فرآیند اکستروژن آلومینیوم و نقاط کنترل فنی

به طور کلی، برای به دست آوردن خواص مکانیکی بالاتر، دمای اکستروژن بالاتری باید انتخاب شود. با این حال، برای آلیاژ 6063، زمانی که دمای اکستروژن عمومی بالاتر از 540 درجه سانتیگراد باشد، خواص مکانیکی پروفیل دیگر افزایش نخواهد یافت و زمانی که کمتر از 480 درجه سانتیگراد باشد، ممکن است استحکام کششی ناموفق باشد.
اگر دمای اکستروژن بیش از حد بالا باشد، به دلیل چسبیدن آلومینیوم به قالب، حباب ها، ترک ها و خراش های سطحی و حتی سوراخ هایی روی محصول ظاهر می شود. بنابراین، برای به دست آوردن محصولات با کیفیت سطح بالا، اغلب از دمای اکستروژن نسبتا پایین استفاده می شود.
تجهیزات خوب همچنین نکته کلیدی برای بهبود راندمان تولید اکستروژن آلومینیوم است، به ویژه سه قطعه اصلی اکسترودر آلومینیوم، کوره گرمایش میله آلومینیومی و کوره گرمایش قالب. علاوه بر این، مهمترین چیز داشتن یک اپراتور اکستروژن عالی است.
آنالیز حرارتی
میله ها و میله های آلومینیومی باید قبل از اکستروژن از قبل گرم شوند تا به دمای نزدیک به دمای حل شوند تا منیزیم موجود در میله آلومینیومی ذوب شود و به طور یکنواخت در مواد آلومینیومی جریان یابد. هنگامی که میله آلومینیومی در اکسترودر قرار می گیرد، دما تغییر زیادی نمی کند.
هنگامی که اکسترودر شروع به کار می کند، نیروی فشار عظیم میله اکسترود کننده، مواد آلومینیوم نرم شده را از سوراخ قالب بیرون می راند، که اصطکاک زیادی ایجاد می کند، که به دما تبدیل می شود، به طوری که دمای پروفیل اکسترود شده از دمای solvus بیشتر می شود. در این زمان، منیزیم ذوب می شود و به اطراف جریان می یابد که بسیار ناپایدار است.
هنگامی که دما بالا می رود، نباید از دمای جامدوس بالاتر باشد، در غیر این صورت آلومینیوم نیز ذوب می شود و پروفیل تشکیل نمی شود. با در نظر گرفتن آلیاژ سری 6000 به عنوان مثال، دمای میله آلومینیومی باید بین 400-540 درجه سانتیگراد، ترجیحاً 470-500 درجه سانتیگراد حفظ شود.
اگر دما خیلی زیاد باشد باعث پارگی می شود و اگر خیلی کم باشد سرعت اکستروژن کاهش می یابد و بیشتر اصطکاک ایجاد شده توسط اکستروژن به گرما تبدیل می شود و باعث افزایش دما می شود. افزایش دما متناسب با سرعت اکستروژن و فشار اکستروژن است.
دمای خروجی باید بین 550-575 درجه سانتیگراد، حداقل بالای 500-530 درجه سانتیگراد نگه داشته شود، در غیر این صورت منیزیم موجود در آلیاژ آلومینیوم نمی تواند ذوب شود و بر خواص فلز تأثیر بگذارد. اما نباید بالاتر از دمای سولیدوس باشد، دمای خروجی بیش از حد باعث پارگی می شود و بر کیفیت سطح پروفیل تأثیر می گذارد.
دمای اکستروژن بهینه میله آلومینیومی باید در ترکیب با سرعت اکستروژن تنظیم شود تا اختلاف دمای اکستروژن کمتر از دمای حلال و بالاتر از دمای جامد نباشد. آلیاژهای مختلف دمای حلال متفاوتی دارند. برای مثال، دمای solvus آلیاژ 6063 498 درجه سانتی گراد است، در حالی که دمای آلیاژ 6005 510 درجه سانتی گراد است.
سرعت تراکتور
سرعت تراکتور یک شاخص مهم برای بازده تولید است. اما پروفیل ها، شکل ها، آلیاژها، اندازه ها و غیره مختلف ممکن است بر سرعت تراکتور تاثیر بگذارد که قابل تعمیم نیست. کارخانه های مدرن پروفیل اکستروژن غربی می توانند به سرعت تراکتور 80 متر در دقیقه دست یابند.
نرخ میله اکستروژن یکی دیگر از شاخص های مهم بهره وری است. در میلی متر در دقیقه اندازه گیری می شود و سرعت میله اکستروژن اغلب قابل اعتمادتر از سرعت تراکتور هنگام مطالعه راندمان تولید است.
دمای قالب برای کیفیت پروفیل های اکسترود شده بسیار مهم است. دمای قالب باید قبل از اکستروژن در حدود 426 درجه سانتیگراد نگه داشته شود، در غیر این صورت به راحتی قالب را مسدود می کند یا حتی به آن آسیب می رساند. هدف از خاموش کردن "یخ زدن" عنصر آلیاژی منیزیم، تثبیت اتم های منیزیم ناپایدار و جلوگیری از ته نشین شدن آنها به منظور حفظ استحکام پروفیل است.
سه روش اصلی کوئنچ عبارتند از: خنک کننده با هوا، خنک کننده مه آب، خنک کننده مخزن آب. نوع کوئنچ مورد استفاده بستگی به سرعت اکستروژن، ضخامت و خواص فیزیکی مورد نیاز پروفیل، به ویژه مقاومت مورد نیاز دارد. نوع آلیاژ نشانه ای جامع از سختی و خواص کشسانی آلیاژ است. انواع آلیاژ آلومینیوم به تفصیل توسط انجمن آلومینیوم آمریکا مشخص شده است و پنج حالت اساسی وجود دارد:
F به معنای "به عنوان ساخته شده" است.
O به معنی "محصولات فرفورژه آنیل شده" است.
T به این معنی است که "عملیات حرارتی" شده است.
W به این معنی است که مواد تحت عملیات حرارتی محلول قرار گرفته اند.
H به آلیاژهای غیر قابل عملیات حرارتی اشاره دارد که "سرد کار" یا "سخت شده با کرنش" هستند.
دما و زمان دو شاخصی هستند که نیاز به کنترل دقیق پیری مصنوعی دارند. در کوره پیری مصنوعی، هر قسمت از دما باید یکسان باشد. اگرچه پیری در دمای پایین می تواند استحکام پروفیل ها را بهبود بخشد، زمان مورد نیاز باید به همین ترتیب افزایش یابد. برای دستیابی به بهترین خواص فیزیکی فلز، انتخاب آلیاژ آلومینیوم مناسب و فرم بهینه آن، استفاده از حالت کوئنچ مناسب، کنترل دمای مناسب پیری و زمان پیری برای بهبود عملکرد ضروری است، عملکرد یکی دیگر از شاخص های مهم تولید است. بهره وری از نظر تئوری دستیابی به بازده 100٪ غیرممکن است، زیرا قنداق ها به دلیل علائم نیشگون گرفتن تراکتورها و برانکاردها، مواد را قطع می کنند.
ویرایش شده توسط می جیانگ از MAT آلومینیوم