Γενικά, για την επίτευξη υψηλότερων μηχανικών ιδιοτήτων, θα πρέπει να επιλεγεί υψηλότερη θερμοκρασία εξώθησης. Ωστόσο, για το κράμα 6063, όταν η γενική θερμοκρασία εξώθησης είναι υψηλότερη από 540°C, οι μηχανικές ιδιότητες του προφίλ δεν θα αυξάνονται πλέον και όταν είναι χαμηλότερη από 480°C, η αντοχή σε εφελκυσμό μπορεί να είναι αμελητέα.
Εάν η θερμοκρασία εξώθησης είναι πολύ υψηλή, θα εμφανιστούν φυσαλίδες, ρωγμές, επιφανειακές γρατσουνιές, ακόμη και γδαρσίματα στο προϊόν λόγω της προσκόλλησης αλουμινίου στο καλούπι. Επομένως, για την επίτευξη προϊόντων με υψηλή ποιότητα επιφάνειας, χρησιμοποιούνται συχνά σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες εξώθησης.
Ο καλός εξοπλισμός είναι επίσης το κλειδί για τη βελτίωση της αποδοτικότητας της παραγωγής της εξώθησης αλουμινίου, ειδικά τα τρία κύρια κομμάτια του εξωθητήρα αλουμινίου, του κλιβάνου θέρμανσης ράβδων αλουμινίου και του κλιβάνου θέρμανσης καλουπιών. Επιπλέον, το πιο σημαντικό είναι να έχετε έναν εξαιρετικό χειριστή εξώθησης.
Θερμική ανάλυση
Οι ράβδοι και οι ράβδοι αλουμινίου πρέπει να προθερμαίνονται πριν από την εξώθηση, ώστε να φτάσουν σε θερμοκρασία κοντά στη θερμοκρασία διαλύματος, έτσι ώστε το μαγνήσιο στη ράβδο αλουμινίου να μπορεί να λιώσει και να ρέει ομοιόμορφα στο υλικό αλουμινίου. Όταν η ράβδος αλουμινίου τοποθετείται στον εξωθητήρα, η θερμοκρασία δεν αλλάζει πολύ.
Όταν ο εξωθητήρας ξεκινά, η τεράστια δύναμη ώθησης της ράβδου εξώθησης ωθεί το μαλακωμένο υλικό αλουμινίου έξω από την οπή της μήτρας, γεγονός που δημιουργεί μεγάλη τριβή, η οποία μετατρέπεται σε θερμοκρασία, έτσι ώστε η θερμοκρασία του εξωθημένου προφίλ να υπερβαίνει τη θερμοκρασία διαλύματος. Αυτή τη στιγμή, το μαγνήσιο λιώνει και ρέει τριγύρω, κάτι που είναι εξαιρετικά ασταθές.
Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, δεν πρέπει να είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία στερεάς κατάστασης, διαφορετικά το αλουμίνιο θα λιώσει επίσης και το προφίλ δεν θα μπορεί να σχηματιστεί. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το κράμα σειράς 6000, η θερμοκρασία της ράβδου αλουμινίου πρέπει να διατηρείται μεταξύ 400-540°C, κατά προτίμηση 470-500°C.
Εάν η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, θα προκληθεί σχίσιμο, εάν είναι πολύ χαμηλή, η ταχύτητα εξώθησης θα μειωθεί και το μεγαλύτερο μέρος της τριβής που παράγεται από την εξώθηση θα μετατραπεί σε θερμότητα, προκαλώντας αύξηση της θερμοκρασίας. Η αύξηση της θερμοκρασίας είναι ανάλογη με την ταχύτητα εξώθησης και την πίεση εξώθησης.
Η θερμοκρασία εξόδου πρέπει να διατηρείται μεταξύ 550-575°C, τουλάχιστον πάνω από 500-530°C, διαφορετικά το μαγνήσιο στο κράμα αλουμινίου δεν μπορεί να λιώσει και να επηρεάσει τις ιδιότητες του μετάλλου. Αλλά δεν πρέπει να είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία στερεού, καθώς η πολύ υψηλή θερμοκρασία εξόδου θα προκαλέσει σχίσιμο και θα επηρεάσει την ποιότητα της επιφάνειας του προφίλ.
Η βέλτιστη θερμοκρασία εξώθησης της ράβδου αλουμινίου θα πρέπει να ρυθμίζεται σε συνδυασμό με την ταχύτητα εξώθησης, έτσι ώστε η διαφορά θερμοκρασίας εξώθησης να μην είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία διαλύματος και υψηλότερη από τη θερμοκρασία στερεού. Διαφορετικά κράματα έχουν διαφορετικές θερμοκρασίες διαλύματος. Για παράδειγμα, η θερμοκρασία διαλύματος του κράματος 6063 είναι 498°C, ενώ του κράματος 6005 είναι 510°C.
Ταχύτητα τρακτέρ
Η ταχύτητα του τρακτέρ είναι ένας σημαντικός δείκτης της αποδοτικότητας της παραγωγής. Ωστόσο, διαφορετικά προφίλ, σχήματα, κράματα, μεγέθη κ.λπ. μπορεί να επηρεάσουν την ταχύτητα του τρακτέρ, κάτι που δεν μπορεί να γενικευτεί. Τα σύγχρονα δυτικά εργοστάσια προφίλ εξώθησης μπορούν να επιτύχουν ταχύτητα τρακτέρ 80 μέτρων ανά λεπτό.
Ο ρυθμός της ράβδου εξώθησης είναι ένας άλλος σημαντικός δείκτης παραγωγικότητας. Μετράται σε χιλιοστά ανά λεπτό και η ταχύτητα της ράβδου εξώθησης είναι συχνά πιο αξιόπιστη από την ταχύτητα του ελκυστήρα κατά τη μελέτη της αποδοτικότητας της παραγωγής.
Η θερμοκρασία του καλουπιού είναι πολύ σημαντική για την ποιότητα των εξωθημένων προφίλ. Η θερμοκρασία του καλουπιού πρέπει να διατηρείται περίπου στους 426°C πριν από την εξώθηση, διαφορετικά θα φράξει εύκολα ή ακόμα και θα προκαλέσει ζημιά στο καλούπι. Ο σκοπός της σβέσης είναι να «παγώσει» το στοιχείο κράματος μαγνήσιο, σταθεροποιώντας τα ασταθή άτομα μαγνησίου και εμποδίζοντάς τα να καθιζάνουν, προκειμένου να διατηρηθεί η αντοχή του προφίλ.
Τρεις κύριες μέθοδοι σβέσης περιλαμβάνουν: ψύξη με αέρα, ψύξη με υδρονέφωση, ψύξη με δεξαμενή νερού. Ο τύπος σβέσης που χρησιμοποιείται εξαρτάται από την ταχύτητα εξώθησης, το πάχος και τις απαιτούμενες φυσικές ιδιότητες του προφίλ, ιδιαίτερα τις απαιτήσεις αντοχής. Ο τύπος κράματος αποτελεί μια ολοκληρωμένη ένδειξη της σκληρότητας και των ελαστικών ιδιοτήτων του κράματος. Οι τύποι κραμάτων αλουμινίου έχουν καθοριστεί λεπτομερώς από την Αμερικανική Ένωση Αλουμινίου και υπάρχουν πέντε βασικές καταστάσεις:
Το F σημαίνει «ως κατασκευασμένο».
Το O σημαίνει «προϊόντα που έχουν υποστεί ανόπτηση και έχουν υποστεί επεξεργασία με ανοπτήσεις».
Το T σημαίνει ότι έχει υποστεί «θερμική επεξεργασία».
Το W σημαίνει ότι το υλικό έχει υποστεί θερμική επεξεργασία σε διάλυμα.
Το H αναφέρεται σε μη θερμικά επεξεργάσιμα κράματα που έχουν υποστεί «ψυχρή κατεργασία» ή «σκλήρυνση υπό τάση».
Η θερμοκρασία και ο χρόνος είναι δύο δείκτες που χρειάζονται αυστηρό έλεγχο της τεχνητής γήρανσης. Στον κλίβανο τεχνητής γήρανσης, η θερμοκρασία κάθε μέρους πρέπει να είναι η ίδια. Αν και η γήρανση σε χαμηλή θερμοκρασία μπορεί να βελτιώσει την αντοχή των προφίλ, ο απαιτούμενος χρόνος θα πρέπει να αυξηθεί ανάλογα. Για να επιτευχθούν οι καλύτερες φυσικές ιδιότητες του μετάλλου, είναι απαραίτητο να επιλεγεί το κατάλληλο κράμα αλουμινίου και η βέλτιστη μορφή του, να χρησιμοποιηθεί η κατάλληλη λειτουργία απόσβεσης, να ελεγχθεί η κατάλληλη θερμοκρασία γήρανσης και ο χρόνος γήρανσης για να βελτιωθεί η απόδοση. Η απόδοση είναι ένας άλλος σημαντικός δείκτης της αποδοτικότητας της παραγωγής. Είναι θεωρητικά αδύνατο να επιτευχθεί απόδοση 100%, επειδή τα άκρα θα αποκόψουν το υλικό λόγω των σημαδιών τσιμπήματος των τρακτέρ και των φορείων.
Επιμέλεια: May Jiang από το MAT Aluminum
Ώρα δημοσίευσης: 05 Ιουνίου 2023
