Sul mercato, il metodo di produzione convenzionale per la fabbricazione di profili in alluminio è l'estrusione di lingotti di alluminio. Tuttavia, produttori di profili in alluminio Spesso causano difetti di prodotto dovuti alla relazione tra la velocità di estrusione dei profili in alluminio e vari fattori durante la produzione. Questo articolo presenterà diversi nuovi processi di estrusione e i possibili difetti dei prodotti, proponendo misure specifiche per la corretta selezione del metodo di estrusione più adatto alla produzione di profili in alluminio.
A cosa bisogna fare attenzione quando si estrudono profili in alluminio?
La velocità di estrusione si riferisce alla velocità di uscita del prodotto o alla velocità di avanzamento del pistone principale dell'estrusore. Nella produzione effettiva, la velocità di uscita del prodotto viene controllata regolando la velocità di avanzamento dello stantuffo primario della macchina. La velocità di estrusione è un fattore essenziale che influenza l'efficienza produttiva e la qualità del prodotto (come la superficie e le dimensioni del prodotto, ecc.), quindi la velocità di estrusione appropriata è fondamentale. La velocità di estrusione della lega di alluminio 6063 (velocità di uscita della matrice) è compresa tra 9 e 60 m/min, di cui la parte solida è di 9 e 20 m/min. Questo articolo presenta una semplice analisi dei fattori che influenzano la velocità di estrusione e come controllarla.
Analisi dei fattori che influenzano la velocità di estrusione
Nel processo di estrusione dei profili in alluminio, influiscono la velocità di estrusione, il tipo di lega, lo stato e le dimensioni del lingotto, la forma del prodotto, il grado di deformazione (o coefficiente di estrusione), la temperatura di deformazione, la struttura dell'utensile (matrice), le condizioni di processo e altri fattori correlati.
L'effetto della qualità del lingotto: Gli indicatori di qualità del lingotto sono principalmente la granulometria graduata a 1 grano, un contenuto di idrogeno inferiore a 0.1 ml/100 g di alluminio, una minore presenza di scorie e una grana fine (rimuovere le particelle di scoria superiori a 0.008 mm), una struttura metallografica uniforme, l'assenza di crepe, lacune, pori e segregazione elementare. In questo modo, la plasticità e la deformabilità del lingotto risultano buone, la forza di estrusione del profilo in alluminio viene ridotta e la velocità di estrusione aumenta. In caso contrario, la velocità di estrusione sarà lenta e le perdite di materiale saranno elevate.
Influenza della temperatura di estrusione: Quando il metallo viene estruso, all'aumentare della temperatura aumenta la disomogeneità della fluidità del metallo. Durante l'intero processo di estrusione, anche la temperatura del lingotto nella zona di deformazione aumenta gradualmente e, maggiore è la velocità di estrusione, maggiore è la temperatura, che può raggiungere circa 100 °C.
Quando la temperatura del metallo nella zona di deformazione supera la temperatura critica massima ammissibile, il metallo entra in uno stato di fragilità a caldo e forma cricche di estrusione. Pertanto, quando la temperatura del lingotto è elevata, la velocità di estrusione deve essere gradualmente ridotta durante il processo. Il lingotto in lega di alluminio 6063 viene generalmente preriscaldato a 480~520 °C e il cilindro di estrusione a 400~450 °C.
Forma del profilo: l'effetto delle dimensioni e della forma La dimensione della forma e la geometria del profilo concavo hanno un effetto evidente sulla velocità di deflusso del metallo dal prodotto estruso.
La regola generale è che la geometria del prodotto è semplice, la simmetria è buona e il prodotto con un piccolo rapporto larghezza-spessore può essere relativamente alto; al contrario, il prodotto con una dimensione geometrica complessa, un grande rapporto larghezza-spessore e una grande differenza di spessore della parete e scarsa simmetria La velocità di estrusione dei prodotti dovrebbe essere relativamente lenta. Nelle stesse condizioni, più sottile è lo spessore della parete del prodotto, più uniforme è la deformazione del prodotto lungo la sezione trasversale e minore è la tendenza a produrre crepe di estrusione, quindi la velocità di estrusione può essere maggiore.
Influenza del grado di deformazione: Maggiore è il grado di deformazione del prodotto, maggiore è la forza di estrusione richiesta e maggiore è il calore di deformazione del metallo, quindi la velocità di estrusione del prodotto è più lenta; al contrario, il grado di deformazione è piccolo e il metallo scorre uniformemente, la velocità di estrusione può essere Affrettati.
Influenza della struttura dello stampo: Quando si estrudono profili in lega di alluminio, il tipo di anima della matrice utilizzata è determinato dalle caratteristiche del profilo. Generalmente, il profilo pieno adotta una matrice piana, mentre il profilo cavo adotta una matrice a forma di linguetta o a shunt.
Ad esempio, per le leghe 6063, la matrice piana offre una resistenza inferiore rispetto alla matrice a linguetta o alla matrice combinata divisa, quindi la velocità di estrusione può essere maggiore. Per il nucleo della stessa struttura, maggiore è la larghezza della cinghia di lavoro del nucleo, maggiore è l'attrito tra la lega e la superficie della cinghia di lavoro, maggiore è la sollecitazione di trazione aggiuntiva sulla superficie del prodotto e maggiore è la tendenza alla formazione di cricche da estrusione sulla superficie del prodotto. Pertanto, la velocità di estrusione deve essere ridotta di conseguenza.
Nuovo metodo di lavorazione: aumento della velocità di estrusione dei profili in alluminio
Con lo sviluppo della tecnologia moderna, sono emersi nuovi processi per aumentare la velocità di estrusione e sono stati sviluppati nuovi processi di estrusione come l'estrusione isotermica, l'estrusione isobarica, l'estrusione a velocità costante, l'estrusione ad alta temperatura, l'estrusione a bassa temperatura e l'estrusione a freddo con azoto. Utilizzando queste nuove tecniche di lavorazione, è possibile produrre profili in alluminio con meno difetti di prodotto in tempi più rapidi. Quali sono quindi i nuovi processi di estrusione dell'alluminio?
Processo di estrusione isotermica：L'estrusione isotermica consiste nel regolare automaticamente la velocità di estrusione per mantenere la temperatura nella zona di deformazione entro un intervallo costante per raggiungere lo scopo di un'estrusione rapida, in particolare alcune apparecchiature sono dotate anche di un dispositivo microcomputer per ottenere il controllo automatico dell'estrusione. lo scopo della velocità di pressatura.
Processo di estrusione rapida a bassa temperatura: La temperatura di estrusione rapida a bassa temperatura è di 440~460 °C. Questa tecnologia è stata precedentemente applicata dalla North Star Aluminum Company giapponese, che estrudeva la lega di alluminio 6063 a 430 °C. La velocità di estrusione era di 30~50 m/min, prendendo come limite superiore la matrice piana e come limite inferiore la matrice cava.
La tecnologia a bassa temperatura si riferisce alla temperatura di ingresso nello stampo e alla temperatura di uscita dallo stampo, che deve raggiungere l'intervallo di temperatura ottimale per la tempra ad aria (515~525 °C), altrimenti la durezza e la resistenza del profilo non saranno ottimali. Il segreto dell'applicazione di questa tecnologia sta nel raggiungere la corretta temperatura di estrusione.
Processo di estrusione lenta e ad alta temperatura: La temperatura di estrusione elevata e lenta è di 500~520 ℃ e la velocità non deve essere elevata durante l'estrusione. Questo perché la temperatura di rilascio dello stampo è superiore a 525 ℃ e quando il raffreddamento ad aria è insufficiente, il prodotto produce spesso una struttura a grana grande e grossolana; i suoi due magnesio e silicio non possono essere completamente sciolti e la durezza e la resistenza della lega sono basse; è una combinazione a tre vie. Se la matrice viene estrusa troppo velocemente, la temperatura è elevata, l'apporto di metallo è insufficiente, si forma una struttura lassa lungo la linea di derivazione ed è facilmente esposta alla corrosione durante la pulizia alcalina, il che influisce sulla qualità del profilo di post-elaborazione.
Processo di estrusione a freddo con azotoDurante il processo di estrusione, l'azoto liquido freddo immagazzinato nel serbatoio viene introdotto nel nastro di lavoro della filiera di estrusione. Da un lato, è possibile ridurre l'attrito di contatto tra il prodotto e il nastro di lavoro del nucleo; dall'altro, è possibile raffreddare la filiera di estrusione e la zona di deformazione per eliminare il calore di deformazione e, allo stesso tempo, l'uscita del nucleo è controllata dall'azoto, che non solo riduce l'ossidazione della superficie del prodotto, ma riduce anche la coesione e l'accumulo di allumina. Pertanto, l'estrusione a freddo con azoto non solo migliora la qualità superficiale del prodotto, ma aumenta anche notevolmente la velocità di estrusione.
Sintesi
La velocità di estrusione è uno dei fattori più importanti che influenzano la qualità e i vantaggi economici dei profilati. Attraverso l'analisi di cui sopra, nella produzione effettiva, è possibile migliorarla nei seguenti aspetti:
(1) Per migliorare la qualità dei lingotti in lega di alluminio, utilizzare parametri di processo di estrusione appropriati e stampi di buona qualità per migliorare la qualità e l'efficienza del prodotto.
(2) In produzione, l'operatore deve controllare e regolare opportunamente la velocità di estrusione in base alla forma, alle dimensioni, al grado di deformazione, alla struttura dello stampo e ai parametri di processo del prodotto, migliorandone così la qualità.
(3) Ricercare attivamente nuove tecnologie di estrusione per migliorare la qualità del prodotto e l'efficienza produttiva.
