1. Caracteristicile materialelor de extrudare de precizie speciale din aluminiu și aliaje de aluminiu
Acest tip de produs are o formă specială, o grosime subțire a peretelui, o greutate unitară redusă și cerințe de toleranță foarte stricte. Astfel de produse sunt de obicei numite profile (țevi) de precizie (sau ultra-precizie) din aliaj de aluminiu, iar tehnologia de producere a acestor produse se numește extrudare de precizie (sau ultra-precizie).
Principalele caracteristici ale extrudărilor speciale de precizie (sau ultra-precizie) din aliaj de aluminiu sunt:
(1) Există multe varietăți, loturi mici, iar majoritatea sunt materiale de extrudare cu scop special, care sunt utilizate în aproape toate domeniile vieții și în toate aspectele vieții oamenilor, inclusiv toate produsele de extrudare, cum ar fi țevi, bare, profile și sârmă, care implică diverse aliaje și stări. Datorită secțiunii transversale mici, grosimii peretelui subțire, greutății reduse și loturilor mici, în general nu este ușor să se organizeze producția.
(2) Forme complicate și contururi speciale, în mare parte profile sau țevi profilate, plate, late, aripioare, dințate, poroase. Suprafața pe unitatea de volum este mare, iar tehnologia de producție este dificilă.
(3) Aplicare largă, performanțe speciale și cerințe funcționale. Pentru a îndeplini cerințele de utilizare ale produsului, sunt selectate numeroase tipuri de aliaje, acoperind aproape toate aliajele de la seriile 1××× la 8××× și zeci de tipuri de tratament, cu un conținut tehnic ridicat.
(4) Aspect rafinat și grosime subțire a peretelui, în general mai mică de 0,5 mm, unele ajungând chiar și la aproximativ 0,1 mm, greutatea pe metru fiind de doar câteva grame până la zeci de grame, dar lungimea poate ajunge la câțiva metri sau chiar sute de metri.
5) Cerințele privind precizia dimensională și toleranța geometrică a secțiunii sunt foarte stricte. În general, toleranțele profilelor de precizie din aliaj de aluminiu de dimensiuni mici sunt de peste două ori mai stricte decât toleranțele pentru grad special din standardele JIS, GB și ASTM. Toleranța la grosimea peretelui profilelor de precizie generală din aliaj de aluminiu trebuie să fie între ±0,04 mm și 0,07 mm, în timp ce toleranța la dimensiunea secțiunii profilelor de ultra-precizie din aliaj de aluminiu poate fi de până la ±0,01 mm. De exemplu, greutatea profilului de precizie din aluminiu utilizat pentru potențiometru este de 30 g/m, iar intervalul de toleranță pentru dimensiunea secțiunii este de ±0,07 mm. Toleranța la dimensiunea secțiunii transversale a profilelor de precizie din aluminiu pentru războaie de țesut este de ±0,04 mm, abaterea unghiulară este mai mică de 0,5°, iar gradul de îndoire este de 0,83 × L. Un alt exemplu este tubul plat ultra-subțire de înaltă precizie pentru automobile, cu o lățime de 20 mm, o înălțime de 1,7 mm, o grosime a peretelui de 0,17 ± 0,01 mm și 24 de găuri, care sunt profile tipice din aliaj de aluminiu de ultra-precizie.
(6) Are un conținut tehnic ridicat și este foarte dificil de produs, având cerințe speciale pentru echipamentele de extrudare, uneltele, țaglele și procesele de producție. Figura 1 este un exemplu de secțiune a unor profile mici de precizie din aliaj de aluminiu.
2. Clasificarea materialelor de extrudare de precizie speciale din aliaje de aluminiu
Extrudările din aliaj de aluminiu de precizie sau ultra-precizie sunt utilizate pe scară largă în instrumente electronice, echipamente de comunicații și știință de vârf, apărare națională și industria militară, instrumente mecanice de precizie, echipamente de curenți slabi, industria aerospațială, industria nucleară, energie și energie electrică, submarine și nave, automobile și scule de transport, echipamente medicale, scule hardware, iluminat, fotografie și aparate electronice. În general, extrudările din aliaj de aluminiu de precizie sau ultra-precizie pot fi împărțite în două categorii în funcție de caracteristicile lor de aspect: prima categorie sunt profilele cu dimensiuni mici. Acest tip de profil este numit și profil ultra-mic sau mini-formă. Dimensiunea sa totală este de obicei de doar câțiva milimetri, grosimea minimă a peretelui este mai mică de 0,5 mm, iar greutatea unitară este de câteva grame până la zeci de grame pe metru. Datorită dimensiunilor lor mici, sunt de obicei necesare toleranțe strânse. De exemplu, toleranța dimensiunilor secțiunii transversale este mai mică de ±0,05 mm. În plus, cerințele privind liniaritatea și torsiunea produselor extrudate sunt, de asemenea, foarte stricte.
Celălalt tip îl reprezintă profilele care nu au o secțiune transversală foarte mică, dar necesită toleranțe dimensionale foarte stricte, sau profile care au o formă complexă a secțiunii transversale și o grosime a peretelui subțire, deși dimensiunea secțiunii transversale este mare. Figura 2 prezintă tubul de formă specială (aluminiu pur industrial) extrudat de o companie japoneză pe o presă hidraulică orizontală de 16,3 MN cu o matriță specială divizată pentru un condensator de aer condiționat auto. Dificultatea formării prin extrudare a acestui tip de profil nu este mai mică decât cea a precedentului tip de profil ultra-mic. Profilele extrudate cu secțiuni mari și cerințe de toleranță foarte stricte nu numai că necesită tehnologie avansată de proiectare a matrițelor, dar necesită și o tehnologie strictă de management pentru întregul proces de producție, de la semifabricat la produsul finit.
De la începutul anilor 1980, datorită aplicării practice a tehnologiei de extrudare continuă Conform și dezvoltării tehnologiei industriale, extrudarea profilelor mici și ultra-mici s-a dezvoltat rapid. Cu toate acestea, din diverse motive, cum ar fi limitările echipamentelor, cerințele de calitate a produselor și progresele în tehnologia de extrudare, producția de profiluri mici pe echipamente de extrudare convenționale reprezintă încă o proporție mare. Figura 2 prezintă profilurile de precizie ale extrudării matrițelor convenționale divizate. Durata de viață a matriței (în special rezistența și rezistența la uzură a punții shunt și a miezului matriței) și fluxul de material în timpul extrudării devin principalii factori care afectează producția acesteia. Acest lucru se datorează faptului că, la extrudarea profilului, dimensiunea miezului matriței este mică, iar forma este complexă, iar rezistența și rezistența la uzură sunt factori importanți care afectează durata de viață a matriței, durata de viață a matriței afectând direct costul de producție. Pe de altă parte, multe profile de precizie au pereți subțiri și forme complexe, iar fluxul de materiale în timpul procesului de extrudare afectează direct forma și precizia dimensională a profilelor.
Pentru a preveni pătrunderea peliculei de oxid și a uleiului de pe suprafața țaglei în produs și pentru a asigura o calitate uniformă și fiabilă a produsului, țagla încălzită la temperatura setată poate fi decojită înainte de extrudare (numită decojire la cald), și apoi introdusă rapid în cilindrul de extrudare pentru extrudare. În același timp, garnitura extrudată trebuie menținută curată pentru a preveni aderarea uleiului și a murdăriei la garnitură în timpul procesului de îndepărtare a excesului de presiune după o extrudare și instalarea garniturii în următoarea extrudare.
Conform preciziei dimensionale a secțiunii și toleranței de formă și poziție, extrudarea specială din aliaje de aluminiu de precizie poate fi împărțită în profile speciale de aliaj de aluminiu de precizie și profile mici (miniaturale) din aliaj de aluminiu de ultra-înaltă precizie. În general, precizia lor depășește standardele naționale (cum ar fi GB, JIS, ASTM etc.). Profilele de ultra-înaltă precizie se numesc profile speciale de aliaj de aluminiu de precizie, de exemplu, dacă toleranța dimensională este peste ±0,1 mm, iar toleranța grosimii peretelui suprafeței sparte este între ±0,05 mm și ±0,03 mm pentru profile și țevi.
Când precizia sa este mai mult decât dublul standardului național de ultra-înaltă precizie, se numește profil de aliaj de aluminiu de mică (miniatură) de ultra-înaltă precizie, cum ar fi o toleranță de formă de ±0,09 mm, o toleranță la grosimea peretelui de ±0,03 mm ~ ±0,01 mm pentru un profil sau o țeavă mică (miniatură).
3. Perspective de dezvoltare a materialelor de extrudare de precizie speciale din aluminiu și aliaje de aluminiu
În 2017, producția și vânzările de materiale de prelucrare a aluminiului la nivel mondial au depășit 6000 kt/an, din care producția și vânzările de materiale extrudate din aluminiu și aliaje de aluminiu au depășit 25000 kt/an, reprezentând peste 40% din producția și vânzările totale de aluminiu. Barele medii extrudate din aluminiu au reprezentat 90%, profilele și barele generale și profilele pentru construcții civile de dimensiuni mici și mijlocii au reprezentat peste 80% din bare, profilele de dimensiuni mari și mijlocii și profilele și barele speciale speciale au reprezentat doar aproximativ 15%. Țevile reprezintă aproximativ 8% din materialul extrudat din aliaj de aluminiu, în timp ce țevile profilate și țevile speciale speciale reprezintă doar aproximativ 20% din țevi. Din cele de mai sus se poate observa că cea mai mare producție și vânzări de materiale extrudate din aluminiu și aliaje de aluminiu și cele mai utilizate sunt profilele pentru construcții civile de dimensiuni mici și mijlocii, profilele generale și barele și țevile. Iar profilele, barele și țevile speciale reprezintă doar aproximativ 15%, principalele caracteristici ale acestor produse fiind: cu funcții sau performanțe speciale; Dedicate unui anumit scop; Având o dimensiune specificată mare sau mică; Cu precizie dimensională sau cerințe de suprafață extrem de ridicate. Prin urmare, varietatea este mai mare și lotul este mai mic, necesitatea de a crește procesele speciale sau de a adăuga echipamente și unelte speciale, producția este dificilă și conținutul tehnic este ridicat, costul de producție este crescut și valoarea adăugată este crescută.
Odată cu progresul științei și tehnologiei și cu îmbunătățirea continuă a standardelor de viață ale oamenilor, au fost impuse cerințe din ce în ce mai ridicate pentru producția, calitatea și varietatea produselor extrudate din aluminiu și aliaje de aluminiu, în special în ultimii ani, apariția personalizării produselor a promovat dezvoltarea de profile și țevi speciale cu caracteristici personalizate și utilizări specifice.
Profilele de ultraprecizie sunt utilizate pe scară largă în instrumente electronice, comunicații, echipamente poștale și de telecomunicații, mașini de precizie, instrumente de precizie, echipamente de curenți slabi, industria aerospațială, submarine și nave nucleare, industria auto și alte domenii pentru piese de mare precizie cu pereți mici, dimensiuni subțiri ale secțiunilor. De obicei, cerințele de toleranță sunt foarte stricte, de exemplu, toleranța dimensiunii conturului secțiunii este mai mică de ±0,10 mm, toleranța grosimii peretelui este mai mică de ±0,05 mm. În plus, toleranțele de planeitate, răsucire și alte toleranțe de formă și poziție ale produselor extrudate sunt, de asemenea, foarte stricte. În plus, în procesul de extrudare a profilelor speciale de aluminiu de ultraprecizie de mici dimensiuni, echipamentul, matrița și procesul au cerințe foarte stricte. Datorită dezvoltării rapide a industriei moderne, a apărării naționale de ultimă generație, a cercetării științifice și a altor activități, precum și a îmbunătățirii gradului de personalizare, numărul, varietatea și calitatea profilelor mici de ultra-precizie sunt din ce în ce mai mari. Deși în ultimii ani s-au dezvoltat și produs o mulțime de profile mici de aliaj de aluminiu de ultra-precizie de înaltă calitate, acestea încă nu pot satisface nevoile pieței. În special, există încă un decalaj mare între tehnologia și echipamentele interne pentru producția de profile mici de aliaj de aluminiu de ultra-precizie și nivelul avansat internațional, care nu pot satisface cererea pieței interne și externe și trebuie recuperate.
4. Concluzie
Extrudarea de precizie specială din aluminiu și aliaje de aluminiu (profile și țevi) este un tip de profil complex, cu grosimi subțiri ale pereților, toleranțe dimensionale și cerințe de precizie a formei și poziției foarte exigente, conținut tehnic ridicat, producție dificilă de materiale de înaltă calitate, fiind un material cheie indispensabil pentru economia națională și apărarea națională, cu o gamă foarte largă de utilizări și perspective promițătoare de dezvoltare a acestui material. Producția acestui produs are cerințe speciale pentru țagle, scule, echipamente de extrudare și procese de extrudare, iar o serie de probleme tehnice cheie trebuie rezolvate pentru a obține produse excelente în loturi.
Editat de May Jiang de la MAT Aluminum
Data publicării: 07 aprilie 2024
