1. Caracteristicile materialelor speciale de extrudare de precizie din aluminiu și aliaje de aluminiu
Acest tip de produs are o formă specială, grosimea peretelui subțire, greutatea unitară ușoară și cerințe de toleranță foarte stricte.Astfel de produse se numesc de obicei profile (țevi) de precizie (sau ultraprecizie) din aliaj de aluminiu, iar tehnologia de producere a unor astfel de produse se numește precizie.extrudare (sau ultra-precizie).
Principalele caracteristici ale extrudărilor speciale de precizie (sau ultra-precizie) din aliaj de aluminiu sunt:
(1) Există multe soiuri, loturi mici, iar cele mai multe dintre ele sunt materiale de extrudare cu scop special, care sunt utilizate în aproape toate domeniile vieții și toate aspectele vieții oamenilor, inclusiv toate produsele de extrudare, cum ar fi țevi, bare, profile și fire, care implică diferite aliaje și stări.Din cauza secțiunii transversale mici, a grosimii peretelui subțire, a greutății ușoare și a loturilor mici, nu este, în general, ușor să organizați producția.
(2) Forme complicate și contururi speciale, mai ales profilate, plate, late, aripate, dintate, profile sau țevi poroase.Suprafața pe unitate de volum este mare, iar tehnologia de producție este dificilă.
(3) Aplicație largă, performanțe speciale și cerințe funcționale.Pentru a satisface cerințele de utilizare ale produsului, sunt selectate multe stări de aliaj, acoperind aproape toate aliajele de la seria 1××× până la 8××× și zeci de stări de tratament, cu conținut tehnic ridicat.
(4) Aspect rafinat și grosimea peretelui subțire, în general mai mică de 0,5 mm, unele ajung chiar la aproximativ 0,1 mm, greutatea pe metru este de doar câteva grame până la zeci de grame, dar lungimea poate ajunge la câțiva metri sau chiar sute de metri .
5) Cerințele de precizie dimensională și toleranță geometrică ale secțiunii sunt foarte stricte.În general, toleranțele profilelor mici de precizie din aliaj de aluminiu sunt de două ori mai stricte decât toleranțele de grad special din standardele JIS, GB și ASTM.Toleranța la grosimea peretelui profilelor din aliaj de aluminiu de precizie generală trebuie să fie între ±0,04 mm și 0,07 mm, în timp ce toleranța la dimensiunea secțiunii a profilelor din aliaj de aluminiu de ultraprecizie poate fi de până la ±0,01 mm.De exemplu, greutatea profilului de aluminiu de precizie utilizat pentru potențiometru este de 30 g/m, iar intervalul de toleranță al dimensiunii secțiunii este de ± 0,07 mm.Toleranța la dimensiunea secțiunii transversale a profilelor de aluminiu de precizie pentru războaie este de ± 0,04 mm, abaterea unghiului 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 ultraprecizie.
(6) Are un conținut tehnic ridicat și este foarte dificil de produs și are cerințe speciale pentru echipamente de extrudare, unelte, țagle și procese de producție.Figura 1 este un exemplu de secțiune a unor profile mici din aliaj de aluminiu de precizie.
2. Clasificarea materialelor speciale de extrudare de precizie din aliaj de aluminiu
Extrudarile din aliaj de aluminiu de precizie sau ultra-precizie sunt utilizate pe scară largă în instrumente electronice, echipamente de comunicații și știință de ultimă oră, apărare națională și industria militară, instrumente mecanice de precizie, echipamente curente slabe, aerospațială, industria nucleară, energie și putere, submarine și nave, automobile și instrumente de transport, echipamente medicale, instrumente hardware, iluminat, fotografie și aparate electronice.În general, extrudarile din aliaj de aluminiu de precizie sau ultraprecizie pot fi împărțite în două categorii în funcție de caracteristicile aspectului lor: prima categorie o reprezintă profilele cu dimensiuni reduse.Acest tip de profil se mai numește 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 la câteva grame până la zeci de grame pe metru.Datorită dimensiunilor lor mici, sunt necesare, de obicei, toleranțe strânse pentru ele.De exemplu, toleranța dimensiunilor secțiunii transversale este mai mică de ±0,05 mm.În plus, cerințele pentru dreptate și torsiune ale produselor extrudate sunt, de asemenea, foarte stricte.
Celălalt tip este profilele care nu sunt foarte mici în dimensiunea secțiunii transversale, dar necesită toleranțe dimensionale foarte stricte, sau profilele care au o formă complexă a secțiunii transversale și grosimea peretelui subțire, deși dimensiunea secțiunii transversale este mare.Figura 2 prezintă tubul cu formă specială (aluminiu pur industrial) extrudat de o companie japoneză pe o presă hidraulică orizontală de 16,3MN cu o matriță specială despicată pentru un condensator de aer condiționat auto.Dificultatea formării prin extrudare a acestui tip de profil nu este mai mică decât cea a fostului tip de profil ultra-mic.Profilele extrudate cu dimensiuni mari ale secțiunii și cerințe de toleranță foarte stricte nu numai că necesită tehnologie avansată de proiectare a matriței, dar necesită și tehnologie de management strict pentru întregul proces de producție, de la brut până 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 produsului și progresele în tehnologia de extrudare, producția de profile mici pe echipamentele de extrudare convenționale încă reprezintă o mare parte.Figura 2 prezintă profilele de precizie ale extrudarii matrițelor despicate convenționale.Durata de viață a matriței (în special rezistența și rezistența la uzură a podului de șunt și a miezului matriței) și fluxul de material în timpul extrudarii 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 afectează 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 curgerea filmului de oxid și a uleiului de pe suprafața țaglei în produs și pentru a asigura calitatea uniformă și fiabilă a produsului, țagla încălzită la temperatura stabilită poate fi decojită înainte de extrudare (numită peeling la cald) și apoi introdus rapid în butoiul de extrudare pentru extrudare.În același timp, garnitura extrudată trebuie păstrată curată pentru a preveni aderența uleiului și murdăriei la garnitură în timpul procesului de eliminare a presiunii în exces după o extrudare și de instalare a garniturii în următoarea extrudare.
În funcție de precizia dimensională a secțiunii și toleranța de formă și poziție, extrudarea de aliaj de aluminiu de precizie specială 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 sa depășește standardul național (cum ar fi GB, JIS, ASTM, etc.) precizia ultra-înaltă se numește profile speciale din aliaj de aluminiu de precizie, de exemplu, toleranța dimensională este peste ± 0,1 mm, toleranța la grosimea peretelui de suprafața spartă se află în intervalul de ± 0,05 mm ~ ± 0,03 mm profile și țevi.
Când precizia sa este mai mult decât dublă față de standardul național de ultra-înaltă precizie, se numește un profil mic (miniatural) de ultra-înaltă precizie din aliaj de aluminiu, cum ar fi o toleranță de formă de ± 0,09 mm, toleranță la grosimea peretelui de ± 0,03 mm ~ ± ± 0,01 mm pentru un profil sau o țeavă mică (miniatură).
3. Perspectivele de dezvoltare ale materialelor speciale de extrudare de precizie din aluminiu și aliaje de aluminiu
În 2017, producția și vânzările de materiale de prelucrare a aluminiului în lume au depășit 6000kt/a, din care producția și vânzările de materiale de extrudare din aluminiu și aliaje de aluminiu au depășit 25000kt/a, reprezentând mai mult de 40% din producția și vânzările totale ale aluminiu.Barele medii extrudate din aluminiu au reprezentat 90%, din care profilele generale și barele și profilele mici și mijlocii pentru clădiri civile au reprezentat mai mult de 80% din bară, profilele mari și mijlocii și profilele și barele speciale speciale au reprezentat doar aproximativ cca. 15%.Țeava reprezintă aproximativ 8% din materialul extrudat din aliaj de aluminiu, în timp ce țeava în formă și țeava specială reprezintă doar aproximativ 20% din țeavă.Din cele de mai sus se poate observa că cea mai mare producție și vânzări de materiale de extrudare din aluminiu și aliaje de aluminiu și cele mai utilizate sunt profilele de construcție civilă de dimensiuni mici și mijlocii, profilele generale și barele și țevile.Și profilele speciale, barele și țevile reprezintă doar aproximativ 15%, principalele caracteristici ale unor astfel de produse sunt: cu funcții sau performanțe speciale;Dedicat unui anumit scop;Având o dimensiune de specificație 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 unele 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 îmbunătățirea continuă a standardelor de viață ale oamenilor, au fost propuse cerințe din ce în ce mai mari pentru producția, calitatea și varietatea produselor de extrudare din aluminiu și aliaje de aluminiu, în special în ultimii ani, apariția personalizării produselor a avut a promovat dezvoltarea de profile și țevi speciale cu caracteristici personalizate și utilizări specifice.
Profilele de ultra-precizie sunt utilizate pe scară largă în instrumente electronice, comunicații, echipamente poștale și de telecomunicații, mașini de precizie, instrumente de precizie, echipamente de curent slab, aerospațiale, submarine și nave nucleare, industria auto și alte domenii ale peretelui mic, subțire, dimensiunea secțiunii de foarte piese precise.De obicei, cerințele de toleranță sunt foarte stricte, de exemplu, toleranța la dimensiunea conturului secțiunii este mai mică de ± 0,10 mm, toleranța la grosimea peretelui este mai mică de ± 0,05 mm.În plus, planeitatea, răsucirea și alte toleranțe de formă și poziție ale produselor extrudate sunt, de asemenea, foarte stricte.În plus, în procesul de extrudare a profilelor mici speciale din aliaj de aluminiu de ultraprecizie, echipamentul, matrița, procesul sunt cerințe foarte stricte.Datorită dezvoltării rapide a industriei moderne, apărării naționale de ultimă oră și cercetării științifice și a altor activități și îmbunătățirea gradului de personalizare, numărul, varietatea și calitatea profilelor mici de ultraprecizie sunt din ce în ce mai mari, deși în ultimii ani, a dezvoltat și produs o mulțime de profile mici de aliaj de aluminiu de înaltă precizie, dar încă nu poate satisface nevoile pieței, în special, există încă un decalaj mare între tehnologia internă și echipamentele pentru producția de ultra mici. -profile de precizie din aliaj de aluminiu și nivel internațional avansat, care nu pot satisface cererea pieței interne și externe și trebuie surprinse.
4. Concluzie
Extrudarea de precizie specială din aluminiu și aliaj de aluminiu (profile și țevi) este un fel de formă complexă, grosimea peretelui subțire, toleranța dimensională și cerințele de precizie a formei și poziției sunt foarte exigente, conținut tehnic ridicat, producție dificilă de materiale înalte, fine, este națională economia și apărarea națională materiale cheie indispensabile, gamă foarte largă de utilizări, perspective promițătoare de dezvoltare a materialului.Producția acestui produs are cerințe speciale pentru țagle, scule și echipamente de extrudare și procesul 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 Aluminium
Ora postării: Apr-07-2024
