1. Характеристики спеціальних прецизійних екструзійних матеріалів з алюмінію та алюмінієвих сплавів
Цей тип продукції має особливу форму, тонку товщину стінок, невелику вагу одиниці та дуже суворі вимоги допуску. Зазвичай такі вироби називають прецизійними (або надточними) профілями (трубами) з алюмінієвих сплавів, а технологію виготовлення таких виробів — прецизійною. (або надточна) екструзія.
Основними характеристиками спеціальної точності (або надточності) екструзії з алюмінієвого сплаву є:
(1) Є багато різновидів, невеликі партії, і більшість із них є екструзійними матеріалами спеціального призначення, які використовуються майже у всіх сферах життя та всіх аспектах життя людей, включаючи всі екструзійні продукти, такі як труби, прутки, профілі і дроти з різним сплавом і станом. Через малий поперечний переріз, тонку товщину стінок, малу вагу та невеликі партії, як правило, непросто організувати виробництво.
(2) Складні форми та спеціальні контури, переважно профільовані, плоскі, широкі, крилаті, зубчасті, пористі профілі або труби. Площа поверхні на одиницю об'єму велика, а технологія виробництва складна.
(3) Широке застосування, спеціальні вимоги до продуктивності та функціональності. Щоб відповідати вимогам використання продукту, вибрано багато станів сплаву, що охоплює майже всі сплави від 1 × × × до 8 × × × серій і десятки станів обробки з високим технічним вмістом.
(4) Вишуканий зовнішній вигляд і тонка товщина стінки, як правило, менше 0,5 мм, деякі навіть досягають приблизно 0,1 мм, вага на метр становить лише кілька грамів до десятків грамів, але довжина може досягати кількох метрів або навіть сотень метрів .
5) Вимоги розділу до точності розмірів і геометричних допусків дуже суворі. Загалом, допуски невеликих прецизійних профілів із алюмінієвого сплаву більш ніж удвічі суворіші, ніж допуски спеціального класу в стандартах JIS, GB та ASTM. Допуск на товщину стінки загальних прецизійних профілів із алюмінієвого сплаву повинен становити від ±0,04 мм до 0,07 мм, тоді як допуск на розмір перерізу для надточних профілів із алюмінієвого сплаву може досягати ±0,01 мм. Наприклад, вага прецизійного алюмінієвого профілю, який використовується для потенціометра, становить 30 г/м, а діапазон допуску розміру профілю становить ±0,07 мм. Допуск розміру поперечного перерізу точних алюмінієвих профілів для ткацьких верстатів становить ±0,04 мм, відхилення кута менше 0,5 °, а ступінь вигину становить 0,83 × L. Іншим прикладом є високоточна ультратонка плоска труба для автомобілів шириною 20 мм, висотою 1,7 мм, товщиною стінки 0,17±0,01 мм і 24 отворами, які є типовими надточними профілями з алюмінієвого сплаву.
(6) Він має високий технічний вміст і його дуже складно виробляти, і має особливі вимоги до екструзійного обладнання, інструментів, заготовок і виробничих процесів. На малюнку 1 наведено приклад розрізу деяких невеликих прецизійних профілів з алюмінієвого сплаву.
2. Класифікація спеціальних прецизійних екструзійних матеріалів з алюмінієвих сплавів
Прецизійні або надточні алюмінієві сплави широко використовуються в електронних приладах, комунікаційному обладнанні та передовій науці, національній обороні та військовій промисловості, точних механічних інструментах, слабкому струмовому обладнанні, аерокосмічній, ядерній промисловості, енергетиці та енергетиці, підводних човнах і кораблях, автомобілі та транспортні засоби, медичне обладнання, апаратні засоби, освітлення, фото та електронні прилади. Загалом, прецизійні або надточні профілі з алюмінієвого сплаву можна розділити на дві категорії відповідно до їхніх зовнішніх характеристик: перша категорія – це профілі з невеликими розмірами. Такий тип профілю також називають ультрамалим профілем або міні-формою. Його загальний розмір зазвичай становить лише кілька міліметрів, мінімальна товщина стінки становить менше 0,5 мм, а вага одиниці становить від кількох грамів до десятків грамів на метр. Через невеликий розмір для них зазвичай потрібні жорсткі допуски. Наприклад, допуск розмірів поперечного перерізу становить менше ±0,05 мм. Крім того, вимоги до прямолінійності та кручення екструдованих виробів також дуже суворі.
Інший тип - це профілі, які мають не дуже малий розмір поперечного перерізу, але вимагають дуже суворих допусків на розміри, або профілі, які мають складну форму поперечного перерізу та тонку товщину стінки, хоча розмір поперечного перерізу великий. На малюнку 2 показано трубу спеціальної форми (промисловий чистий алюміній), екструдовану японською компанією на горизонтальному гідравлічному пресі 16,3 МН зі спеціальною роздільною матрицею для конденсатора автомобільного кондиціонера. Складність екструзійного формування цього типу профілю не менша, ніж у попереднього типу ультрамалого профілю. Екструдовані профілі з великим розміром перерізу та дуже суворими вимогами допуску вимагають не лише вдосконаленої технології проектування прес-форм, але й суворої технології керування для всього процесу виробництва від заготовки до готового продукту.
З початку 1980-х років, завдяки практичному застосуванню технології безперервної екструзії Conform і розвитку промислових технологій, екструзія малих і наддрібних профілів швидко розвивається. Однак через різні причини, такі як обмеження обладнання, вимоги до якості продукції та прогрес у технології екструзії, виробництво невеликих профілів на звичайному екструзійному обладнанні все ще займає значну частку. На малюнку 2 показано прецизійні профілі екструзії звичайних розрізних штампів. Термін служби прес-форми (особливо міцність і зносостійкість шунтуючого моста та серцевини форми) і потік матеріалу під час екструзії стають основними факторами, що впливають на її виробництво. Це пояснюється тим, що під час екструдування профілю розмір серцевини форми невеликий, а форма складна, а міцність і зносостійкість є важливими факторами, що впливають на термін служби форми, термін служби форми безпосередньо впливає на вартість виробництва. З іншого боку, багато прецизійних профілів мають тонкі стінки та складну форму, і потік матеріалів під час процесу екструзії безпосередньо впливає на форму та точність розмірів профілів.
Щоб запобігти потраплянню оксидної плівки та масла на поверхні заготовки в продукт і забезпечити однорідну та надійну якість продукту, заготовку, нагріту до встановленої температури, можна очистити перед екструзією (так званий гарячий пілінг), і потім швидко помістити в екструзійний ствол для екструзії. У той же час екструдовану прокладку слід утримувати в чистоті, щоб запобігти прилипання масла та бруду до прокладки під час процесу видалення надлишкового тиску після однієї екструзії та встановлення прокладки в наступній екструзії.
Відповідно до точності розмірів секцій та допуску до форми та положення екструзію спеціального прецизійного алюмінієвого сплаву можна розділити на спеціальні прецизійні профілі з алюмінієвого сплаву та маленькі (мініатюрні) профілі з алюмінієвого сплаву надвисокої точності. Загалом його точність перевищує національні стандарти (наприклад, GB, JIS, ASTM тощо). Надвисока точність називається спеціальними прецизійними профілями з алюмінієвого сплаву, наприклад, допуск на розміри вище ±0,1 мм, допуск на товщину стінки зламана поверхня знаходиться в межах ±0,05 мм ~ ±0,03 мм профілів і труб.
Коли його точність більш ніж вдвічі перевищує національний стандарт надвисокої точності, він називається невеликим (мініатюрним) надвисокоточним профілем з алюмінієвого сплаву, наприклад, допуск форми ±0,09 мм, допуск товщини стінки ±0,03 мм ~ ± 0,01 мм для невеликого (мініатюрного) профілю або труби.
3. Перспективи розвитку спеціальних прецизійних екструзійних матеріалів з алюмінію та алюмінієвих сплавів
У 2017 році виробництво та продажі матеріалів для обробки алюмінію у світі перевищили 6000 тис. т/рік, з яких виробництво та продажі екструзійних матеріалів з алюмінію та алюмінієвих сплавів перевищили 25 000 тис. т/рік, що становить понад 40% від загального виробництва та продажів алюміній. Алюмінієві екструдовані середні прутки становили 90%, з яких загальні профілі та бруски та малі та середні цивільні будівельні профілі становили понад 80% прутка, великі та середні профілі та спеціальні спеціальні профілі та бруски становили лише близько 15%. На трубу припадає близько 8% екструдованого матеріалу з алюмінієвого сплаву, тоді як фасонна труба та спеціальна спеціальна труба становлять лише близько 20% труби. З наведеного вище видно, що найбільшим виробництвом і продажем екструзійних матеріалів з алюмінію та алюмінієвих сплавів і найбільш широко використовуваними є профілі для цивільних будівель малого та середнього розміру, загальні профілі, а також прутки та труби. А спеціальні профілі, прутки і труби становлять лише близько 15%, основні характеристики таких виробів: зі спеціальними функціями або продуктивністю; Присвячений певній меті; Наявність великого або малого розміру специфікації; З надзвичайно високою точністю розмірів або вимогами до поверхні. Отже, різноманітність більша, а партія менша, потреба в збільшенні спеціальних процесів або додаванні спеціального обладнання та інструментів, виробництво складне, а технічний вміст високий, вартість виробництва збільшується, а додана вартість збільшується.
З прогресом науки і техніки та безперервним підвищенням рівня життя людей висуваються дедалі вищі вимоги до виробництва, якості та різноманітності екструзійних виробів з алюмінію та алюмінієвих сплавів, особливо в останні роки, поява персоналізації продукту. сприяв розробці спеціальних профілів і труб із індивідуальними характеристиками та конкретним використанням.
Надточні профілі широко використовуються в електронних приладах, комунікаційному, поштовому та телекомунікаційному обладнанні, точних машинах, точних приладах, обладнанні слабкого струму, аерокосмічній промисловості, атомних підводних човнах і кораблях, автомобільній промисловості та інших галузях невеликих, тонких стінок, розмір розділу дуже точні частини. Зазвичай вимоги до допуску є дуже суворими, наприклад, допуск розміру контуру секції менше ±0,10 мм, допуск товщини стінки менше ±0,05 мм. Крім того, допуски на площинність, скручування та інші допуски форми та положення екструдованих виробів також дуже суворі. Крім того, у процесі екструзії спеціальних невеликих надточних профілів з алюмінієвого сплаву, обладнання, прес-форма, процес дуже суворі вимоги. Завдяки стрімкому розвитку сучасної промисловості, передовій національній обороні, науковим дослідженням та іншим починанням, а також покращенню рівня персоналізації кількість, різноманітність і якість малих надточних профілів зростає, хоча в останні роки, розробив і виготовив багато високоякісних малих надточних профілів з алюмінієвого сплаву, але все ще не може задовольнити потреби ринку. Зокрема, все ще існує великий розрив між вітчизняними технологіями та обладнанням для виробництва малих ультраточні профілі з алюмінієвого сплаву та міжнародний передовий рівень, які не можуть задовольнити попит внутрішнього та зовнішнього ринку та повинні бути наздогнані.
4. Висновок
Спеціальна прецизійна екструзія алюмінію та алюмінієвих сплавів (профілі та труби) є свого роду складною формою, тонкою товщиною стінки, допуском на розміри та вимогами до точності форми та положення є дуже вимогливими, високий технічний вміст, складне виробництво високих, тонких матеріалів, є національним економіки та національної оборони незамінні ключові матеріали, дуже широкий спектр використання, багатообіцяючі перспективи розвитку матеріалу. Виробництво цього продукту має особливі вимоги до заготівлі, інструментального обладнання та екструзійного обладнання та процесу екструзії, а також ряд ключових технічних проблем, які необхідно вирішити, щоб отримати відмінну продукцію в партіях.
Під редакцією May Jiang з MAT Aluminium
Час публікації: 07 квітня 2024 р
