В общем, для получения более высоких механических свойств следует выбирать более высокую температуру экструзии. Однако для сплава 6063, когда общая температура экструзии выше 540°C, механические свойства профиля больше не будут увеличиваться, а когда она ниже 480°C, предел прочности на растяжение может быть неквалифицированным.
Если температура экструзии слишком высокая, на изделии появятся пузыри, трещины, царапины на поверхности и даже заусенцы из-за прилипания алюминия к форме. Поэтому для получения изделий с высоким качеством поверхности часто используют относительно низкие температуры экструзии.
Хорошее оборудование также является ключевым моментом для повышения эффективности производства алюминиевой экструзии, особенно три основных части алюминиевого экструдера, печи нагрева алюминиевого стержня и печи нагрева пресс-формы. Кроме того, самое важное — иметь отличного оператора экструзии.
Термический анализ
Алюминиевые прутки и стержни необходимо предварительно нагреть перед экструзией, чтобы достичь температуры, близкой к температуре растворения, чтобы магний в алюминиевом стержне мог расплавиться и равномерно распределиться в алюминиевом материале. Когда алюминиевый стержень помещают в экструдер, температура не сильно меняется.
Когда экструдер запускается, огромная сила выталкивания экструдирующего стержня выталкивает размягченный алюминиевый материал из отверстия матрицы, что создает большое трение, которое преобразуется в температуру, так что температура экструдированного профиля превышает температуру растворения. В это время магний плавится и течет, что крайне нестабильно.
При повышении температуры она не должна быть выше температуры солидуса, в противном случае алюминий также расплавится, и профиль не сможет быть сформирован. Взяв в качестве примера сплав серии 6000, температура алюминиевого прутка должна поддерживаться в пределах 400-540°C, предпочтительно 470-500°C.
Если температура слишком высокая, это приведет к разрывам, если слишком низкая, скорость экструзии будет снижена, и большая часть трения, создаваемого экструзией, будет преобразована в тепло, что приведет к повышению температуры. Повышение температуры пропорционально скорости экструзии и давлению экструзии.
Температура на выходе должна поддерживаться в пределах 550-575°C, по крайней мере выше 500-530°C, в противном случае магний в алюминиевом сплаве не может расплавиться и повлиять на свойства металла. Но она не должна быть выше температуры солидуса, слишком высокая температура на выходе приведет к разрывам и повлияет на качество поверхности профиля.
Оптимальная температура экструзии алюминиевого прутка должна быть скорректирована в сочетании со скоростью экструзии таким образом, чтобы разница температур экструзии была не ниже температуры сольвуса и не выше температуры солидуса. Различные сплавы имеют разные температуры сольвуса. Например, температура сольвуса сплава 6063 составляет 498°C, а сплава 6005 — 510°C.
Скорость трактора
Скорость трактора является важным показателем эффективности производства. Однако различные профили, формы, сплавы, размеры и т. д. могут влиять на скорость трактора, что не может быть обобщено. Современные западные заводы по производству экструзионного профиля могут достигать скорости трактора 80 метров в минуту.
Скорость экструзионного стержня — еще один важный показатель производительности. Она измеряется в миллиметрах в минуту, и скорость экструзионного стержня часто более надежна, чем скорость трактора при изучении эффективности производства.
Температура пресс-формы очень важна для качества экструдированных профилей. Температура пресс-формы должна поддерживаться на уровне около 426°C перед экструзией, в противном случае она легко засорит или даже повредит пресс-форму. Цель закалки — «заморозить» легирующий элемент магний, стабилизировать нестабильные атомы магния и не допустить их осаждения, чтобы сохранить прочность профиля.
Три основных метода закалки включают: воздушное охлаждение, охлаждение водяным туманом, охлаждение в водяном баке. Тип используемой закалки зависит от скорости экструзии, толщины и требуемых физических свойств профиля, особенно требований к прочности. Тип сплава является всеобъемлющим указанием твердости и упругих свойств сплава. Типы алюминиевых сплавов были подробно описаны Американской алюминиевой ассоциацией, и существует пять основных состояний:
F означает «как сфабриковано».
О означает «отожженные кованые изделия».
T означает, что продукт прошел «термическую обработку».
W означает, что материал прошел термическую обработку на твердый раствор.
H относится к нетермообрабатываемым сплавам, которые подвергаются «холодной обработке» или «деформационному упрочнению».
Температура и время — два показателя, которые требуют строгого контроля искусственного старения. В печи искусственного старения каждая часть температуры должна быть одинаковой. Хотя низкотемпературное старение может улучшить прочность профилей, требуемое время должно быть соответственно увеличено. Для достижения наилучших физических свойств металла необходимо выбрать подходящий алюминиевый сплав и его оптимальную форму, использовать соответствующий режим закалки, контролировать соответствующую температуру старения и время старения для повышения выхода годного, выход годного — еще один важный показатель эффективности производства. Теоретически невозможно достичь 100% выхода годного, поскольку торцы будут резать материал из-за защемлений тракторов и носилок.
Под редакцией Мэй Цзян из MAT Aluminum
Время публикации: 05.06.2023
