Generellt sett bör en högre extruderingstemperatur väljas för att uppnå högre mekaniska egenskaper. För 6063-legeringen ökar dock inte profilens mekaniska egenskaper längre när den allmänna extruderingstemperaturen är högre än 540 °C, och när den är lägre än 480 °C kan draghållfastheten vara ogiltig.
Om extruderingstemperaturen är för hög kommer bubblor, sprickor, repor och till och med grader att uppstå på produkten på grund av att aluminium fastnar i formen. Därför används ofta relativt låga extruderingstemperaturer för att få produkter med hög ytkvalitet.
Bra utrustning är också en nyckelpunkt för att förbättra produktionseffektiviteten vid aluminiumextrudering, särskilt de tre huvudsakliga delarna av aluminiumextruder, aluminiumstångsuppvärmningsugn och formvärmningsugn. Dessutom är det viktigaste att ha en utmärkt extruderingsoperatör.
Termisk analys
Aluminiumstänger och -stänger behöver förvärmas före extrudering för att nå en temperatur nära solvustemperaturen, så att magnesiumet i aluminiumstången kan smälta och flyta jämnt in i aluminiummaterialet. När aluminiumstången placeras i extrudern ändras inte temperaturen mycket.
När extrudern startar, trycker extruderingsstångens enorma tryckkraft ut det mjuknade aluminiummaterialet ur formhålet, vilket genererar mycket friktion, som omvandlas till temperatur, så att temperaturen på den extruderade profilen överstiger solvustemperaturen. Vid denna tidpunkt smälter magnesiumet och flyter runt, vilket är extremt instabilt.
När temperaturen höjs får den inte vara högre än solidustemperaturen, annars smälter även aluminiumet och profilen kan inte formas. Om vi tar 6000-seriens legering som exempel bör temperaturen för aluminiumstänger hållas mellan 400-540°C, helst 470-500°C.
Om temperaturen är för hög kommer det att orsaka rivning, om den är för låg kommer extruderingshastigheten att minska, och det mesta av friktionen som genereras av extruderingen kommer att omvandlas till värme, vilket får temperaturen att stiga. Temperaturökningen är proportionell mot extruderingshastigheten och extruderingstrycket.
Utloppstemperaturen bör hållas mellan 550-575°C, minst över 500-530°C, annars kan magnesiumet i aluminiumlegeringen inte smälta och påverka metallens egenskaper. Men den får inte vara högre än solidustemperaturen, för hög utloppstemperatur kommer att orsaka sprickbildning och påverka profilens ytkvalitet.
Den optimala extruderingstemperaturen för aluminiumstången bör justeras i kombination med extruderingshastigheten så att extruderingstemperaturskillnaden inte är lägre än solvustemperaturen och inte högre än solidustemperaturen. Olika legeringar har olika solvustemperaturer. Till exempel är solvustemperaturen för 6063-legering 498°C, medan den för 6005-legering är 510°C.
Traktorns hastighet
Traktorns hastighet är en viktig indikator på produktionseffektivitet. Olika profiler, former, legeringar, storlekar etc. kan dock påverka traktorns hastighet, vilket inte kan generaliseras. Moderna västerländska fabriker för extruderingsprofiler kan uppnå en traktorhastighet på 80 meter per minut.
Extruderingsstångens hastighet är en annan viktig indikator på produktivitet. Den mäts i millimeter per minut och extruderingsstångens hastighet är ofta mer tillförlitlig än traktorns hastighet när man studerar produktionseffektivitet.
Formtemperaturen är mycket viktig för kvaliteten på extruderade profiler. Formtemperaturen bör hållas vid cirka 426 °C före extrudering, annars kommer formen lätt att täppas till eller till och med skadas. Syftet med kylning är att "frysa" legeringselementet magnesium, vilket stabiliserar de instabila magnesiumatomerna och förhindrar att de sedimenterar, för att bibehålla profilens styrka.
Tre huvudsakliga kylningsmetoder inkluderar: luftkylning, vattendimkylning och vattentankkylning. Vilken typ av kylning som används beror på extruderingshastigheten, tjockleken och de erforderliga fysikaliska egenskaperna hos profilen, särskilt hållfasthetskraven. Legeringstypen är en omfattande indikation på legeringens hårdhet och elastiska egenskaper. Aluminiumlegeringstyper har specificerats i detalj av American Aluminum Association, och det finns fem grundläggande tillstånd:
F betyder "som tillverkad".
O betyder "glödgade smidesprodukter".
T betyder att den har blivit "värmebehandlad".
W betyder att materialet har genomgått lösningsvärmebehandlat.
H avser icke-värmebehandlingsbara legeringar som är "kallbearbetade" eller "töjningshärdade".
Temperatur och tid är två index som kräver strikt kontroll vid artificiell åldring. I en ugn för artificiell åldring måste varje del av temperaturen vara densamma. Även om åldring vid låg temperatur kan förbättra profilernas hållfasthet, måste den tid som krävs ökas i motsvarande grad. För att uppnå bästa möjliga fysikaliska egenskaper hos metallen är det nödvändigt att välja lämplig aluminiumlegering och dess optimala form, använda lämpligt kylningsläge, kontrollera lämplig åldringstemperatur och åldringstid för att förbättra utbytet. Utbytet är ett annat viktigt index för produktionseffektivitet. Det är teoretiskt omöjligt att uppnå 100 % utbyte, eftersom kolvarna skär av materialet på grund av klämmärken från traktorer och bårar.
Redigerad av May Jiang från MAT Aluminum
Publiceringstid: 5 juni 2023
