎng)度又足構(gòu)長(zhǎng)時(shí),盡可能增加定尺個(gè)數(shù)或制品長(zhǎng)度,也即可能選擇較長(zhǎng)的鑄錠。這也是降低工藝幾何廢料的百分?jǐn)?shù)和提高成品率的有效方法。

  從技術(shù)層面提高成品率的措施

  提高模具設(shè)計(jì)、制造水平,減少試模次數(shù),是提高成品率的重要技術(shù)措施。一般沒此試模都耗費(fèi)1—3支鑄錠,使成品率降低0.5—1%,由于模具的設(shè)計(jì),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(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失,而且由于反復(fù)試模,會(huì)延長(zhǎng)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(jī)生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。采用模擬設(shè)計(jì)軟件,有限元分析,設(shè)計(jì)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(dòng)加工中心里面完成,整個(gè)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(jī)合格率在90%以上。可以提高成品率2--6%。

  適當(dāng)加大鋁材擠壓系數(shù)提高成品率

  各個(gè)鋁材廠均有一系列的機(jī)臺(tái),各廠根據(jù)產(chǎn)品的擠壓比,冷床長(zhǎng)度、制品的外截圓,擠壓筒長(zhǎng)度直徑,來確定產(chǎn)品放在相應(yīng)的機(jī)臺(tái)上生產(chǎn)。實(shí)踐證明,同樣規(guī)格的制品,放在不同噸位的擠壓機(jī)上生產(chǎn),由于擠壓系數(shù)的不同,對(duì)制品組織性能和生產(chǎn)效率有很大影響,其成品率也會(huì)產(chǎn)生差異。擠壓機(jī)噸位較大時(shí),擠壓系數(shù)較大,成品率較高,而擠壓費(fèi)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(xì)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(diǎn)等缺陷。較小的夾渣可以通過模具工作帶的狹縫排出,但會(huì)造成型材表面梨痕,造成一定長(zhǎng)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,引起塞模或制品開裂,更換模具,這將嚴(yán)重影響成品率。拉伸矯直時(shí)使用相應(yīng)墊具,減少頭尾料的切除長(zhǎng)度

  型材在拉伸矯直時(shí),很多企業(yè)沒有設(shè)計(jì)相應(yīng)墊具,特別是一些大懸壁型材及空心型材。導(dǎo)致型材頭尾變形量過大,而在成品鋸切時(shí),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(shè)計(jì)時(shí)盡量減少墊具的規(guī)格,增加墊具的通用性。對(duì)于懸壁較長(zhǎng)又有封閉截面的型材,矯直時(shí)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(zhǎng)度方向的變形量。夾具必須有專人設(shè)計(jì),專人管理,并指導(dǎo)工人使用。

  同時(shí)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(jiǎng)懲機(jī)制。

  加強(qiáng)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(shí)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(shí)顯示出,支重,鑄長(zhǎng)、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(shí)現(xiàn)了電腦化數(shù)據(jù)管理,但在實(shí)際運(yùn)用中還有很長(zhǎng)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(duì)二者作一定改造。使擠壓筒不退時(shí),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。可根據(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(shù)廢料

  影響技術(shù)廢料的擠壓工藝有很多方面,它涵蓋了整個(gè)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(yùn)裝卸、時(shí)效熱處理等。除了制定先進(jìn)、科學(xué)的生產(chǎn)工藝外,還要正確嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程、提高工人的熟練程度和責(zé)任心。

  盡量減少每班生產(chǎn)的品種,最好只安排3—5個(gè)品種每班,提高單套模具一次上機(jī)生產(chǎn)量。上機(jī)品種越多帶走的模具鋁越多,成品率越低。

  模具對(duì)成品率的影響主要有兩個(gè)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(shè)計(jì)及制作水平。

生產(chǎn)模具要精心維修、合理氮化、及時(shí)保養(yǎng)。保證每次上機(jī)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(dǎo)致3—4個(gè)品種上機(jī)生產(chǎn)失敗,成品率至少會(huì)降低一個(gè)百分點(diǎn)。

  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(diǎn)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(qiáng)度。

擠壓溫度、擠壓速度及冷卻三者,對(duì)制品組織,力學(xué)性能、表面質(zhì)量有很大影響,也會(huì)影響成品率。此外三者會(huì)影響制品的長(zhǎng)度,鑄棒溫度高,擠出速度快、冷卻速度低時(shí),會(huì)使制品擠出后的長(zhǎng)度增加,增長(zhǎng)率可達(dá)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(shù)廢品。擠壓后續(xù)工序的轉(zhuǎn)運(yùn),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(duì)于某些制品適合多空擠壓時(shí),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(shù)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%。

  鋁型材擠壓速度對(duì)成品的影響

擠壓速度是擠壓工藝中一個(gè)重要的工藝參數(shù),它關(guān)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(gè)溫度,而擠壓速度是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)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(yīng)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(duì)鋁型材的影響,如表面質(zhì)量,成型度等。

  熟悉擠壓設(shè)備控制擠壓速度的能力。有的擠壓機(jī)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(dāng)給定一個(gè)擠壓速度后,有的擠壓機(jī)開始可以按這個(gè)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(huì)越來越快,有時(shí)會(huì)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(shè)備狀態(tài),才能恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整、控制擠壓速度。

了解不同的模具對(duì)擠壓速度產(chǎn)生的影響。一般來說平模(實(shí)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(shè)計(jì)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(guān)系,只有使用模具設(shè)計(jì)的某一擠壓速度為最好,速度太快或太慢都易產(chǎn)生扭擰,開收口現(xiàn)象。

  通過加強(qiáng)首檢和制程檢驗(yàn)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,主要靠試模后第一支棒由主機(jī)手在出料時(shí)檢查和質(zhì)檢員在拉伸后檢查把關(guān)來杜絕這類廢品的產(chǎn)生。一般壁厚公差要從負(fù)公差開始控制,因?yàn)殡S著制品的陸續(xù)生產(chǎn),由于模具的逐漸磨損,制品壁厚會(huì)逐漸變厚。對(duì)于大懸壁的型材,在拉伸矯直時(shí)要認(rèn)真對(duì)照?qǐng)D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(jī)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(tái)上未發(fā)現(xiàn)制品有擦劃傷,到成品鋸切時(shí)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(yùn)輸皮帶、撥料器等某些部位有堅(jiān)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(gè)工序都必須把好質(zhì)量關(guān),做到自檢、互檢、專檢相結(jié)合,才能有效的將技術(shù)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(xiàng)重要的技術(shù)管理措施,對(duì)高經(jīng)濟(jì)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(xì)致的工作過程,不僅技術(shù)工藝方面要到位,管理方面也要扎實(shí)到位,做到實(shí)處。我國(guó)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(gè)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(gè)企業(yè)技術(shù)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(shí)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(dāng)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(xì)節(jié)問題。

掛料桿與導(dǎo)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(dòng),如稍有松動(dòng),就應(yīng)及時(shí)緊固。另受腐蝕,掛料桿會(huì)變小,需及時(shí)更換,因?yàn)槠鋵?dǎo)電面積變小了,容易引起發(fā)熱,同時(shí)要綁緊,防止型材掉入槽中引起碰極,短路損壞電源。

  同時(shí)掉入槽中的型材需及時(shí)清理出來,如堿洗槽里落入一根型材,就會(huì)很快腐蝕,實(shí)驗(yàn)證明,其耗堿量相當(dāng)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(huì)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(xì)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(rèn)真緊固每根型材;對(duì)返工料氧化前緊料時(shí),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(dǎo)電。

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

  氧化結(jié)束斷電后及時(shí)吊起,停留在氧化槽內(nèi)數(shù)分鐘會(huì)影響封孔,也會(huì)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(kuò)孔原因使著色較深,易出現(xiàn)兩頭色差。

  著色槽前后四個(gè)水洗槽要保持每個(gè)槽的pH值相對(duì)穩(wěn)定,正常四個(gè)水洗槽的pH值控制如下:

  氧化后第一道水洗槽pH值:0.8~1.5

  氧化后第二道水洗槽pH值:2.5~3.5

  著色后第一道水洗槽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(shí)即開啟一定量的溢流水,停產(chǎn)時(shí)及時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥門,不應(yīng)整槽排水、加水,在氧化后第一個(gè)水洗槽內(nèi)停留數(shù)分鐘,則著色速度加快,而在第二個(gè)水洗槽內(nèi)停留則會(huì)使著色減慢。

  對(duì)生產(chǎn)淺色仿鋼料,一般采用先過著色、后退至標(biāo)準(zhǔn)色板法進(jìn)行著色。因?yàn)榉落摿仙畹闹珪r(shí)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(shí)間,且統(tǒng)一退色也利于底色一致,對(duì)仿鋼料退色和補(bǔ)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第一道水洗槽內(nèi)吊起后不要停空時(shí)間太長(zhǎng),不然型材表面會(huì)出現(xiàn)色帶、色澤不均勻和瀉水端白頭等現(xiàn)象,應(yīng)稍作對(duì)色后及時(shí)進(jìn)行下道水洗,準(zhǔn)確對(duì)色應(yīng)在第二道水洗后進(jìn)行。一般來說對(duì)仿鋼料,如對(duì)比樣板色偏紅,則說明著色時(shí)間不夠應(yīng)再補(bǔ)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第一道水洗槽內(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(shí)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(shí)間5~10分鐘。

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