În general, pentru a obține proprietăți mecanice superioare, trebuie selectată o temperatură de extrudare mai ridicată. Cu toate acestea, pentru aliajul 6063, atunci când temperatura generală de extrudare este mai mare de 540°C, proprietățile mecanice ale profilului nu vor mai crește, iar când aceasta este mai mică de 480°C, rezistența la tracțiune poate fi necalificată.
Dacă temperatura de extrudare este prea mare, pe produs vor apărea bule, fisuri, zgârieturi de suprafață și chiar bavuri din cauza lipirii aluminiului de matriță. Prin urmare, pentru a obține produse cu o calitate ridicată a suprafeței, se utilizează adesea temperaturi de extrudare relativ scăzute.
Un echipament bun este, de asemenea, punctul cheie pentru îmbunătățirea eficienței producției de extrudare a aluminiului, în special cele trei componente principale: extruderul de aluminiu, cuptorul de încălzire a tijelor de aluminiu și cuptorul de încălzire a matriței. În plus, cel mai important lucru este să aveți un operator de extrudare excelent.
Analiză termică
Barele și tijele de aluminiu trebuie preîncălzite înainte de extrudare pentru a atinge o temperatură apropiată de temperatura de dizolvare, astfel încât magneziul din tija de aluminiu să se poată topi și să curgă uniform în materialul de aluminiu. Când tija de aluminiu este introdusă în extruder, temperatura nu se modifică prea mult.
Când extruderul pornește, forța uriașă de împingere a tijei de extrudare împinge materialul de aluminiu înmuiat în afara orificiului matriței, ceea ce generează multă frecare, care este transformată în temperatură, astfel încât temperatura profilului extrudat depășește temperatura de soluție. În acest moment, magneziul se topește și curge în jur, ceea ce este extrem de instabil.
Când temperatura este ridicată, aceasta nu trebuie să depășească temperatura de solidificare, altfel aluminiul se va topi și profilul nu poate fi format. Luând ca exemplu aliajul din seria 6000, temperatura tijei de aluminiu trebuie menținută între 400-540°C, de preferință 470-500°C.
Dacă temperatura este prea mare, va provoca ruperea materialului, iar dacă este prea mică, viteza de extrudare va fi redusă, iar cea mai mare parte a frecării generate de extrudare va fi transformată în căldură, determinând creșterea temperaturii. Creșterea temperaturii este proporțională cu viteza de extrudare și presiunea de extrudare.
Temperatura de ieșire trebuie menținută între 550-575°C, cel puțin peste 500-530°C, altfel magneziul din aliajul de aluminiu nu se poate topi și poate afecta proprietățile metalului. Dar nu trebuie să depășească temperatura de solidificare, deoarece o temperatură de ieșire prea ridicată va provoca ruperea și va afecta calitatea suprafeței profilului.
Temperatura optimă de extrudare a tijei de aluminiu trebuie ajustată în combinație cu viteza de extrudare, astfel încât diferența de temperatură de extrudare să nu fie mai mică decât temperatura de solvus și nici mai mare decât temperatura de solidus. Diferite aliaje au temperaturi de solvus diferite. De exemplu, temperatura de solvus a aliajului 6063 este de 498°C, în timp ce cea a aliajului 6005 este de 510°C.
Viteza tractorului
Viteza tractorului este un indicator important al eficienței producției. Cu toate acestea, diferite profile, forme, aliaje, dimensiuni etc. pot afecta viteza tractorului, ceea ce nu poate fi generalizat. Fabricile moderne de profile extrudate occidentale pot atinge o viteză a tractorului de 80 de metri pe minut.
Viteza tijei de extrudare este un alt indicator important al productivității. Se măsoară în milimetri pe minut, iar viteza tijei de extrudare este adesea mai fiabilă decât viteza tractorului atunci când se studiază eficiența producției.
Temperatura matriței este foarte importantă pentru calitatea profilelor extrudate. Temperatura matriței trebuie menținută la aproximativ 426°C înainte de extrudare, altfel se va înfunda ușor sau chiar va deteriora matrița. Scopul călirii este de a „îngheța” magneziul, elementul de aliere, stabilizând atomii de magneziu instabili și împiedicându-i să se taseze, pentru a menține rezistența profilului.
Trei metode principale de călire includ: răcirea cu aer, răcirea cu ceață de apă, răcirea rezervorului de apă. Tipul de călire utilizat depinde de viteza de extrudare, grosimea și proprietățile fizice necesare ale profilului, în special cerințele de rezistență. Tipul de aliaj este o indicație completă a durității și proprietăților elastice ale aliajului. Tipurile de aliaje de aluminiu au fost specificate în detaliu de către Asociația Americană a Aluminiului și există cinci stări de bază:
F înseamnă „așa cum a fost fabricat”.
O înseamnă „produse forjate recoapte”.
T înseamnă că a fost „tratat termic”.
W înseamnă că materialul a fost tratat termic în soluție.
H se referă la aliaje netratabile termic care sunt „prelucrate la rece” sau „călite prin deformare”.
Temperatura și timpul sunt doi indicatori care necesită un control strict al îmbătrânirii artificiale. În cuptorul de îmbătrânire artificială, fiecare aspect al temperaturii trebuie să fie același. Deși îmbătrânirea la temperatură scăzută poate îmbunătăți rezistența profilelor, timpul necesar va trebui să crească în mod corespunzător. Pentru a obține cele mai bune proprietăți fizice ale metalului, este necesar să se selecteze aliajul de aluminiu adecvat și forma sa optimă, să se utilizeze modul de călire adecvat, să se controleze temperatura de îmbătrânire și timpul de îmbătrânire adecvate pentru a îmbunătăți randamentul, randamentul fiind un alt indicator important al eficienței producției. Este teoretic imposibil să se obțină un randament de 100%, deoarece marginile vor tăia materialul din cauza urmelor de ciupire ale tractoarelor și întinzătorilor.
Editat de May Jiang de la MAT Aluminum
Data publicării: 05 iunie 2023
