1. Charakterystyka materiałów do precyzyjnego wytłaczania ze specjalnego aluminium i stopów aluminium
Ten typ produktu ma specjalny kształt, cienką grubość ścianki, lekką wagę jednostkową i bardzo rygorystyczne wymagania dotyczące tolerancji. Takie produkty są zwykle nazywane precyzyjnymi (lub ultraprecyzyjnymi) profilami (rurami) ze stopu aluminium, a technologia produkcji takich produktów nazywana jest precyzją. (lub ultraprecyzyjną) ekstruzją.
Głównymi cechami specjalnych precyzyjnych (lub ultraprecyzyjnych) wytłaczanych elementów ze stopów aluminium są:
(1)Istnieje wiele odmian, małych partii, a większość z nich to materiały do wytłaczania specjalnego przeznaczenia, które są wykorzystywane w niemal wszystkich dziedzinach życia i wszystkich aspektach życia ludzi, w tym wszystkie produkty wytłaczane, takie jak rury, pręty, profile i druty, obejmujące różne stopy i stany. Ze względu na mały przekrój poprzeczny, cienką grubość ścianki, lekkość i małe partie, organizacja produkcji nie jest na ogół łatwa.
(2) Skomplikowane kształty i specjalne kontury, głównie kształtowe, płaskie, szerokie, skrzydlate, ząbkowane, porowate profile lub rury. Powierzchnia na jednostkę objętości jest duża, a technologia produkcji jest trudna.
(3) Szerokie zastosowanie, specjalne wymagania wydajnościowe i funkcjonalne. Aby spełnić wymagania użytkowe produktu, wybiera się wiele stanów stopowych, obejmujących niemal wszystkie stopy z serii 1××× do 8××× i dziesiątki stanów obróbki, o wysokiej zawartości technicznej.
(4) Wyjątkowy wygląd i cienka grubość ścianki, na ogół mniejsza niż 0,5 mm, niektóre nawet osiągają około 0,1 mm, waga na metr wynosi zaledwie kilka gramów do kilkudziesięciu gramów, ale długość może sięgać kilku metrów, a nawet setek metrów.
5) Wymagania dotyczące dokładności wymiarowej i tolerancji geometrycznej sekcji są bardzo rygorystyczne. Mówiąc ogólnie, tolerancje małych precyzyjnych profili ze stopu aluminium są ponad dwukrotnie bardziej rygorystyczne niż tolerancje specjalnych klas w normach JIS, GB i ASTM. Tolerancja grubości ścianek ogólnych precyzyjnych profili ze stopu aluminium musi wynosić od ±0,04 mm do 0,07 mm, podczas gdy tolerancja rozmiaru przekroju ultraprecyzyjnych profili ze stopu aluminium może wynosić nawet ±0,01 mm. Na przykład waga precyzyjnego profilu aluminiowego używanego do potencjometru wynosi 30 g/m, a zakres tolerancji rozmiaru przekroju wynosi ±0,07 mm. Tolerancja rozmiaru przekroju poprzecznego precyzyjnych profili aluminiowych do krosien wynosi ±0,04 mm, odchylenie kątowe jest mniejsze niż 0,5°, a stopień gięcia wynosi 0,83×L. Innym przykładem jest bardzo precyzyjna, ultracienka płaska rura do samochodów, o szerokości 20 mm, wysokości 1,7 mm, grubości ścianki 0,17 ± 0,01 mm i 24 otworach, co jest typowym profilem ze stopu aluminium o dużej precyzji.
(6) Ma wysoką zawartość techniczną i jest bardzo trudny do wytworzenia, a także ma specjalne wymagania dotyczące sprzętu do wytłaczania, narzędzi, półfabrykatów i procesów produkcyjnych. Rysunek 1 przedstawia przykład przekroju kilku małych precyzyjnych profili ze stopu aluminium.
2. Klasyfikacja specjalnych materiałów do precyzyjnego wytłaczania ze stopów aluminium
Precyzyjne lub ultraprecyzyjne wytłaczane stopy aluminium są szeroko stosowane w instrumentach elektronicznych, sprzęcie komunikacyjnym i najnowocześniejszej nauce, przemyśle obronnym i wojskowym, precyzyjnych instrumentach mechanicznych, sprzęcie o słabym natężeniu prądu, przemyśle lotniczym, jądrowym, energetycznym i elektroenergetycznym, okrętach podwodnych i statkach, samochodach i narzędziach transportowych, sprzęcie medycznym, narzędziach sprzętowych, oświetleniu, fotografii i urządzeniach elektronicznych. Ogólnie rzecz biorąc, precyzyjne lub ultraprecyzyjne wytłaczane stopy aluminium można podzielić na dwie kategorie według ich cech wyglądu: pierwsza kategoria to profile o małych wymiarach. Ten typ profilu jest również nazywany profilem ultramałym lub mini-kształtem. Jego całkowity rozmiar wynosi zwykle tylko kilka milimetrów, minimalna grubość ścianki jest mniejsza niż 0,5 mm, a waga jednostkowa wynosi kilka gramów do kilkudziesięciu gramów na metr. Ze względu na ich mały rozmiar, zwykle wymagane są dla nich ścisłe tolerancje. Na przykład tolerancja wymiarów przekroju poprzecznego jest mniejsza niż ±0,05 mm. Ponadto wymagania dotyczące prostoliniowości i skręcania wytłaczanych produktów są również bardzo rygorystyczne.
Innym typem są profile, które nie są bardzo małe pod względem rozmiaru przekroju poprzecznego, ale wymagają bardzo ścisłych tolerancji wymiarowych lub profile, które mają złożony kształt przekroju poprzecznego i cienką grubość ścianki, chociaż rozmiar przekroju poprzecznego jest duży. Rysunek 2 przedstawia specjalnie ukształtowaną rurę (przemysłowe czyste aluminium) wytłaczaną przez japońską firmę na poziomej prasie hydraulicznej 16,3 MN ze specjalną dzieloną matrycą do skraplacza klimatyzacji samochodowej. Trudność formowania ekstruzyjnego tego typu profilu nie jest mniejsza niż w przypadku poprzedniego typu ultra-małego profilu. Ekstrudowane profile o dużym rozmiarze przekroju i bardzo ścisłych wymaganiach dotyczących tolerancji wymagają nie tylko zaawansowanej technologii projektowania form, ale także ścisłej technologii zarządzania dla całego procesu produkcyjnego od półfabrykatu do gotowego produktu.
Od początku lat 80. XX wieku, dzięki praktycznemu zastosowaniu technologii ciągłego wytłaczania Conform i rozwojowi technologii przemysłowej, wytłaczanie małych i ultramałych profili rozwija się szybko. Jednak z różnych powodów, takich jak ograniczenia sprzętowe, wymagania jakościowe produktu i postęp w technologii wytłaczania, produkcja małych profili na konwencjonalnym sprzęcie do wytłaczania nadal stanowi dużą część. Rysunek 2 przedstawia precyzyjne profile wytłaczania konwencjonalnych matryc dzielonych. Żywotność formy (zwłaszcza wytrzymałość i odporność na zużycie mostka bocznikowego i rdzenia formy) oraz przepływ materiału podczas wytłaczania stają się głównymi czynnikami wpływającymi na jej produkcję. Dzieje się tak, ponieważ podczas wytłaczania profilu rozmiar rdzenia formy jest mały, a kształt jest złożony, a wytrzymałość i odporność na zużycie są ważnymi czynnikami wpływającymi na żywotność formy, żywotność formy bezpośrednio wpływa na koszt produkcji. Z drugiej strony wiele precyzyjnych profili ma cienkie ścianki i złożone kształty, a przepływ materiałów podczas procesu wytłaczania bezpośrednio wpływa na kształt i dokładność wymiarową profili.
Aby zapobiec przedostawaniu się warstwy tlenku i oleju na powierzchni wlewka do produktu i zapewnić jednolitą i niezawodną jakość produktu, wlewek podgrzany do ustawionej temperatury można odkleić przed wytłaczaniem (tzw. odklejanie na gorąco), a następnie szybko umieścić w bębnie wytłaczającym w celu wytłaczania. Jednocześnie wytłaczana uszczelka powinna być utrzymywana w czystości, aby zapobiec przywieraniu oleju i brudu do uszczelki podczas procesu usuwania nadmiaru ciśnienia po jednym wytłaczaniu i instalowania uszczelki w kolejnym wytłaczaniu.
Zgodnie z dokładnością wymiarową sekcji oraz tolerancją kształtu i położenia, specjalne precyzyjne wytłaczanie stopów aluminium można podzielić na specjalne precyzyjne profile stopów aluminium i małe (miniaturowe) ultraprecyzyjne profile stopów aluminium. Ogólnie rzecz biorąc, ich dokładność przekracza normy krajowe (takie jak GB, JIS, ASTM itp.) ultraprecyzyjne są nazywane specjalnymi precyzyjnymi profilami stopów aluminium, na przykład tolerancja wymiarowa wynosi powyżej ±0,1 mm, tolerancja grubości ścianki uszkodzonej powierzchni mieści się w zakresie ±0,05 mm ~ ±0,03 mm profili i rur.
Jeżeli dokładność jest dwukrotnie większa od krajowego standardu ultra-wysokiej precyzji, nazywa się go małym (miniaturowym) profilem ze stopu aluminium o ultra-wysokiej precyzji, np. o tolerancji kształtu wynoszącej ±0,09 mm, tolerancji grubości ścianki wynoszącej ±0,03 mm ~ ±0,01 mm w przypadku małego (miniaturowego) profilu lub rury.
3. Perspektywy rozwoju materiałów do precyzyjnego wytłaczania specjalnego z aluminium i stopów aluminium
W 2017 r. produkcja i sprzedaż materiałów do obróbki aluminium na świecie przekroczyła 6000kt/rok, z czego produkcja i sprzedaż materiałów do wytłaczania aluminium i stopów aluminium przekroczyła 25000kt/rok, co stanowiło ponad 40% całkowitej produkcji i sprzedaży aluminium. Średnie pręty wytłaczane z aluminium stanowiły 90%, z czego ogólne profile i pręty oraz małe i średnie profile budowlane stanowiły ponad 80% prętów, duże i średnie profile oraz specjalne profile i pręty stanowiły tylko około 15%. Rury stanowią około 8% materiału wytłaczanego ze stopu aluminium, podczas gdy rury kształtowe i specjalne rury specjalne stanowią tylko około 20% rur. Z powyższego wynika, że największą produkcją i sprzedażą materiałów do wytłaczania aluminium i stopów aluminium oraz najszerzej stosowanymi są małe i średnie profile budowlane, ogólne profile oraz pręty i rury. A specjalne profile, pręty i rury stanowią tylko około 15%, główne cechy takich produktów to: ze specjalnymi funkcjami lub wydajnością; Dedykowane do konkretnego celu; Posiadające duży lub mały rozmiar specyfikacji; Z ekstremalnie wysoką dokładnością wymiarową lub wymaganiami dotyczącymi powierzchni. Dlatego różnorodność jest większa, a partia mniejsza, potrzeba zwiększenia specjalnych procesów lub dodania specjalnego sprzętu i narzędzi, produkcja jest trudna, a zawartość techniczna jest wysoka, koszt produkcji wzrasta, a wartość dodana wzrasta.
Postęp nauki i techniki oraz ciągła poprawa warunków życia ludzi spowodowały wzrost wymagań dotyczących wydajności, jakości i różnorodności produktów wytłaczanych z aluminium i stopów aluminium. W ostatnich latach szczególnie widoczna jest personalizacja produktów, co przyczyniło się do rozwoju specjalnych profili i rur o spersonalizowanych właściwościach i określonym zastosowaniu.
Profile ultraprecyzyjne są szeroko stosowane w instrumentach elektronicznych, urządzeniach komunikacyjnych, pocztowych i telekomunikacyjnych, maszynach precyzyjnych, instrumentach precyzyjnych, sprzęcie o słabym natężeniu prądu, przemyśle lotniczym, okrętach podwodnych i statkach z napędem atomowym, przemyśle motoryzacyjnym i innych dziedzinach małych, cienkich ścianek, o przekroju bardzo precyzyjnych części. Zazwyczaj wymagania dotyczące tolerancji są bardzo rygorystyczne, na przykład tolerancja rozmiaru obrysu przekroju jest mniejsza niż ±0,10 mm, tolerancja grubości ścianek jest mniejsza niż ±0,05 mm. Ponadto płaskość, skręcanie i inne tolerancje kształtu i położenia wytłaczanych produktów są również bardzo rygorystyczne. Ponadto w procesie wytłaczania specjalnych małych profili ze stopu aluminium ultraprecyzyjnego, sprzęt, forma, proces mają bardzo rygorystyczne wymagania. Ze względu na szybki rozwój nowoczesnego przemysłu, najnowocześniejszej obrony narodowej i badań naukowych oraz innych przedsięwzięć, a także poprawę stopnia personalizacji, liczba, różnorodność i jakość małych, ultraprecyzyjnych profili są coraz wyższe, chociaż w ostatnich latach opracowano i wyprodukowano wiele wysokiej jakości małych, ultraprecyzyjnych profili ze stopów aluminium, ale nadal nie mogą one sprostać potrzebom rynku. W szczególności nadal istnieje duża luka między krajową technologią i sprzętem do produkcji małych, ultraprecyzyjnych profili ze stopów aluminium a międzynarodowym poziomem zaawansowanym, który nie jest w stanie sprostać popytowi rynku krajowego i zagranicznego i musi zostać nadrobiony.
4. Wnioski
Specjalne precyzyjne wytłaczanie aluminium i stopów aluminium (profile i rury) to rodzaj złożonego kształtu, cienka grubość ścianki, tolerancja wymiarowa i wymagania dotyczące dokładności kształtu i położenia są bardzo wymagające, wysoka zawartość techniczna, trudna produkcja wysokich, drobnych materiałów, jest to niezbędna gospodarka narodowa i obrona narodowa kluczowych materiałów, bardzo szeroki zakres zastosowań, obiecujące perspektywy rozwoju materiału. Produkcja tego produktu ma specjalne wymagania dotyczące półfabrykatów, narzędzi i sprzętu do wytłaczania oraz procesu wytłaczania, a szereg kluczowych problemów technicznych musi zostać rozwiązanych w celu uzyskania doskonałych produktów w partiach.
Edytowane przez May Jiang z MAT Aluminium
Czas publikacji: 07-kwi-2024
