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 увеличават, а когато е по-ниска от 480°C, якостта на опън може да е неквалифицирана.
Ако температурата на екструдиране е твърде висока, върху продукта ще се появят мехурчета, пукнатини, повърхностни драскотини и дори грапавини поради залепването на алуминия към матрицата. Следователно, за да се получат продукти с високо качество на повърхността, често се използват относително ниски температури на екструдиране.
Доброто оборудване е ключов момент за подобряване на производствената ефективност на алуминиевата екструзия, особено трите основни части - алуминиев екструдер, пещ за нагряване на алуминиеви пръти и пещ за нагряване на форми. Освен това, най-важното е да имате отличен оператор за екструдиране.
Термичен анализ
Алуминиевите пръти и пръчки трябва да се нагреят предварително преди екструдиране, за да достигнат температура, близка до температурата на разтворимост, така че магнезият в алуминиевия прът да може да се разтопи и да тече равномерно в алуминиевия материал. Когато алуминиевият прът се постави в екструдера, температурата не се променя много.
Когато екструдерът стартира, огромната сила на натискане на екструдиращия прът избутва омекналия алуминиев материал от отвора на матрицата, което генерира голямо триене, което се превръща в температура, така че температурата на екструдирания профил надвишава температурата на разтворителя. В този момент магнезият се топи и тече, 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 няма да може да се оформи. Вземайки за пример сплавта 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 причини разкъсване, ако е твърде ниска, скоростта на екструдиране ще се намали и по-голямата част от триенето, генерирано от екструдирането, ще се преобразува в топлина, което ще доведе 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 е по-висока от температурата на солидус, тъй като твърде високата температура на изхода ще причини разкъсване и ще повлияе на качеството на повърхността на профила.
Оптималната температура на екструдиране на алуминиевия прът трябва да се регулира в комбинация със скоростта на екструдиране, така че температурната разлика при екструдиране да не е по-ниска от температурата на разтворимост и да не е 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. Различните профили, форми, сплави, размери и др. обаче могат да повлияят на скоростта на трактора, което не може да се обобщава. Съвременните западни фабрики за екструдиране на профили могат да постигнат скорост на трактора от 80 метра в минута.
Скоростта на екструзионния прът е друг важен показател за производителност. Тя се измерва в милиметри в минута и 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 около 426°C преди екструдиране, в противен случай тя лесно ще се запуши или дори ще повреди формата. Целта на закаляването е да се „замрази“ легиращият елемент магнезий, стабилизирайки нестабилните магнезиеви атоми и предотвратявайки тяхното утаяване, за да се запази здравината на профила.
Три основни метода за закаляване включват: охлаждане с въздух, 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. Видът на сплавта е изчерпателен показател за твърдостта и еластичните свойства на сплавта. Видовете алуминиеви сплави са подробно специфицирани от Американската алуминиева асоциация и има пет основни състояния:
F означава „както е изработено“.
O означава „отгряти ковани продукти“.
Т означава, че е било „термично обработено“.
W означава, че материалът е претърпял термична обработка в разтвор.
H се отнася до нетермично обработваеми сплави, които са „студено обработени“ или „деформационно закалени“.
Температурата и времето са два показателя, които изискват 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 ще трябва да се увеличи съответно. За да се постигнат най-добри физични свойства на метала, е необходимо да се избере подходяща алуминиева сплав и нейната оптимална форма, да се използва подходящ режим на закаляване, да се контролира подходящата температура и време на стареене, за да се подобри добива. Добивът е друг важен показател за ефективност на производството. Теоретично е невъзможно да се постигне 100% добив, тъй като челните части ще отрежат материала поради следите от защипване на тракторите и носилките.
Редактирано от Мей Джианг от MAT Aluminum
Време на публикуване: 05 юни 2023 г.
