Най-общо казано, за да се получат по-високи механични свойства, трябва да се избере по-висока температура на екструдиране. Въпреки това, за сплав 6063, когато общата температура на екструдиране е по-висока от 540°C, механичните свойства на профила вече няма да се повишат, а когато е по-ниска от 480°C, якостта на опън може да бъде неквалифицирана.
Ако температурата на екструдиране е твърде висока, върху продукта ще се появят мехурчета, пукнатини и повърхностни драскотини и дори неравности поради полепването на алуминия по формата. Следователно, за да се получат продукти с високо качество на повърхността, често се използват относително ниски температури на екструдиране.
Доброто оборудване също е ключов момент за подобряване на производствената ефективност на екструдирането на алуминий, особено на трите основни части от алуминиев екструдер, пещ за нагряване на алуминиев прът и пещ за нагряване на матрица. Освен това най-важното е да имате отличен екструзионен оператор.
Термичен анализ
Алуминиевите пръти и пръти трябва да бъдат предварително нагрети преди екструдиране, за да достигнат температура, близка до температурата на солвус, така че магнезият в алуминиевия прът да може да се стопи и да тече равномерно в алуминиевия материал. Когато алуминиевият прът се постави в екструдера, температурата не се променя много.
Когато екструдерът стартира, огромната натискаща сила на екструдиращия прът избутва омекотения алуминиев материал от отвора на матрицата, което генерира много триене, което се превръща в температура, така че температурата на екструдирания профил надвишава температурата на солвус. По това време магнезият се топи и тече наоколо, което е изключително нестабилно.
Когато температурата се повиши, тя не трябва да бъде по-висока от температурата на солидус, в противен случай алуминият също ще се разтопи и профилът не може да бъде оформен. Като вземем за пример сплав от серия 6000, температурата на алуминиевия прът трябва да се поддържа между 400-540°C, за предпочитане 470-500°C.
Ако температурата е твърде висока, това ще доведе до разкъсване, ако е твърде ниска, скоростта на екструзия ще бъде намалена и по-голямата част от триенето, генерирано от екструзията, ще се преобразува в топлина, което води до повишаване на температурата. Повишаването на температурата е пропорционално на скоростта на екструдиране и налягането на екструдиране.
Температурата на изхода трябва да се поддържа между 550-575°C, поне над 500-530°C, в противен случай магнезият в алуминиевата сплав не може да се разтопи и да повлияе на свойствата на метала. Но тя не трябва да бъде по-висока от температурата на солидус, твърде високата температура на изхода ще причини разкъсване и ще повлияе на качеството на повърхността на профила.
Оптималната температура на екструзия на алуминиевия прът трябва да се регулира в комбинация със скоростта на екструзия, така че температурната разлика на екструзия да не е по-ниска от температурата на солвус и не по-висока от температурата на солидус. Различните сплави имат различни температури на разтворимост. Например температурата на разтворимост на сплав 6063 е 498°C, докато тази на сплав 6005 е 510°C.
Скорост на трактора
Скоростта на трактора е важен показател за ефективността на производството. Въпреки това различни профили, форми, сплави, размери и т.н. могат да повлияят на скоростта на трактора, което не може да бъде обобщено. Съвременните западни фабрики за екструдиране на профили могат да постигнат скорост на трактора от 80 метра в минута.
Скоростта на екструдиране е друг важен показател за производителността. Измерва се в милиметри в минута и скоростта на екструзионния прът често е по-надеждна от скоростта на трактора, когато се изследва ефективността на производството.
Температурата на формата е много важна за качеството на екструдираните профили. Температурата на формата трябва да се поддържа на около 426°C преди екструдиране, в противен случай тя лесно ще запуши или дори ще повреди формата. Целта на охлаждането е да "замрази" легиращия елемент магнезий, стабилизирайки нестабилните магнезиеви атоми и предотвратявайки тяхното утаяване, за да се запази здравината на профила.
Три основни метода на охлаждане включват: въздушно охлаждане, охлаждане с водна мъгла, охлаждане с воден резервоар. Видът на използваното закаляване зависи от скоростта на екструдиране, дебелината и необходимите физични свойства на профила, особено изискванията за якост. Типът сплав е изчерпателна индикация за твърдостта и еластичните свойства на сплавта. Типовете алуминиеви сплави са описани подробно от Американската алуминиева асоциация и има пет основни състояния:
F означава „като произведено“.
O означава „закалени ковани продукти“.
T означава, че е бил „топлинно обработен“.
W означава, че материалът е термично обработен с разтвор.
H се отнася до сплави, които не подлежат на термична обработка, които са „студено обработени“ или „закалени на деформация“.
Температурата и времето са два показателя, които се нуждаят от строг контрол на изкуственото стареене. В пещта за изкуствено стареене всяка част от температурата трябва да бъде еднаква. Въпреки че стареенето при ниска температура може да подобри здравината на профилите, необходимото време трябва да се увеличи съответно. За да се постигнат най-добрите физични свойства на метала, е необходимо да се избере подходящата алуминиева сплав и нейната оптимална форма, да се използва подходящ режим на охлаждане, да се контролира подходящата температура на стареене и време на стареене, за да се подобри добивът, добивът е друг важен индекс на производството ефективност. Теоретично е невъзможно да се постигне 100% добив, защото задниците ще отрежат материала поради следите от прищипване на тракторите и носилките.
Редактирано от May Jiang от MAT Aluminium
Време на публикуване: 05 юни 2023 г
