Aluminium-Extrusionsverfahren
Das Extrusionsverfahren aus Aluminiumlegierungen beginnt tatsächlich mit dem Produktdesign, da das Produktdesign auf den vorgegebenen Verwendungsanforderungen basiert, die viele Endparameter des Produkts bestimmen. So wie die mechanische Verarbeitungsleistung des Produkts, die Oberflächenbehandlungsleistung und die Verwendung von Umweltanforderungen Diese Eigenschaften und Anforderungen bestimmen tatsächlich die Wahl der extrudierten Aluminiumlegierung.
Die Eigenschaften von extrudiertem Aluminium werden jedoch durch die Designform des Produkts bestimmt. Die Form des Produkts bestimmt die Form der Extrusionsdüse.
Sobald das Konstruktionsproblem gelöst ist, beginnt der praktische Extrusionsprozess mit dem Extrusionsgießen in einem Aluminiumstab. Der Aluminiumgussstab muss vor dem Extrudieren erwärmt werden, um ihn zu erweichen Krafthydraulikzylinder Druck Extrusionsstange, das vordere Ende der Extrusionsstange hat ein Druckkissen, wie erhitzte weiche Aluminiumlegierung in Dummy-Block unter starkem Druck von Form Präzisionsformen Extrusionsformen.
Dafür ist eine Form gedacht: die Form des Produkts, das für die Produktion benötigt wird.
Das Bild ist: typisches schematisches Diagramm eines horizontalen hydraulischen Extruders
Die Extrusionsrichtung ist von links nach rechts
Dies ist eine einfache Beschreibung der heute am weitesten verbreiteten Direktextrusion. Die indirekte Extrusion ist ein ähnlicher Prozess, es gibt jedoch einige sehr wichtige Unterschiede.
Beim indirekten Extrusionsprozess. Die Düse wird auf der hohlen Extrusionsstange installiert, so dass die Düse in Richtung des unbeweglichen Aluminiumstangenrohlings gedrückt wird, wodurch die Aluminiumlegierung gezwungen wird, durch die Düse in Richtung der hohlen Extrusionsstange zu extrudieren.
Tatsächlich ähnelt der Extrusionsprozess dem Auspressen der Zahnpasta. Wenn der Druck auf das geschlossene Ende der Zahnpasta ausgeübt wird, wird die zylindrische Zahnpasta durch die kreisförmige Öffnung gedrückt.
Wenn die Öffnung flach ist, kommt die zusammengedrückte Zahnpasta als Band heraus.
Natürlich können komplexe Formen auch an Öffnungen derselben Form herausgedrückt werden. Zum Beispiel verwenden Kuchenhersteller speziell geformte Röhrchen, um Eis zu pressen, um alle Arten von Rüschen herzustellen.
Während Sie mit Zahnpasta oder Eiscreme nicht viele nützliche Produkte herstellen können, können Sie Aluminium nicht mit Ihren Fingern in Tuben drücken.
Sie können jedoch eine leistungsstarke hydraulische Presse verwenden, um Aluminium aus einer bestimmten Form zu extrudieren und eine Vielzahl nützlicher Produkte in nahezu jeder Form herzustellen.
Die folgende Abbildung (links) zeigt den ersten Abschnitt des Extruders zu Beginn der Extrusion. (Recht)
Die Bar
Die Aluminiumstange ist der Rohling des Extrusionsprozesses. Der für die Extrusion verwendete Aluminiumstab kann massiv oder hohl sein, üblicherweise zylindrisch, und seine Länge wird durch das Extrusionsrohr bestimmt.
Aluminiumstäbe werden normalerweise durch Gießen oder durch Schmieden oder Pulverschmieden hergestellt. Sie werden normalerweise durch Sägen von Aluminiumlegierungsstäben mit guter Legierungszusammensetzung hergestellt.
Aluminiumlegierungen bestehen üblicherweise aus mehr als einem Metallelement. Extrudierte Aluminiumlegierungen bestehen aus Spurenelementen (normalerweise nicht mehr als 5%) (wie Kupfer, Magnesium, Silizium, Mangan oder Zink), die die Eigenschaften von reinem Aluminium verbessern und den Extrusionsprozess beeinflussen.
Die Länge des Aluminiumstabs variiert von Hersteller zu Hersteller, was durch die endgültig erforderliche Länge, das Extrusionsverhältnis, die Ausstoßlänge und die Extrusionszugabe bestimmt wird.
Standardlängen reichen im Allgemeinen von 26 Zoll (660 mm) bis 72 Zoll (1830 mm). Die Außendurchmesser reichen von 76 mm bis 838 mm, 155 mm bis 228 mm.
Direkter Extrusionsprozess
[Knüppel] [Heizofen] [Extrusionspresse mit Düse] Säge [Strecher] [Alterung über Nacht]
Das Diagramm zeigt die grundlegenden Schritte zum Extrudieren einer Aluminiumstange
Wenn die endgültige Produktform bestimmt ist, wird die geeignete Aluminiumlegierung ausgewählt, die Herstellung der Extrusionsdüse ist abgeschlossen und die Vorbereitung für den eigentlichen Extrusionsprozess ist abgeschlossen.
Dann die Aluminiumstange und das Extrusionswerkzeug vorheizen. Während des Extrusionsprozesses ist der Aluminiumstab fest, hat sich jedoch im Ofen erweicht.
Der Schmelzpunkt der Aluminiumlegierung beträgt etwa 660 ° C. Die typische Erwärmungstemperatur des Extrusionsprozesses liegt im Allgemeinen über 375 ° C und kann abhängig von den Extrusionsbedingungen des Metalls bis zu 500 ° C betragen.
Der eigentliche Extrusionsprozess beginnt, wenn der Extrusionsstab Druck auf den Aluminiumstab im Block ausübt.
Verschiedene hydraulische Pressen sind so ausgelegt, dass sie zwischen 100 und 15.000 Tonnen zusammendrücken. Dieser Extrusionsdruck bestimmt die Größe der von der Extrusionsmaschine erzeugten Extrusion.
Extrudierte Produktspezifikationen werden durch die maximale Querschnittsgröße des Produkts angegeben, manchmal auch durch den Umfangsdurchmesser des Produkts.
Wenn die Extrusion gerade erst begonnen hat, wird der Aluminiumstab der Reaktionskraft der Form ausgesetzt und wird kürzer und dicker, bis die Ausdehnung des Aluminiumstabs durch die Blockfasswand begrenzt wird;
Wenn dann der Druck weiter ansteigt, hat das weiche (immer noch feste) Metall keinen Platz zum Fließen und beginnt, aus dem Formungsloch der Form zum anderen Ende der Form gedrückt zu werden, wodurch das Profil gebildet wird.
Etwa 10% des Aluminiumstabs (einschließlich der Aluminiumstabhaut) verbleiben im Blockzylinder, das Extrusionsprodukt wird aus der Form geschnitten und das verbleibende Metall im Blockzylinder wird gereinigt und recycelt. Nachdem das Produkt die Form verlassen hat, Der nachfolgende Prozess besteht darin, dass das heiße Extrusionsprodukt abgeschreckt, bearbeitet und gealtert wird.
Wenn das erhitzte Aluminium aus der Form durch den Blockzylinder extrudiert wird, fließt das Metall in der Mitte des Aluminiumstabs schneller als die Kante. Wie der schwarze Streifen in der Abbildung zeigt, bleibt das Metall an den Kanten zurück, um als recycelt zu werden ein Überrest.
Die Extrusionsgeschwindigkeit hängt von der gepressten Legierung und der Form des Düsenauslasslochs ab. Die Verwendung einer harten Legierung zum Auspressen komplex geformter Materialien kann bis zu 1 bis 2 Fuß pro Minute dauern. Mit weichen Legierungen können einfache Formen auf 180 Fuß pro Minute oder mehr zusammengedrückt werden.
Die Länge des Extrusionsprodukts hängt von der Aluminiumstange und dem Formauslassloch ab. Eine kontinuierliche Extrusion kann ein Produkt mit einer Länge von bis zu 200 Fuß erzeugen. Die neueste Formungsextrusion, wenn das extrudierte Produkt den Extruder verlässt, wird auf den Objektträger gelegt (entspricht dem Förderband).
Je nach Legierung erfolgt die Extrusion aus dem Produktkühlmodus: unterteilt in natürliche Kühlung, Luft- oder Wasserkühlung, jedoch Abschrecken. Dies ist ein wichtiger Schritt, um die metallografische Leistung des Produkts nach dem Altern sicherzustellen. Das extrudierte Produkt wird dann in übertragen ein kaltes Bett.
Begradigen
Nach dem Abschrecken (Abkühlen) wird das extrudierte Produkt durch eine Trage oder einen Glätteisen begradigt und begradigt (das Strecken wird auch als Kaltumformung nach dem Extrudieren klassifiziert). Zuletzt wird das Produkt von der Fördereinrichtung zur Sägemaschine übertragen.
Sägen
Typisches Sägen von Endprodukten ist das Sägen eines Produkts auf eine bestimmte kommerzielle Länge. Kreissägen werden heute am häufigsten verwendet, wie Rotationsarmsägen, die lange Stücke aus extrudiertem Material vertikal schneiden.
Es gibt auch Sägen, die von der Oberseite des Profils geschnitten werden (z. B. elektrische Gehrungssäge). Ebenso nützlich ist der Sägetisch. Der Sägetisch ist mit einem Scheibensägeblatt von unten nach oben, um das Produkt zu schneiden, und dann das Sägeblatt zurück nach unten der Tabelle für den nächsten Zyklus.
Eine typische fertige Kreissäge hat einen Durchmesser von 16 bis 20 Zoll und mehr als 100 Hartmetallzähne. Große Sägeblätter werden für Extruder mit großem Durchmesser verwendet.
Die selbstschmierende Sägemaschine ist mit einem System ausgestattet, das dem Sägezahn Schmiermittel zuführt, um eine optimale Sägeeffizienz und die Oberfläche der Säge zu gewährleisten.
Eine automatische Presse hält die Abschnitte zum Sägen an Ort und Stelle und die Sägebrümmer werden zum Recycling gesammelt.
Altern:
Einige extrudierte Produkte erfordern eine Alterung, um eine optimale Festigkeit zu erreichen, daher wird sie auch als Alterung bezeichnet. Die natürliche Alterung wird bei Raumtemperatur durchgeführt. Die künstliche Alterung wird im Alterungsofen durchgeführt. Technisch wird sie als ausscheidungsintensive Phasenwärmebehandlung bezeichnet.
Wenn das Profil aus dem Extruder extrudiert wird, wird das Profil halbfest. Es wird jedoch bald fest, wenn es abgekühlt oder abgeschreckt wird (ob luftgekühlt oder wassergekühlt).
Nicht wärmebehandelte Aluminiumlegierungen (wie Aluminiumlegierungen mit Zusatz von Magnesium oder Mangan) werden durch natürliche Alterung und Kaltumformung verstärkt. Wärmebehandelbare Aluminiumlegierungen (wie Aluminiumlegierungen mit Kupfer, Zink, Magnesium + Silizium) können eine bessere Festigkeit und Härte erzielen durch Beeinflussung der Wärmebehandlung der metallografischen Legierungsstruktur.
Durch Alterung werden außerdem die Partikel der verstärkten Phase gleichmäßig getrennt, um die maximale Streckgrenze, Härte und Elastizität der Speziallegierung zu erzielen.
Ballen
Unabhängig davon, ob es sich um einen Alterungsofen oder eine Alterung bei Raumtemperatur handelt, wird das Profil nach der vollständigen Alterung auf die Oberflächenbehandlungs- oder Tiefbearbeitungswerkstatt oder die Ballen übertragen, die zum Transport zum Kunden bereit sind.
Die Leute fragen auch
Beitragszeit: 20.03.2020