Aluminium extrusieproces
Het extrusieproces van aluminiumlegeringen begint eigenlijk met het productontwerp, omdat het productontwerp is gebaseerd op de gegeven gebruiksvereisten, die veel uiteindelijke parameters van het product bepalen, zoals de mechanische verwerkingsprestaties van het product, de prestaties van de oppervlaktebehandeling en het gebruik van milieuvereisten bepalen deze eigenschappen en vereisten feitelijk de keuze van een geëxtrudeerde aluminiumlegering.
De eigenschappen van geëxtrudeerd aluminium worden echter bepaald door de ontwerpvorm van het product, de vorm van het product bepaalt de vorm van de extrusiematrijs.
Zodra het ontwerpprobleem is opgelost, begint het praktische extrusieproces met extrusie gegoten in aluminium staaf, aluminium gietstaaf moet vóór extrusie worden verwarmd om het te verzachten, de verwarmende goede aluminium gietstaven worden binnen in de extrudercilinder geplaatst en vervolgens door hoog Krachtige hydraulische cilinder duwen extrusiestaaf, het voorste uiteinde van de extrusiestaaf heeft een drukkussen, zoals een verwarmde zachte aluminiumlegering in een dummy-blok onder sterke druk van matrijs precisie gieten extrusiegieten.
Dit is waar een mal voor is: de vorm van het product dat nodig is voor productie.
De afbeelding is: typisch schematisch diagram van de horizontale hydraulische extruder
De extrusierichting is van links naar rechts
Dit is een eenvoudige beschrijving van de meest gebruikte directe extrusie van vandaag. Indirecte extrusie is een soortgelijk proces, maar er zijn enkele zeer belangrijke verschillen.
Bij het indirecte extrusieproces wordt de matrijs op de holle extrusiestaaf geïnstalleerd, zodat de matrijs naar de onbeweegbare aluminium staafvorm wordt gedrukt, waardoor de aluminiumlegering door de matrijs naar de holle extrusiestaaf wordt gedwongen te extruderen.
In feite is het extrusieproces vergelijkbaar met het uitknijpen van de tandpasta. Wanneer de druk wordt uitgeoefend op het gesloten uiteinde van de tandpasta, wordt de cilindrische tandpasta door de ronde opening geperst.
Als de opening plat is, komt de uitgeknepen tandpasta er als een lint uit.
Complexe vormen kunnen natuurlijk ook uit openingen met dezelfde vorm worden geperst. Zo gebruiken cakemakers speciaal gevormde buizen om ijs uit te persen om er allerlei franjes van te maken.
Hoewel je met tandpasta of ijs niet veel nuttige producten kunt maken, kun je aluminium niet met je vingers in tubes persen.
Maar u kunt een krachtige hydraulische pers gebruiken om aluminium uit een bepaalde vorm van een mal te extruderen om een breed scala aan nuttige producten van bijna elke vorm te produceren.
De onderstaande afbeelding (links) toont het eerste deel van de extruder aan het begin van de extrusie. (Rechtsaf)
De bar
De aluminium staaf is de blanco van het extrusieproces. De aluminium staaf die voor extrusie wordt gebruikt, kan massief of hol zijn, meestal cilindrisch, en de lengte wordt bepaald door de extrusiebuis.
Aluminiumstaven worden meestal gevormd door gieten, of door smeden of poedersmeedwerk. Het wordt meestal gemaakt door staven van aluminiumlegering te zagen met een goede legeringssamenstelling.
Aluminiumlegeringen bestaan meestal uit meer dan één metalen element. Geëxtrudeerde aluminiumlegeringen bestaan uit sporenelementen (meestal niet meer dan 5%) (zoals koper, magnesium, silicium, mangaan of zink) die de eigenschappen van zuiver aluminium verbeteren en het extrusieproces beïnvloeden.
De lengte van de aluminium staaf varieert van fabrikant tot fabrikant en wordt bepaald door de uiteindelijk vereiste lengte, extrusieverhouding, uitblaaslengte en extrusietoeslag.
Standaardlengtes variëren over het algemeen van 26 inch (660 mm) tot 72 inch (1830 mm). Buitendiameters variëren van 3 inch (76 mm) tot 33 inch (838 mm), 6 inch (155 mm) tot 9 inch (228 mm).
Direct extrusieproces
[knuppel] [verwarmingsoven] [extrusiepers met matrijs] zaag [strecher] [veroudering overnacht]
Het diagram illustreert de basisstappen van het extruderen van een aluminium staaf
Wanneer de vorm van het uiteindelijke product is bepaald, wordt de juiste aluminiumlegering geselecteerd, is de fabricage van de extrusiematrijs voltooid en is de voorbereiding voor het eigenlijke extrusieproces voltooid.
Verwarm vervolgens de aluminium staaf en het extrusiegereedschap voor. Tijdens het extrusieproces is de aluminium staaf stevig, maar is deze in de oven zacht geworden.
Het smeltpunt van een aluminiumlegering is ongeveer 660 ℃. De typische verwarmingstemperatuur van het extrusieproces is over het algemeen hoger dan 375 ℃ en kan oplopen tot 500 ℃, afhankelijk van de extrusietoestand van het metaal.
Het eigenlijke extrusieproces begint wanneer de extrusiestaaf druk begint uit te oefenen op de aluminium staaf in de staaf.
Verschillende hydraulische persen zijn ontworpen om overal van 100 ton tot 15.000 ton te persen. Deze extrusiedruk bepaalt de grootte van de extrusie die door de extrusiemachine wordt geproduceerd.
Geëxtrudeerde productspecificaties worden aangegeven door de maximale doorsnedegrootte van het product, soms ook door de omtreksdiameter van het product.
Wanneer de extrusie net is begonnen, wordt de aluminium staaf onderworpen aan de reactiekracht van de vorm en wordt deze korter en dikker, totdat de uitzetting van de aluminium staaf wordt beperkt door de wand van de staafcilinder;
Vervolgens, terwijl de druk blijft toenemen, heeft het zachte (nog steeds vaste) metaal geen plaats om te stromen en begint het uit het vormgat van de mal naar het andere uiteinde van de mal te worden geperst, waardoor het profiel wordt gevormd.
Ongeveer 10% van de aluminium staaf (inclusief de huid van de aluminium staaf) blijft achter in de staafcilinder, het extrusieproduct wordt uit de mal gesneden en het resterende metaal in de staafcilinder wordt gereinigd en gerecycled. het daaropvolgende proces is dat het hete extrusieproduct wordt afgeschrikt, machinaal bewerkt en verouderd.
Wanneer het verwarmde aluminium uit de mal door de staafcilinder wordt geëxtrudeerd, stroomt het metaal in het midden van de aluminium staaf sneller dan de rand. Zoals de zwarte streep in de afbeelding laat zien, wordt het metaal rond de randen achtergelaten om te worden gerecycled als een overblijfsel.
De extrusiesnelheid hangt af van de legering die wordt geperst en de vorm van het uitlaatgat van de matrijs. Het gebruik van een harde legering om complexe gevormde materialen te persen kan zo langzaam zijn als 1-2 voet per minuut. Met zachte legeringen kunnen eenvoudige vormen worden geperst tot 180 voet per minuut of meer.
De lengte van het extrusieproduct is afhankelijk van de aluminium staaf en het uitlaatgat van de matrijs. Een continue extrusie kan een product tot 60 meter lang produceren. De nieuwste vormextrusie, wanneer het geëxtrudeerde product de extruder verlaat, wordt op de slede geplaatst (gelijk aan de transportband);
Volgens de verschillende legeringen, de extrusie uit de productkoelmodus: verdeeld in natuurlijke koeling, lucht- of waterkoeling maar blussen. Dit is een belangrijke stap om de metallografische prestaties van het product na veroudering te waarborgen. Het geëxtrudeerde product wordt vervolgens overgebracht naar een koud bed.
Rechtzetten
Na het afschrikken (afkoelen) wordt het geëxtrudeerde product rechtgetrokken en rechtgetrokken door een brancard of stijltang (strekken wordt na extrusie ook geclassificeerd als koud bewerken). Ten slotte wordt het product door de transportinrichting naar de zaagmachine overgebracht.
Zagen
Typisch zagen van afgewerkte producten is het zagen van een product tot een specifieke commerciële lengte. Cirkelzagen worden tegenwoordig het meest gebruikt, zoals cirkelzagen die lange stukken geëxtrudeerd materiaal verticaal zagen.
Er zijn ook zagen gezaagd vanaf de bovenkant van het profiel (zoals elektrische verstekzaag) Ook handige zaagtafel, zaagtafel is met een schijfzaagblad van onder naar boven om het product te zagen, en dan het zaagblad weer naar beneden van de tafel voor de volgende cyclus.
Een typische voltooide cirkelzaag heeft een diameter van 16-20 inch en heeft meer dan 100 hardmetalen tanden. Grote zaagbladen worden gebruikt voor extruders met een grote diameter.
De zelfsmerende zaagmachine is uitgerust met een systeem dat smeermiddel aan de zaagtand levert om een optimale zaagefficiëntie en het oppervlak van de zaag te garanderen.
Een automatische pers houdt de secties op hun plaats om te zagen en het zaagafval wordt verzameld voor recycling.
Veroudering:
Sommige geëxtrudeerde producten vereisen veroudering om een optimale sterkte te bereiken, daarom wordt het ook veroudering genoemd. Natuurlijke veroudering wordt uitgevoerd bij kamertemperatuur. Kunstmatige veroudering wordt uitgevoerd in de verouderingsoven. Technisch wordt dit een warmtebehandeling van de neerslagintensieve fase genoemd.
Wanneer het profiel uit de extruder wordt geëxtrudeerd, wordt het profiel halfvast, maar wordt het al snel vast wanneer het wordt afgekoeld of geblust (luchtgekoeld of watergekoeld).
Niet-warmtebehandelde aluminiumlegeringen (zoals aluminiumlegeringen waaraan magnesium of mangaan is toegevoegd) worden versterkt door natuurlijke veroudering en koude bewerking. Door warmte te behandelen aluminiumlegering (zoals aluminiumlegering met koper, zink, magnesium + silicium) kan een betere sterkte en hardheid verkrijgen door de warmtebehandeling van de metallografische structuur van de legering te beïnvloeden.
Bovendien zorgt veroudering ervoor dat de deeltjes van de versterkte fase gelijkmatig worden gescheiden om de maximale vloeigrens, hardheid en elasticiteit van de speciale legering te verkrijgen.
Balen
Of het nu gaat om veroudering van de oven of veroudering bij kamertemperatuur, na volledige veroudering wordt het profiel overgebracht naar de oppervlaktebehandeling of diepe verwerkingswerkplaats of balen klaar voor transport naar de klant.
Mensen vragen ook
Posttijd: 20 maart 2020