Proces de extrudare din aluminiu
Procesul de extrudare a aliajului de aluminiu începe de fapt cu proiectarea produsului, deoarece proiectarea produsului se bazează pe cerințele de utilizare date, care determină mulți parametri finali ai produsului, precum performanța de prelucrare mecanică a produsului, performanța tratamentului de suprafață și utilizarea cerințelor de mediu. , aceste proprietăți și cerințe determină de fapt alegerea aliajului de aluminiu extrudat.
Cu toate acestea, proprietățile aluminiului extrudat sunt determinate de forma de proiectare a produsului. Forma produsului determină forma matriței de extrudare.
Odată rezolvată problema de proiectare, procesul practic de extrudare pornește extrudarea turnată în tijă de aluminiu, tija de turnare din aluminiu trebuie încălzită înainte de extrudare pentru a o înmuia, lingoul de încălzire bun din aluminiu sheng lingoul este introdus în butoiul extruderului în interior și apoi Cilindrul hidraulic de putere împinge tija de extrudare, capătul frontal al tijei de extrudare are un tampon de presiune, astfel de aliaj de aluminiu moale încălzit în bloc fictiv sub presiune puternică din turnarea de precizie a matriței.
Pentru aceasta este o matriță: forma produsului necesară pentru producție.
Imaginea este: diagramă schematică tipică a extruderului hidraulic orizontal
Direcția de extrudare este de la stânga la dreapta
Aceasta este o descriere simplă a celei mai utilizate extrudări directe de astăzi. Extrudarea indirectă este un proces similar, dar există unele diferențe foarte importante.
În procesul de extrudare indirectă. Matrița este instalată pe bara de extrudare goală, astfel încât matrița este presată spre semifabricatul imobil al barei de aluminiu, forțând aliajul de aluminiu să extrudeze către bara de extrudare goală prin matriță.
De fapt, procesul de extrudare este similar cu stoarcerea pastei de dinți. Când presiunea este aplicată capătului închis al pastei de dinți, pasta de dinți cilindrică este stoarsă prin deschiderea circulară.
Dacă deschiderea este plană, pasta de dinți stoarsă iese ca o panglică.
Desigur, formele complexe pot fi, de asemenea, stoarse la deschiderile cu aceeași formă. De exemplu, producătorii de prăjituri folosesc tuburi special formate pentru a stoarce înghețata pentru a face tot felul de frunze.
Deși nu puteți face multe produse utile cu pastă de dinți sau înghețată, nu puteți stoarce aluminiu în tuburi cu degetele.
Dar puteți utiliza o presă hidraulică puternică pentru a extrage aluminiu dintr-o formă dată de matriță pentru a produce o mare varietate de produse utile de aproape orice formă.
Figura de mai jos (stânga) prezintă prima secțiune a extruderului la începutul extrudării. (dreapta)
Bara
Bara de aluminiu este martorul procesului de extrudare. Bara de aluminiu utilizată pentru extrudare poate fi solidă sau goală, de obicei cilindrică, iar lungimea sa este determinată de tubul de extrudare.
Lansetele din aluminiu se formează de obicei prin turnare sau prin forjare sau forjare cu pulbere, de obicei realizate prin tăierea barelor din aliaj de aluminiu cu o compoziție bună din aliaj.
Aliajele de aluminiu sunt formate de obicei din mai multe elemente metalice. Aliajele de aluminiu extrudate sunt alcătuite din oligoelemente (de obicei nu mai mult de 5%) elemente (cum ar fi cupru, magneziu, siliciu, mangan sau zinc) care îmbunătățesc proprietățile aluminiului pur și afectează procesul de extrudare.
Lungimea tijei de aluminiu variază de la producător la producător, care este determinată de lungimea finală necesară, raportul de extrudare, lungimea de descărcare și alocația de extrudare.
Lungimile standard variază în general de la 660 mm la 2630 până la 1830 mm. Diametrele exterioare variază de la 3 inci (76 mm) la 33 inci (838 mm), 6 inci (155 mm) la 9 inci (228 mm).
Proces de extrudare directă
[placă] [furnal de încălzire] [presă de extrudare cu matriță] ferăstrău [strecher] [îmbătrânire peste]
Diagrama ilustrează pașii de bază ai extrudării unei bare de aluminiu
Când se determină forma finală a produsului, se selectează aliajul de aluminiu adecvat, se termină fabricarea matriței de extrudare și se finalizează pregătirea pentru procesul de extrudare propriu-zis.
Apoi preîncălziți bara de aluminiu și instrumentul de extrudare. În timpul procesului de extrudare, bara de aluminiu este solidă, dar s-a înmuiat în cuptor.
Punctul de topire al aliajului de aluminiu este de aproximativ 660 ℃. Temperatura tipică de încălzire a procesului de extrudare este în general mai mare de 375 ℃ și poate ajunge până la 500 ℃, în funcție de starea de extrudare a metalului.
Procesul propriu-zis de extrudare începe atunci când tija de extrudare începe să aplice presiune pe tija de aluminiu din lingou.
Diferite prese hidraulice sunt proiectate pentru a stoarce oriunde de la 100 tone la 15.000 tone. Această presiune de extrudare determină dimensiunea extrudării produse de mașina de extrudare.
Specificațiile produsului extrudat sunt indicate de dimensiunea maximă a secțiunii transversale a produsului, uneori și de diametrul circumferențial al produsului.
Când extrudarea tocmai a început, bara de aluminiu este supusă forței de reacție a matriței și devine mai scurtă și mai groasă, până când expansiunea barei de aluminiu este restricționată de peretele butoiului lingoului;
Apoi, pe măsură ce presiunea continuă să crească, metalul moale (încă solid) nu are unde să curgă și începe să fie stors din orificiul de formare al matriței până la celălalt capăt al matriței, formând profilul.
Aproximativ 10% din tija de aluminiu (inclusiv pielea tijei de aluminiu) este lăsată în butoiul lingoului, produsul de extrudare este tăiat din matriță, iar metalul rămas în butoiul lingoului este curățat și reciclat. După ce produsul părăsește matrița, procesul ulterior este acela că produsul de extrudare la cald este stins, prelucrat și îmbătrânit.
Când aluminiul încălzit este extrudat din matriță prin cilindrul lingoului, metalul din centrul barei de aluminiu curge mai repede decât marginea. După cum arată banda neagră din ilustrație, metalul din jurul marginilor este lăsat în urmă pentru a fi reciclat ca o rămășiță.
Viteza de extrudare depinde de aliajul strâns și de forma orificiului de ieșire a matriței. Folosirea aliajului dur pentru a stoarce materiale cu forme complexe poate fi la fel de lentă până la 1-2 picioare pe minut. Cu aliajele moi, formele simple pot fi stoarse la 180 picioare pe minut sau mai mult.
Lungimea produsului de extrudare depinde de bara de aluminiu și de orificiul de evacuare a matriței. O extrudare continuă poate produce un produs lung de până la 200 de picioare. Cea mai recentă extrudare de turnare, când produsul extrudat părăsește extruderul este plasat pe lamă (echivalent cu banda transportoare);
Conform diferitelor aliaje, extrudarea din modul de răcire a produsului: împărțită în răcire naturală, răcire cu aer sau apă, dar stingere. Acesta este un pas cheie pentru a asigura performanța metalografică a produsului după îmbătrânire. Produsul extrudat este apoi transferat în un pat rece.
Îndreptați-vă
După stingere (răcire), produsul extrudat este îndreptat și îndreptat de o targă sau de îndreptat (întinderea este, de asemenea, clasificată ca lucru la rece după extrudare). În cele din urmă, produsul este transferat la mașina de tăiat prin dispozitivul de transport.
Tăiere
Tăierea tipică a produsului finit este tăierea unui produs la o lungime comercială specifică. Ferăstraie circulare sunt cele mai utilizate în prezent, cum ar fi ferăstraie cu braț rotativ care taie bucăți lungi de material extrudat pe verticală.
Există, de asemenea, ferăstraie tăiate din partea superioară a profilului (cum ar fi ferăstrăul electric). De asemenea, este utilă masa de ferăstrău, masa de ferăstrău are o lamă de ferăstrău cu disc de jos în sus pentru a tăia produsul, iar apoi lama de ferăstrău înapoi în jos a tabelului pentru ciclul următor.
Un ferăstrău circular tipic finisat are un diametru de 16-20 inci și are mai mult de dinți din carbură 100. Lame mari pentru ferăstrău sunt utilizate pentru extrudere cu diametru mare.
Mașina de tăiat autolubrifiantă este echipată cu un sistem care furnizează lubrifiant pe dinte de fierăstrău pentru a asigura eficiența optimă de tăiere și suprafața ferăstrăului.
O presă automată menține secțiunile în loc pentru tăiere, iar resturile de tăiere sunt colectate pentru reciclare.
Îmbătrânire:
Unele produse extrudate necesită îmbătrânire pentru a obține o rezistență optimă, deci se mai numește îmbătrânire. Îmbătrânirea naturală se efectuează la temperatura camerei. Îmbătrânirea artificială se efectuează în cuptorul de îmbătrânire. Tehnic, se numește tratament termic cu fază intensă de precipitații.
Când profilul este extrudat din extruder, profilul devine semi-solid, dar devine curând solid când este răcit sau stins (fie răcit cu aer, fie răcit cu apă).
Aliajele de aluminiu netratate termic (cum ar fi aliajele de aluminiu cu adaos de magneziu sau mangan) sunt întărite prin îmbătrânirea naturală și prelucrarea la rece. Aliajul de aluminiu tratabil cu căldura (cum ar fi aliajul de aluminiu cu cupru, zinc, magneziu + siliciu) poate obține o rezistență și o duritate mai bune prin afectarea tratamentului termic al structurii metalografice din aliaj.
În plus, îmbătrânirea înseamnă separarea uniformă a particulelor din faza întărită pentru a obține rezistența maximă la randament, duritatea și elasticitatea aliajului special.
Balot
Indiferent dacă îmbătrânirea cuptorului sau temperatura camerei, după îmbătrânirea completă, profilul este transferat la atelierul de tratare a suprafeței sau la atelierul de prelucrare profundă sau baloturi gata pentru transport la client.
Întrebă și oamenii
Ora postării: 20-20 martie