Quando o metal é extrudado, à medida que a temperatura aumenta, a não uniformidade da fluidez do metal aumenta. Durante todo o processo de extrusão, a temperatura do lingote na zona de deformação também aumenta gradualmente, e quanto maior a velocidade de extrusão, maior a temperatura, podendo o aumento de temperatura atingir cerca de 100°C.
Quando a temperatura do metal na zona de deformação excede a temperatura crítica de deformação máxima permitida, o metal entra em um estado quebradiço a quente e forma trincas de extrusão. Portanto, quando a temperatura do lingote é alta, a velocidade de extrusão deve ser gradualmente reduzida durante o processo de extrusão. O lingote de liga de alumínio 6063 é geralmente pré-aquecido a 480-520°C, e o cilindro de extrusão é pré-aquecido a 400-450°C.
Então, quais são os fatores que afetam a velocidade de extrusão de perfis de alumínio? Além disso, 3 processos de extrusão são usados para melhorar a velocidade de extrusão.
3 Fatores para a Velocidade de Extrusão de Perfis de Alumínio
1. Formato do perfil
O impacto do tamanho e da forma As dimensões externas e a geometria do perfil côncavo têm um efeito significativo na velocidade de saída do metal do produto extrudado.
Para perfis de alumínio, a forma geométrica do produto é simples, a simetria é boa e o produto com uma pequena relação largura-espessura pode ser relativamente maior; por outro lado, a velocidade de extrusão do produto com geometria complexa, grande relação largura-espessura, grande diferença de espessura de parede e baixa simetria deve ser maior. Relativamente mais lenta.
Nas mesmas condições, quanto menor a espessura da parede do produto, mais uniforme será a deformação do produto ao longo da seção transversal e menor a tendência a trincas de extrusão. Portanto, a velocidade de extrusão pode ser maior.
2. Influência do grau de deformação
Quanto maior o grau de deformação dos produtos de perfil de alumínio, maior a força de extrusão necessária e maior o calor de deformação do metal, de modo que a velocidade de saída do produto é mais lenta; ao contrário, o grau de deformação é pequeno e o fluxo de metal é uniforme, e a velocidade de extrusão pode ser mais rápida.
3. Influência da estrutura do molde
Na extrusão de perfis de liga de alumínio, o tipo de núcleo a ser utilizado é determinado pelas características do perfil. Geralmente, o perfil sólido adota uma matriz plana, enquanto o perfil oco adota uma matriz do tipo macho ou fêmea bipartida.
Para a liga de alumínio 6063, a matriz plana apresenta menor resistência do que a matriz macho-fêmea ou a matriz bipartida, portanto, a velocidade de extrusão pode ser maior. Para o núcleo do molde com a mesma estrutura, quanto mais larga a correia de trabalho do núcleo do molde, maior o atrito entre a liga e a superfície da correia de trabalho, maior a tensão de tração adicional na superfície do produto e maior a tendência a trincas de extrusão na superfície do produto. Portanto, a velocidade de extrusão precisa ser reduzida de acordo.
Em segundo lugar, da perspectiva do atrito da superfície entre o metal e a correia de trabalho do núcleo, quanto mais dura e lisa for a correia de trabalho do núcleo, mais rápida deverá ser a velocidade de extrusão.
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Com o desenvolvimento da tecnologia moderna, surgiu um novo processo para aumentar a velocidade de extrusão, e novos processos de extrusão, como extrusão isotérmica, extrusão isobárica, extrusão de velocidade constante, extrusão de alta temperatura, extrusão de baixa temperatura e extrusão a frio de nitrogênio, foram desenvolvidos.
1. Processo de extrusão isotérmica
A extrusão isotérmica visa manter a temperatura na zona de deformação dentro de uma faixa constante, ajustando automaticamente a velocidade de extrusão, a fim de atingir o objetivo de extrusão rápida. Em particular, alguns equipamentos também são equipados com um dispositivo microcomputador para realizar a extrusão de controle automático. O objetivo é a velocidade de prensagem.
2. Processo de extrusão rápida de baixa temperatura
A temperatura de extrusão rápida em baixa temperatura é de 440 a 460 °C. Essa tecnologia foi aplicada anteriormente na Beijing Aluminum Company, no Japão. Utilizaram 430 °C para extrudar a liga de alumínio 6063, com velocidades de extrusão de 30 a 50 m/min, sendo o limite superior para a matriz plana e o limite inferior para a matriz oca.
A tecnologia de baixa temperatura refere-se à temperatura de entrada do molde, e a temperatura de saída do molde deve atingir a faixa ideal de temperatura de resfriamento a ar e têmpera (515°C a 525°C), caso contrário, a dureza e a resistência do perfil não serão qualificadas. Como atingir a temperatura adequada de desmoldagem durante a extrusão é o segredo da aplicação dessa tecnologia.
3. Processo de extrusão lenta em alta temperatura
A temperatura de extrusão lenta e em alta temperatura é de 500 a 520 °C, e não deve ser rápida durante a extrusão. O motivo é:
- Quando a temperatura de liberação do molde é superior a 525°C e o resfriamento do ar é insuficiente, o produto geralmente apresenta uma estrutura de grãos grandes e grossos;
- O magnésio e o silício não podem ser completamente dissolvidos, e a dureza e a resistência da liga são baixas;
- Para matrizes combinadas de fluxo dividido, se a extrusão for muito rápida, a temperatura for alta e o suprimento de metal for insuficiente, uma estrutura solta será formada ao longo da linha de divisão, que será facilmente corroída e exposta durante a limpeza alcalina, o que afetará a qualidade do perfil pós-processamento. Portanto, a velocidade de extrusão deve ser menor.
4. Processo de extrusão a frio de nitrogênio
Durante o processo de extrusão, nitrogênio líquido frio armazenado em tanques é introduzido na correia de trabalho da matriz de extrusão.
- Pode reduzir o atrito de contato entre o produto e a correia de trabalho do núcleo;
- Ele pode resfriar a matriz de extrusão e a zona de deformação, eliminando o calor da deformação. Ao mesmo tempo, a saída do núcleo é controlada por nitrogênio, o que não só reduz a oxidação da superfície do produto, como também a adesão e o acúmulo de alumina.
Portanto, a extrusão a frio com nitrogênio não apenas melhora a qualidade da superfície do produto, mas também aumenta muito a velocidade de extrusão.
