У цэлым, для атрымання больш высокіх механічных уласцівасцей варта выбіраць больш высокую тэмпературу экструзіі. Аднак для сплаву 6063, калі агульная тэмпература экструзіі вышэй за 540°C, механічныя ўласцівасці профілю больш не паляпшаюцца, а калі яна ніжэй за 480°C, трываласць на расцяжэнне можа быць неадпаведнай.
Калі тэмпература экструзіі занадта высокая, на вырабе з'явяцца бурбалкі, расколіны, драпіны на паверхні і нават задзірыны з-за прыліпання алюмінію да формы. Таму, каб атрымаць вырабы з высокай якасцю паверхні, часта выкарыстоўваюцца адносна нізкія тэмпературы экструзіі.
Добрае абсталяванне таксама з'яўляецца ключавым момантам для павышэння эфектыўнасці вытворчасці алюмініевай экструзіі, асабліва трох асноўных частак алюмініевага экструдара, печы для нагрэву алюмініевых стрыжняў і печы для нагрэву формаў. Акрамя таго, самае галоўнае - мець выдатнага экструдэра.
Тэрмічны аналіз
Алюмініевыя пруткі і стрыжні неабходна папярэдне нагрэць перад экструзіяй да тэмпературы, блізкай да тэмпературы растварэння, каб магній у алюмініевым прутку мог расплавіцца і раўнамерна цячы ў алюмініевым матэрыяле. Калі алюмініевы пруток змяшчаецца ў экструдар, тэмпература не змяняецца істотна.
Калі экструдар запускаецца, велізарная сіла штуршка экстрударнага стрыжня выштурхвае размякчаны алюмініевы матэрыял з адтуліны фільеры, што стварае вялікае трэнне, якое пераўтвараецца ў тэмпературу, так што тэмпература экструдаванага профілю перавышае тэмпературу раствора. У гэты час магній плавіцца і цячэ, што з'яўляецца надзвычай няўстойлівым.
Пры павышэнні тэмпературы яна не павінна быць вышэйшай за тэмпературу цвёрдага пласціння, інакш алюміній таксама расплавіцца, і профіль не атрымаецца сфармаваць. У якасці прыкладу, для сплаву серыі 6000, тэмпература алюмініевага стрыжня павінна падтрымлівацца ў межах 400-540°C, пераважна 470-500°C.
Калі тэмпература занадта высокая, гэта прывядзе да разрываў, калі занадта нізкая, хуткасць экструзіі знізіцца, і большая частка трэння, якое ўзнікае пры экструзіі, будзе пераўтварацца ў цяпло, што прывядзе да павышэння тэмпературы. Павышэнне тэмпературы прапарцыйна хуткасці экструзіі і ціску экструзіі.
Тэмпература на выхадзе павінна падтрымлівацца ў межах 550-575°C, але не вышэй за 500-530°C, інакш магній у алюмініевым сплаве не расплавіцца і не паўплывае на ўласцівасці металу. Але яна не павінна быць вышэй за тэмпературу цвёрдага пласціны, бо занадта высокая тэмпература на выхадзе прывядзе да разрываў і пагаршэння якасці паверхні профілю.
Аптымальную тэмпературу экструзіі алюмініевага стрыжня варта рэгуляваць у спалучэнні з хуткасцю экструзіі такім чынам, каб розніца тэмператур экструзіі была не ніжэйшай за тэмпературу растварэння і не вышэйшай за тэмпературу цвёрдага зацвярдзення. Розныя сплавы маюць розныя тэмпературы растварэння. Напрыклад, тэмпература растварэння сплаву 6063 складае 498°C, а сплаву 6005 — 510°C.
Хуткасць трактара
Хуткасць трактара з'яўляецца важным паказчыкам эфектыўнасці вытворчасці. Аднак розныя профілі, формы, сплавы, памеры і г.д. могуць уплываць на хуткасць трактара, што нельга абагульняць. Сучасныя заходнія заводы па вытворчасці экструзійных профіляў могуць дасягнуць хуткасці трактара 80 метраў у хвіліну.
Хуткасць экструзійнага стрыжня — яшчэ адзін важны паказчык прадукцыйнасці. Яна вымяраецца ў міліметрах у хвіліну, і пры вывучэнні эфектыўнасці вытворчасці хуткасць экструзійнага стрыжня часта больш надзейная, чым хуткасць трактара.
Тэмпература формы вельмі важная для якасці экструдаваных профіляў. Тэмпературу формы перад экструзіяй трэба падтрымліваць на ўзроўні каля 426°C, інакш форма лёгка закаркуецца або нават пашкодзіцца. Мэта загартоўкі — «замарозіць» легіруючы элемент магній, стабілізуючы нестабільныя атамы магнію і прадухіляючы іх асяданне, каб захаваць трываласць профілю.
Тры асноўныя метады загартоўкі ўключаюць: паветранае астуджэнне, астуджэнне вадзяным туманам, астуджэнне ў вадзяным баку. Тып загартоўкі залежыць ад хуткасці экструзіі, таўшчыні і неабходных фізічных уласцівасцей профілю, асабліва патрабаванняў да трываласці. Тып сплаву з'яўляецца поўным паказчыкам цвёрдасці і пругкіх уласцівасцей сплаву. Тыпы алюмініевых сплаваў былі падрабязна вызначаны Амерыканскай алюмініевай асацыяцыяй, і існуе пяць асноўных станаў:
F азначае «як выраблена».
О азначае «адпаленыя каваныя вырабы».
Т азначае, што яно было «тэрмічна апрацавана».
W азначае, што матэрыял быў апрацаваны на цвёрды раствор.
H адносіцца да сплаваў, якія не паддаюцца тэрмічнай апрацоўцы і якія падвяргаюцца «халоднаапрацоўцы» або «дэфармацыйнаму ўмацаванню».
Тэмпература і час — гэта два паказчыкі, якія патрабуюць строгага кантролю штучнага старэння. У печы штучнага старэння тэмпература ва ўсіх частках павінна быць аднолькавай. Нягледзячы на тое, што нізкатэмпературнае старэнне можа палепшыць трываласць профіляў, неабходны час павінен адпаведна павялічыцца. Каб дасягнуць найлепшых фізічных уласцівасцей металу, неабходна выбраць адпаведны алюмініевы сплаў і яго аптымальную форму, выкарыстоўваць адпаведны рэжым загартоўкі, кантраляваць адпаведную тэмпературу і час старэння для павышэння выхаду. Выхад прадукцыі — яшчэ адзін важны паказчык эфектыўнасці вытворчасці. Тэарэтычна немагчыма дасягнуць 100% выхаду, таму што камлі будуць адразаць матэрыял з-за слядоў ад заціскання трактароў і расцяжак.
Пад рэдакцыяй Мэй Цзян з MAT Aluminum
Час публікацыі: 05 чэрвеня 2023 г.
