Ogólnie rzecz biorąc, aby uzyskać wyższe właściwości mechaniczne, należy dobrać wyższą temperaturę wytłaczania. Jednakże w przypadku stopu 6063, gdy ogólna temperatura wytłaczania jest wyższa niż 540°C, właściwości mechaniczne profilu nie będą się już zwiększać, a gdy będzie niższa niż 480°C, wytrzymałość na rozciąganie może być nieograniczona.
Jeśli temperatura wytłaczania jest zbyt wysoka, na produkcie pojawią się pęcherzyki, pęknięcia i zarysowania powierzchni, a nawet zadziory w wyniku przyklejenia się aluminium do formy. Dlatego też, aby otrzymać produkty o wysokiej jakości powierzchni, często stosuje się stosunkowo niskie temperatury wytłaczania.
Dobry sprzęt jest również kluczowym punktem poprawy wydajności produkcji wytłaczania aluminium, zwłaszcza trzech głównych części wytłaczarki aluminium, pieca do podgrzewania prętów aluminiowych i pieca do podgrzewania form. Poza tym najważniejsze jest posiadanie doskonałego operatora wytłaczarki.
Analiza termiczna
Pręty i pręty aluminiowe należy przed wytłaczaniem wstępnie podgrzać, aby osiągnęły temperaturę bliską temperaturze solvus, aby magnez w pręcie aluminiowym mógł się stopić i równomiernie rozpłynąć w materiale aluminiowym. Po włożeniu pręta aluminiowego do wytłaczarki temperatura nie zmienia się zbytnio.
Po uruchomieniu wytłaczarki ogromna siła pchająca pręta wytłaczającego wypycha zmiękczony materiał aluminiowy z otworu matrycy, co generuje duże tarcie, które przekłada się na temperaturę, tak że temperatura wytłaczanego profilu przekracza temperaturę solvus. W tym czasie magnez topi się i przepływa, co jest wyjątkowo niestabilne.
Gdy temperatura zostanie podwyższona, nie może być ona wyższa od temperatury solidusu, w przeciwnym razie aluminium również się stopi i nie będzie można formować profilu. Biorąc za przykład stop serii 6000, temperaturę pręta aluminiowego należy utrzymywać w zakresie 400-540°C, najlepiej 470-500°C.
Jeśli temperatura jest zbyt wysoka, spowoduje to rozdarcie, jeśli jest zbyt niska, prędkość wytłaczania zostanie zmniejszona, a większość tarcia generowanego przez wytłaczanie zostanie zamieniona na ciepło, powodując wzrost temperatury. Wzrost temperatury jest proporcjonalny do prędkości wytłaczania i ciśnienia wytłaczania.
Temperatura na wylocie powinna wynosić 550-575°C, co najmniej powyżej 500-530°C, w przeciwnym razie magnez zawarty w stopie aluminium nie może się stopić i wpłynąć na właściwości metalu. Nie może ona być jednak wyższa od temperatury solidusu, zbyt wysoka temperatura na wylocie spowoduje rozdarcie i wpłynie na jakość powierzchni profilu.
Optymalną temperaturę wytłaczania pręta aluminiowego należy tak dobrać w połączeniu z prędkością wytłaczania, aby różnica temperatur wytłaczania była nie niższa niż temperatura solvus i nie wyższa niż temperatura solidus. Różne stopy mają różne temperatury solvusu. Na przykład temperatura solvus stopu 6063 wynosi 498°C, podczas gdy stopu 6005 wynosi 510°C.
Prędkość ciągnika
Prędkość ciągnika jest ważnym wskaźnikiem wydajności produkcji. Jednakże różne profile, kształty, stopy, rozmiary itp. mogą mieć wpływ na prędkość ciągnika, czego nie można uogólniać. Nowoczesne zachodnie fabryki profili wytłaczanych mogą osiągnąć prędkość ciągnika 80 metrów na minutę.
Szybkość pręta wytłaczającego jest kolejnym ważnym wskaźnikiem produktywności. Jest ona mierzona w milimetrach na minutę, a prędkość pręta wytłaczającego jest często bardziej niezawodna niż prędkość ciągnika przy badaniu wydajności produkcji.
Temperatura formy ma bardzo duże znaczenie dla jakości wytłaczanych profili. Przed wytłaczaniem temperaturę formy należy utrzymywać na poziomie około 426°C, w przeciwnym razie łatwo zatka się lub nawet uszkodzi formę. Celem hartowania jest „zamrożenie” pierwiastka stopowego magnezu, stabilizacja niestabilnych atomów magnezu i zapobieganie ich osiadaniu, w celu utrzymania wytrzymałości profilu.
Trzy główne metody hartowania obejmują: chłodzenie powietrzem, chłodzenie mgłą wodną, chłodzenie zbiornika wody. Rodzaj zastosowanego hartowania zależy od prędkości wytłaczania, grubości i wymaganych właściwości fizycznych profilu, zwłaszcza wymagań wytrzymałościowych. Rodzaj stopu stanowi kompleksowe wskazanie twardości i właściwości elastycznych stopu. Rodzaje stopów aluminium zostały szczegółowo określone przez American Aluminium Association i istnieje pięć podstawowych stanów:
F oznacza „tak jak wyprodukowano”.
O oznacza „wyżarzane produkty kute”.
T oznacza, że został „poddany obróbce cieplnej”.
W oznacza, że materiał został poddany obróbce cieplnej przesycającej.
H odnosi się do stopów niepoddawanych obróbce cieplnej, które są „obrabiane na zimno” lub „utwardzane przez zgniot”.
Temperatura i czas to dwa wskaźniki wymagające ścisłej kontroli sztucznego starzenia. W piecu do sztucznego starzenia każda część temperatury musi być taka sama. Chociaż starzenie w niskiej temperaturze może poprawić wytrzymałość profili, wymagany czas musiałby odpowiednio wzrosnąć. Aby uzyskać jak najlepsze właściwości fizyczne metalu należy wybrać odpowiedni stop aluminium i jego optymalną postać, zastosować odpowiedni tryb hartowania, kontrolować odpowiednią temperaturę i czas starzenia w celu poprawy wydajności, wydajność jest kolejnym ważnym wskaźnikiem produkcji efektywność. Teoretycznie nie jest możliwe osiągnięcie wydajności 100%, gdyż niedopałki będą odcinać materiał na skutek zacięć ciągników i noszy.
Pod redakcją May Jiang z MAT Aluminium
Czas publikacji: 05 czerwca 2023 r
