1 Въведение
С бързото развитие на алуминиевата индустрия и непрекъснатото увеличаване на тонажа на машините за екструдиране на алуминий се появи технологията за екструдиране на алуминий чрез порести форми. Екструдирането на алуминий чрез порести форми значително подобрява производствената ефективност на екструдирането и също така поставя по-високи технически изисквания към проектирането на формите и процесите на екструдиране.
2 Процес на екструдиране
Влиянието на процеса на екструдиране върху производствената ефективност на порестата алуминиева екструзия се отразява главно в контрола на три аспекта: температура на заготовката, температура на формата и изходна температура.
2.1 Температура на празната проба
Равномерната температура на заготовката има значително влияние върху изхода на екструдирането. В реалното производство, екструдиращите машини, които са склонни към обезцветяване на повърхността, обикновено се нагряват с помощта на пещи с множество заготовки. Пещите с множество заготовки осигуряват по-равномерно и цялостно нагряване на заготовката с добри изолационни свойства. Освен това, за да се осигури висока ефективност, често се използва методът „ниска температура и висока скорост“. В този случай температурата на заготовката и изходната температура трябва да бъдат тясно съобразени със скоростта на екструдиране, като настройките отчитат промените в налягането на екструдиране и състоянието на повърхността на заготовката. Настройките на температурата на заготовката зависят от действителните производствени условия, но като общо правило, за екструдиране с порести форми, температурите на заготовките обикновено се поддържат между 420-450°C, като плоските матрици се настройват малко по-високо с 10-20°C в сравнение с разделените матрици.
2.2 Температура на матрицата
Въз основа на производствения опит на място, температурите на формите трябва да се поддържат между 420-450°C. Прекомерното време за нагряване може да доведе до ерозия на формите по време на работа. Освен това, правилното разполагане на формите по време на нагряване е от съществено значение. Формите не трябва да се подреждат твърде близо една до друга, оставяйки известно разстояние между тях. Блокирането на изхода за въздушен поток на пещта за форми или неправилното разполагане може да доведе до неравномерно нагряване и неравномерна екструзия.
3 фактора, влияещи върху мухъла
Проектирането на матрици, обработката на матрици и поддръжката им са от решаващо значение за формоването на екструдираните материали и пряко влияят върху качеството на повърхността на продукта, точността на размерите и ефективността на производството. Въз основа на производствените практики и споделения опит в проектирането на матрици, нека анализираме тези аспекти.
3.1 Проектиране на матрици
Калъпът е основата на формирането на продукта и играе критична роля при определянето на формата, точността на размерите, качеството на повърхността и свойствата на материала на продукта. За порести профили на калъпи с високи изисквания към повърхността, подобряването на качеството на повърхността може да се постигне чрез намаляване на броя на отклоняващите отвори и оптимизиране на разположението на отклоняващите мостове, за да се избегне основната декоративна повърхност на профила. Освен това, за плоски матрици, използването на конструкция с обратен поток може да осигури равномерен поток на метала в кухините на матрицата.
3.2 Обработка на матрици
По време на обработката на матрицата, минимизирането на съпротивлението на потока на метала при мостовете е от решаващо значение. Плавното фрезоване на отклоняващите мостове осигурява точността на позициите им и спомага за постигане на равномерен поток на метала. За профили с високи изисквания за качество на повърхността, като например слънчеви панели, помислете за увеличаване на височината на заваръчната камера или използване на вторичен заваръчен процес, за да осигурите добри резултати от заваряването.
3.3 Поддръжка на мухъл
Редовната поддръжка на матриците е също толкова важна. Полирането на матриците и прилагането на азотна поддръжка могат да предотвратят проблеми като неравномерна твърдост в работните зони на матриците.
4 Качество на празното поле
Качеството на заготовката има решаващо влияние върху качеството на повърхността на продукта, ефективността на екструдирането и повредите на матрицата. Заготовките с лошо качество могат да доведат до проблеми с качеството, като например канали, обезцветяване след окисляване и намален живот на матрицата. Качеството на заготовката включва правилния състав и еднородност на елементите, като и двете влияят пряко върху изхода на екструдиране и качеството на повърхността.
4.1 Конфигурация на композицията
Вземайки за пример профилите на слънчеви панели, правилната конфигурация на Si, Mg и Fe в специализираната сплав 6063 за екструдиране чрез порести форми е от съществено значение за постигане на идеално качество на повърхността, без да се прави компромис с механичните свойства. Общото количество и съотношението на Si и Mg са от решаващо значение и въз основа на дългосрочния производствен опит, поддържането на Si+Mg в диапазона 0,82-0,90% е подходящо за получаване на желаното качество на повърхността.
При анализа на несъответстващи заготовки за слънчеви панели беше установено, че микроелементите и примесите са нестабилни или надвишават границите, което значително влияе върху качеството на повърхността. Добавянето на елементи по време на легиране в топилния цех трябва да се извършва внимателно, за да се избегне нестабилност или излишък на микроелементи. В класификацията на отпадъците в индустрията, отпадъците от екструдиране включват първични отпадъци, като например отрезки и основен материал, вторичните отпадъци включват отпадъци от последваща обработка от операции като окисляване и прахово боядисване, а топлоизолационните профили се категоризират като третични отпадъци. За окислените профили трябва да се използват специални заготовки и обикновено не се добавят отпадъци, когато материалите са достатъчни.
4.2 Процес на производство на заготовки
За да се получат висококачествени заготовки, е от съществено значение стриктно спазване на изискванията за процес за продължителност на продухване с азот и време за утаяване на алуминия. Легиращите елементи обикновено се добавят на блокове и се използва старателно смесване, за да се ускори разтварянето им. Правилното смесване предотвратява образуването на локализирани зони с висока концентрация на легиращи елементи.
Заключение
Алуминиевите сплави се използват широко в превозни средства с нова енергия, с приложения в структурни компоненти и части като каросерията, двигателя и колелата. Увеличеното използване на алуминиеви сплави в автомобилната индустрия се обуславя от търсенето на енергийна ефективност и екологична устойчивост, съчетани с напредъка в технологията за алуминиеви сплави. За профили с високи изисквания за качество на повърхността, като например алуминиеви тави за батерии с множество вътрешни отвори и високи изисквания за механични характеристики, подобряването на ефективността на екструдирането с порести форми е от съществено значение за просперитета на компаниите в контекста на енергийната трансформация.
Редактирано от Мей Джианг от MAT Aluminum
Време на публикуване: 30 май 2024 г.
