Взагалі кажучи, щоб отримати вищі механічні властивості, слід вибрати вищу температуру екструзії. Однак для сплаву 6063, коли загальна температура екструзії вища за 540°C, механічні властивості профілю більше не підвищаться, а коли вона нижча за 480°C, міцність на розрив може бути некваліфікованою.
Якщо температура екструзії занадто висока, на продукті з’являться бульбашки, тріщини, поверхневі подряпини та навіть задирки через прилипання алюмінію до форми. Тому для отримання виробів з високою якістю поверхні часто використовують відносно низькі температури екструзії.
Хороше обладнання також є ключовим моментом для підвищення ефективності виробництва екструзії алюмінію, особливо трьох основних частин алюмінієвого екструдера, печі для нагріву алюмінієвого стрижня та печі для нагріву прес-форм. Крім того, найважливіше мати відмінного оператора екструзії.
Термічний аналіз
Алюмінієві прутки та стрижні необхідно попередньо нагріти перед екструзією, щоб досягти температури, близької до температури розчину, щоб магній в алюмінієвому стрижні міг розплавитися та рівномірно текти в алюмінієвому матеріалі. Коли алюмінієвий стрижень поміщається в екструдер, температура не сильно змінюється.
Коли екструдер запускається, величезна сила штовхання екструдованого стрижня виштовхує розм’якшений алюмінієвий матеріал з отвору матриці, що створює велике тертя, яке перетворюється на температуру, так що температура екструдованого профілю перевищує температуру сольвусу. У цей час магній плавиться і розтікається, що є вкрай нестійким.
Коли температура підвищується, вона не повинна бути вище температури солідусу, інакше алюміній також розплавиться, і профіль не сформується. Взявши як приклад сплав серії 6000, температура алюмінієвого стрижня повинна підтримуватися в межах 400-540 °C, переважно 470-500 °C.
Якщо температура надто висока, це призведе до розриву, якщо вона надто низька, швидкість екструзії буде знижена, і більша частина тертя, створюваного екструзією, перетвориться на тепло, викликаючи підвищення температури. Підвищення температури пропорційне швидкості екструзії та тиску екструзії.
Температура на виході повинна підтримуватися в межах 550-575 °C, принаймні вище 500-530 °C, інакше магній в алюмінієвому сплаві не може розплавитися і вплинути на властивості металу. Але вона не повинна бути вище температури солідусу, занадто висока температура на виході спричинить розрив і погіршить якість поверхні профілю.
Оптимальну температуру екструзії алюмінієвого стрижня слід регулювати в поєднанні зі швидкістю екструзії так, щоб різниця температур екструзії була не нижчою за температуру сольвусу і не вищою за температуру солідусу. Різні сплави мають різну температуру розчинення. Наприклад, температура розчинення сплаву 6063 становить 498°C, а сплаву 6005 — 510°C.
Швидкість трактора
Швидкість трактора є важливим показником ефективності виробництва. Проте різні профілі, форми, сплави, розміри тощо можуть впливати на швидкість трактора, що не можна узагальнювати. Сучасні західні заводи екструзійного профілю можуть досягати швидкості трактора 80 метрів за хвилину.
Швидкість екструзії - ще один важливий показник продуктивності. Вона вимірюється в міліметрах на хвилину, і швидкість екструзійного стрижня часто є надійнішою, ніж швидкість трактора, коли вивчається ефективність виробництва.
Температура форми дуже важлива для якості екструдованих профілів. Перед екструзією температура форми повинна підтримуватися приблизно на рівні 426°C, інакше вона легко заб’ється або навіть пошкодить форму. Метою загартування є «заморожування» легуючого елемента магнію, стабілізація нестабільних атомів магнію та запобігання їх осіданню, щоб зберегти міцність профілю.
Три основні методи гасіння включають: повітряне охолодження, охолодження водяним туманом, охолодження водяного бака. Використовуваний тип загартування залежить від швидкості екструзії, товщини та необхідних фізичних властивостей профілю, особливо вимог до міцності. Тип сплаву є вичерпним показником твердості та пружних властивостей сплаву. Типи алюмінієвих сплавів були детально визначені Американською асоціацією алюмінію, і існує п’ять основних станів:
F означає «як виготовлено».
O означає «відпалені ковані вироби».
T означає, що він був «термічно оброблений».
W означає, що матеріал пройшов термічну обробку.
H означає сплави, що не піддаються термічній обробці, які піддаються «холодній обробці» або «деформаційному зміцненню».
Температура і час - це два показники, які потребують суворого контролю штучного старіння. У печі для штучного старіння кожна частина температури повинна бути однаковою. Хоча старіння при низькій температурі може підвищити міцність профілів, необхідний час повинен бути відповідно збільшений. Щоб досягти найкращих фізичних властивостей металу, необхідно вибрати відповідний алюмінієвий сплав та його оптимальну форму, використовувати відповідний режим гартування, контролювати відповідну температуру старіння та час старіння для покращення виходу. Вихід є ще одним важливим показником виробництва ефективність. Досягти 100% виходу теоретично неможливо, тому що обухи будуть зрізати матеріал через защемлення тракторів і носилок.
Під редакцією May Jiang з MAT Aluminium
Час публікації: 05 червня 2023 р
