ویژگی ها، طبقه بندی و چشم انداز توسعه آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم با کیفیت بالا و مواد اکستروژن دقیق خاص

1. ویژگی های آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم مواد اکستروژن با دقت خاص

این نوع محصول دارای شکل خاص، ضخامت دیواره نازک، وزن واحد سبک و شرایط تحمل بسیار سخت است. معمولاً چنین محصولاتی را پروفیل های دقیق آلیاژ آلومینیوم (یا فوق دقیق) (لوله) می نامند و فناوری تولید چنین محصولاتی را دقیق می نامند. اکستروژن (یا با دقت فوق العاده).

ویژگی های اصلی اکستروژن های آلیاژ آلومینیوم با دقت خاص (یا فوق دقیق) عبارتند از:

(1) انواع زیادی وجود دارد، دسته های کوچک، و بیشتر آنها مواد اکستروژن با هدف خاص هستند که تقریباً در تمام جنبه های زندگی و همه جنبه های زندگی مردم، از جمله تمام محصولات اکستروژن، مانند لوله ها، میله ها، پروفیل ها استفاده می شود. و سیم ها، شامل آلیاژها و حالت های مختلف. به دلیل سطح مقطع کوچک، ضخامت دیواره نازک، وزن سبک و دسته های کوچک، سازماندهی تولید به طور کلی آسان نیست.

(2) اشکال پیچیده و خطوط خاص، عمدتاً شکل، مسطح، پهن، بالدار، دندانه دار، پروفیل ها یا لوله های متخلخل. مساحت سطح در واحد حجم زیاد است و تکنولوژی تولید مشکل است.

(3) کاربرد گسترده، عملکرد ویژه و الزامات عملکردی. به منظور برآورده کردن نیازهای استفاده از محصول، بسیاری از حالت های آلیاژی انتخاب شده اند که تقریباً همه آلیاژها از سری 1××× تا 8××× و ده ها حالت تصفیه را با محتوای فنی بالا پوشش می دهند.

(4) ظاهر عالی و ضخامت دیواره نازک، به طور کلی کمتر از 0.5 میلی متر، برخی حتی به حدود 0.1 میلی متر می رسند، وزن در هر متر تنها چند گرم تا ده ها گرم است، اما طول می تواند به چندین متر یا حتی صدها متر برسد. .

5) دقت ابعاد و الزامات تحمل هندسی مقطع بسیار سختگیرانه است. به طور کلی، تلورانس پروفیل های دقیق آلیاژ آلومینیوم بیش از دو برابر سخت تر از تلورانس های درجه ویژه در استانداردهای JIS، GB و ASTM است. تحمل ضخامت دیواره پروفیل های آلیاژ آلومینیوم با دقت عمومی باید بین 0.04 ± میلی متر و 0.07 میلی متر باشد، در حالی که تحمل اندازه مقطع پروفیل های آلیاژ آلومینیوم فوق دقیق ممکن است تا 0.01 ± میلی متر باشد. به عنوان مثال، وزن پروفیل آلومینیومی دقیق مورد استفاده برای پتانسیومتر 30 گرم بر متر است و محدوده تحمل اندازه مقطع ± ​​0.07 میلی متر است. تحمل اندازه مقطع پروفیل های آلومینیومی دقیق برای دستگاه های بافندگی 0.04 ± میلی متر، انحراف زاویه کمتر از 0.5 درجه و درجه خمش 0.83 × L است. نمونه دیگر لوله تخت فوق نازک با دقت بالا برای خودروها با عرض 20 میلی متر، ارتفاع 1.7 میلی متر، ضخامت دیواره 0.01±0.17 میلی متر و 24 سوراخ است که پروفیل های آلیاژ آلومینیومی فوق دقیق معمولی هستند.

(6) محتوای فنی بالایی دارد و تولید آن بسیار دشوار است و دارای الزامات ویژه برای تجهیزات اکستروژن، ابزارها، بیلت ها و فرآیندهای تولید است. شکل 1 نمونه ای از بخش برخی از پروفیل های آلیاژ آلومینیوم دقیق است.

2. طبقه بندی مواد اکستروژن با دقت خاص آلیاژ آلومینیوم

اکستروژن های آلیاژ آلومینیوم دقیق یا فوق دقیق به طور گسترده در ابزار الکترونیکی، تجهیزات ارتباطی و علوم پیشرفته، دفاع ملی و صنایع نظامی، ابزار دقیق مکانیکی، تجهیزات جریان ضعیف، هوا فضا، صنایع هسته ای، انرژی و نیرو، زیردریایی ها و کشتی ها استفاده می شود. خودرو و ابزار حمل و نقل، تجهیزات پزشکی، ابزار سخت افزاری، روشنایی، عکاسی و لوازم الکترونیکی. به طور کلی، اکستروژن های آلیاژ آلومینیوم دقیق یا فوق دقیق را می توان با توجه به ویژگی های ظاهری به دو دسته تقسیم کرد: دسته اول پروفیل هایی با ابعاد کوچک هستند. به این نوع پروفیل، پروفیل فوق کوچک یا مینی شکل نیز گفته می شود. اندازه کلی آن معمولاً تنها چند میلی متر است، حداقل ضخامت دیواره کمتر از 0.5 میلی متر است و وزن واحد آن از چند گرم تا ده ها گرم بر متر است. به دلیل اندازه کوچک آنها معمولاً تلرانس های محکمی روی آنها لازم است. به عنوان مثال، تحمل ابعاد مقطع کمتر از ± 0.05 میلی متر است. علاوه بر این، الزامات برای صافی و پیچش محصولات اکسترود شده نیز بسیار سخت است.

نوع دیگر پروفیل هایی هستند که اندازه مقطع خیلی کوچکی ندارند، اما نیاز به تحمل ابعادی بسیار دقیق دارند، یا پروفیل هایی که شکل مقطع پیچیده و ضخامت دیواره نازک دارند، اگرچه اندازه مقطع آنها بزرگ است. شکل 2 لوله مخصوص شکل (آلومینیوم خالص صنعتی) را نشان می دهد که توسط یک شرکت ژاپنی بر روی یک پرس هیدرولیک افقی 16.3MN با یک قالب تقسیم مخصوص برای کندانسور تهویه مطبوع خودرو اکسترود شده است. سختی شکل دهی اکستروژن این نوع پروفیل کمتر از نوع قبلی پروفیل فوق کوچک نیست. پروفیل های اکسترود شده با اندازه بخش بزرگ و الزامات تحمل بسیار دقیق نه تنها به فناوری طراحی قالب پیشرفته نیاز دارند، بلکه به فناوری مدیریت دقیق برای کل فرآیند تولید از محصول خالی تا محصول نهایی نیاز دارند.

از اوایل دهه 1980، به دلیل کاربرد عملی فناوری اکستروژن پیوسته Conform و توسعه فناوری صنعتی، اکستروژن پروفیل های کوچک و فوق کوچک به سرعت توسعه یافت. با این حال، به دلایل مختلف مانند محدودیت های تجهیزات، الزامات کیفیت محصول، و پیشرفت در فناوری اکستروژن، تولید پروفیل های کوچک در تجهیزات اکستروژن معمولی هنوز سهم زیادی را به خود اختصاص می دهد. شکل 2 پروفیل های دقیق اکستروژن قالب های تقسیم معمولی را نشان می دهد. طول عمر قالب (به ویژه مقاومت و مقاومت در برابر سایش پل شنت و هسته قالب) و جریان مواد در حین اکستروژن به عوامل اصلی تأثیرگذار بر تولید آن تبدیل می شوند. این به این دلیل است که هنگام اکسترود کردن پروفیل، اندازه هسته قالب کوچک و شکل پیچیده است و استحکام و مقاومت در برابر سایش عوامل مهمی هستند که بر عمر قالب تأثیر می‌گذارند، عمر قالب مستقیماً بر هزینه تولید تأثیر می‌گذارد. از سوی دیگر، بسیاری از پروفیل های دقیق دارای دیواره های نازک و اشکال پیچیده هستند و جریان مواد در طی فرآیند اکستروژن مستقیماً بر شکل و دقت ابعادی پروفیل ها تأثیر می گذارد.

به منظور جلوگیری از سرازیر شدن لایه اکسید و روغن روی سطح بیلت به داخل محصول و اطمینان از کیفیت یکنواخت و قابل اطمینان محصول، بیلت گرم شده تا دمای تنظیم شده را می توان قبل از اکستروژن (به نام لایه برداری داغ) پوست کند. سپس به سرعت در بشکه اکستروژن برای اکستروژن قرار دهید. در عین حال، واشر اکسترود شده باید تمیز نگه داشته شود تا در فرآیند برداشتن فشار اضافی پس از یک بار اکستروژن و نصب واشر در اکستروژن بعدی، از چسبیدن روغن و کثیفی به واشر جلوگیری شود.

با توجه به دقت ابعاد بخش و تحمل شکل و موقعیت، اکستروژن آلیاژ آلومینیوم با دقت خاص را می توان به پروفیل های آلیاژ آلومینیوم با دقت ویژه و پروفیل های آلیاژ آلومینیوم با دقت فوق العاده کوچک (مینیاتوری) تقسیم کرد. به طور کلی، دقت آن بیش از استاندارد ملی (مانند GB، JIS، ASTM، و غیره) است. دقت فوق العاده بالا پروفیل های آلیاژ آلومینیوم با دقت خاص نامیده می شود، به عنوان مثال، تحمل ابعاد بالاتر از ± 0.1 میلی متر، تحمل ضخامت دیواره از سطح شکسته در پروفیل ها و لوله های ± 0.05 ± 0.03 میلی متر است.

هنگامی که دقت آن بیش از دو برابر استاندارد ملی دقت فوق العاده بالا باشد، به آن پروفیل آلیاژ آلومینیوم با دقت فوق العاده کوچک (مینیاتوری) می گویند، مانند تحمل شکل ± 0.09 میلی متر، تحمل ضخامت دیوار ± 0.03 میلی متر ~ ± ± 0.01 میلی متر برای پروفیل یا لوله کوچک (مینیاتوری).

3. چشم انداز توسعه آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم مواد اکستروژن با دقت خاص

در سال 2017، تولید و فروش مواد فرآوری آلومینیوم در جهان از 6000 کیلوتن در هکتار فراتر رفت که از این میزان، تولید و فروش مواد اکستروژن آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم از 25000 کیلوتن در هر سال فراتر رفت که بیش از 40 درصد از کل تولید و فروش را به خود اختصاص داده است. آلومینیوم میلگردهای متوسط ​​اکسترود شده آلومینیوم 90 درصد را تشکیل می دهند که پروفیل ها و میلگردهای عمومی و پروفیل های ساختمانی عمرانی کوچک و متوسط ​​بیش از 80 درصد میلگردها را تشکیل می دهند، پروفیل های بزرگ و متوسط ​​و پروفیل ها و میلگردهای ویژه خاص فقط حدود 15 درصد این لوله حدود 8 درصد از مواد اکسترود شده آلیاژ آلومینیوم را تشکیل می دهد، در حالی که لوله های شکل دار و لوله های ویژه تنها حدود 20 درصد از لوله را تشکیل می دهند. از مطالب فوق می توان دریافت که بیشترین تولید و فروش مواد اکستروژن آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم و پرمصرف ترین آن ها پروفیل های ساختمانی عمرانی کوچک و متوسط، پروفیل های عمومی و میلگردها و لوله ها می باشد. پروفیل‌ها، میله‌ها و لوله‌های خاص تنها حدود 15 درصد را تشکیل می‌دهند، ویژگی‌های اصلی چنین محصولاتی عبارتند از: با عملکرد یا عملکرد خاص. اختصاص به یک هدف خاص؛ داشتن اندازه مشخصات بزرگ یا کوچک؛ با دقت ابعادی یا سطحی بسیار بالا. بنابراین، تنوع بیشتر و دسته کمتر، نیاز به افزایش فرآیندهای خاص یا افزودن برخی تجهیزات و ابزارهای خاص، تولید مشکل و محتوای فنی بالا، هزینه تولید افزایش یافته و ارزش افزوده افزایش می‌یابد.

با پیشرفت علم و فناوری و بهبود مستمر استانداردهای زندگی مردم، الزامات بالاتر و بالاتری برای خروجی، کیفیت و تنوع محصولات اکستروژن آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم مطرح شده است، به ویژه در سال های اخیر، ظهور شخصی سازی محصولات باعث شده است. توسعه پروفیل ها و لوله های خاص با ویژگی های شخصی و کاربردهای خاص را ترویج کرد.

پروفیل های فوق دقیق به طور گسترده ای در ابزار الکترونیکی، ارتباطات، تجهیزات پست و مخابرات، ماشین آلات دقیق، ابزار دقیق، تجهیزات جریان ضعیف، هوا فضا، زیردریایی ها و کشتی های هسته ای، صنعت خودرو و سایر زمینه های کوچک، دیوار نازک، اندازه بخش بسیار استفاده می شود. قطعات دقیق معمولاً الزامات تحمل بسیار سخت است، به عنوان مثال، تحمل اندازه طرح بخش کمتر از ± 0.10 میلی متر است، تحمل ضخامت دیوار کمتر از 0.05 ± میلی متر است. علاوه بر این، صافی، پیچش و سایر تحمل‌های شکل و موقعیت محصولات اکسترود شده نیز بسیار سخت است. علاوه بر این، در فرآیند اکستروژن پروفیل های آلیاژ آلومینیوم فوق العاده کوچک ویژه، تجهیزات، قالب، فرآیند الزامات بسیار سختی هستند. با توجه به توسعه سریع صنعت مدرن، دفاع ملی و تحقیقات علمی و سایر تعهدات و بهبود درجه شخصی سازی، تعداد، تنوع و کیفیت پروفیل های کوچک فوق دقیق به طور فزاینده ای افزایش یافته است، اگرچه در سال های اخیر، بسیاری از پروفیل های آلیاژ آلومینیوم با کیفیت بسیار بالا را توسعه داده و تولید کرده است، اما هنوز نمی تواند نیازهای بازار را برآورده کند، به ویژه، هنوز شکاف بزرگی بین فناوری داخلی و تجهیزات برای تولید دستگاه های فوق العاده کوچک وجود دارد. -پروفیل های آلیاژ آلومینیوم دقیق و سطح پیشرفته بین المللی که نمی تواند تقاضای بازار داخلی و خارجی را برآورده کند و باید به آن رسیدگی شود.

4. نتیجه گیری

اکستروژن با دقت ویژه آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم (پروفیل ها و لوله ها) نوعی شکل پیچیده است، ضخامت دیواره نازک، تحمل ابعادی و شکل و موقعیت مورد نیاز است که بسیار خواستار است، محتوای فنی بالا، تولید دشوار مواد با کیفیت بالا، ملی است. اقتصاد و دفاع ملی مواد کلیدی ضروری، طیف گسترده ای از استفاده، چشم انداز توسعه امیدوار کننده از مواد. تولید این محصول برای بیلت، ابزارآلات و تجهیزات اکستروژن و فرآیند اکستروژن الزامات خاصی دارد و برای به دست آوردن محصولات عالی به صورت دسته ای باید یک سری مشکلات فنی کلیدی حل شود.

ویرایش شده توسط می جیانگ از MAT آلومینیوم