1. Характеристики материалов специальной прецизионной экструзии из алюминия и алюминиевых сплавов.
Этот тип продукта имеет особую форму, тонкую толщину стенок, небольшой вес и очень строгие требования к допускам. Такие изделия обычно называют прецизионными (или сверхточными) профилями (трубами) из алюминиевых сплавов, а технологию изготовления таких изделий называют прецизионными. (или сверхточной) экструзии.
Основными особенностями профилей особой точности (или сверхточности) из алюминиевых сплавов являются:
(1) Существует множество разновидностей, небольшие партии, и большинство из них представляют собой экструзионные материалы специального назначения, которые используются практически во всех сферах жизни и во всех аспектах жизни людей, включая все экструзионные изделия, такие как трубы, прутки, профили. и проволоки, включающие различные сплавы и состояния. Из-за небольшого сечения, малой толщины стенок, легкого веса и небольших партий организовать производство, как правило, непросто.
(2) Сложных форм и особых контуров, чаще всего фасонных, плоских, широких, крыльевых, зубчатых, пористых профилей или труб. Площадь поверхности единицы объема велика, а технология производства сложна.
(3) Широкое применение, особые эксплуатационные и функциональные требования. Чтобы удовлетворить требования к использованию продукта, выбираются многие состояния сплава, охватывающие почти все сплавы от серий от 1××× до 8××× и десятки состояний обработки с высоким техническим содержанием.
(4) Изысканный внешний вид и тонкая толщина стенок, обычно менее 0,5 мм, некоторые даже достигают около 0,1 мм, вес на метр составляет всего от нескольких до десятков граммов, но длина может достигать нескольких метров или даже сотен метров. .
5) Требования к точности размеров и геометрическим допускам профиля очень строгие. Вообще говоря, допуски прецизионных профилей из небольших алюминиевых сплавов более чем в два раза более строгие, чем допуски специальных марок в стандартах JIS, GB и ASTM. Допуск на толщину стенки профилей из алюминиевого сплава общей точности должен составлять от ±0,04 до 0,07 мм, в то время как допуск размера сечения сверхточных профилей из алюминиевого сплава может достигать ±0,01 мм. Например, вес прецизионного алюминиевого профиля, используемого для потенциометра, составляет 30 г/м, а диапазон допуска размера сечения составляет ± 0,07 мм. Допуск размера поперечного сечения прецизионных алюминиевых профилей для ткацких станков составляет ±0,04 мм, угол отклонения менее 0,5°, степень изгиба 0,83×L. Другим примером являются высокоточные сверхтонкие плоские трубы для автомобилей шириной 20 мм, высотой 1,7 мм, толщиной стенок 0,17±0,01 мм и 24 отверстиями, которые представляют собой типичные сверхточные профили из алюминиевого сплава.
(6) Он имеет высокое техническое содержание, его очень сложно производить, а также предъявляются особые требования к экструзионному оборудованию, инструментам, заготовкам и производственным процессам. На рисунке 1 приведен пример сечения некоторых прецизионных профилей из алюминиевого сплава.
2. Классификация экструзионных материалов специальной точности из алюминиевых сплавов.
Прецизионные или сверхточные экструзии алюминиевых сплавов широко используются в электронных приборах, коммуникационном оборудовании и передовой науке, национальной обороне и военной промышленности, прецизионных механических инструментах, слаботочном оборудовании, аэрокосмической, атомной промышленности, энергетике, подводных лодках и кораблях, автомобили и транспортные средства, медицинское оборудование, аппаратные средства, освещение, фотография и электронная техника. Вообще говоря, прецизионные или сверхточные профили из алюминиевых сплавов можно разделить на две категории по характеристикам внешнего вида: первая категория — это профили небольших размеров. Этот тип профиля еще называют сверхмалым профилем или мини-профилем. Его общий размер обычно составляет всего несколько миллиметров, минимальная толщина стенок — менее 0,5 мм, а вес устройства — от нескольких граммов до десятков граммов на метр. Из-за небольших размеров на них обычно требуются жесткие допуски. Например, допуск размеров поперечного сечения составляет менее ±0,05 мм. Кроме того, очень строгие требования к прямолинейности и кручению экструдированных изделий.
Другой тип — это профили, которые не очень малы по размеру поперечного сечения, но требуют очень строгих допусков на размеры, или профили, которые имеют сложную форму поперечного сечения и тонкую толщину стенок, хотя размер поперечного сечения велик. На рисунке 2 показана трубка специальной формы (промышленный чистый алюминий), выдавленная японской компанией на горизонтальном гидравлическом прессе усилием 16,3 МН со специальной разъемной матрицей для конденсатора автомобильного кондиционера. Сложность экструзионного формования этого типа профиля не меньше, чем у предыдущего типа сверхмалого профиля. Экструдированные профили с большим размером сечения и очень строгими требованиями к допускам не только требуют передовых технологий проектирования пресс-форм, но также требуют строгой технологии управления всем производственным процессом от заготовки до готового продукта.
С начала 1980-х годов, благодаря практическому применению технологии непрерывной экструзии Conform и развитию промышленных технологий, экструзия малых и сверхмалых профилей получила быстрое развитие. Однако из-за различных причин, таких как ограничения оборудования, требования к качеству продукции и достижения в технологии экструзии, производство небольших профилей на обычном экструзионном оборудовании по-прежнему составляет значительную долю. На рисунке 2 показаны прецизионные профили экструзии обычных разъемных матриц. Срок службы формы (особенно прочность и износостойкость шунтирующего моста и сердечника формы) и течение материала при экструзии становятся основными факторами, влияющими на ее производство. Это связано с тем, что при экструзии профиля размер сердечника формы небольшой, а форма сложная, а прочность и износостойкость являются важными факторами, влияющими на срок службы формы, срок службы формы напрямую влияет на себестоимость продукции. С другой стороны, многие прецизионные профили имеют тонкие стенки и сложную форму, а поток материалов в процессе экструзии напрямую влияет на форму и точность размеров профилей.
Чтобы предотвратить затекание оксидной пленки и масла на поверхности заготовки в изделие и обеспечить однородное и надежное качество изделия, нагретую до заданной температуры заготовку перед экструзией можно очистить от кожуры (так называемая горячая очистка), а также затем быстро поместите в экструдер для экструзии. При этом экструдированную прокладку следует содержать в чистоте, чтобы предотвратить попадание масла и грязи на прокладку в процессе снятия избыточного давления после одной экструзии и установки прокладки в следующую экструзию.
В зависимости от точности размеров сечения, а также допусков по форме и положению, экструзию из алюминиевого сплава особой точности можно разделить на профили из алюминиевого сплава особой точности и небольшие (миниатюрные) профили из алюминиевого сплава сверхвысокой точности. В целом, его точность превышает национальные стандарты (такие как GB, JIS, ASTM и т. д.). Сверхвысокая точность называется профилями из алюминиевого сплава особой точности, например, допуск на размер превышает ± 0,1 мм, допуск на толщину стенки составляет Сломанная поверхность находится в пределах ±0,05 мм ~ ±0,03 мм для профилей и труб.
Когда его точность более чем в два раза превышает сверхвысокую точность национального стандарта, его называют небольшим (миниатюрным) сверхвысокоточным профилем из алюминиевого сплава, например, допуск формы ± 0,09 мм, допуск толщины стенки ± 0,03 мм ~ ± 0,01 мм для небольшого (миниатюрного) профиля или трубы.
3. Перспективы развития специальных прецизионных экструзионных материалов из алюминия и алюминиевых сплавов.
В 2017 году производство и продажа материалов для обработки алюминия в мире превысило 6000 тыс. тонн в год, из них производство и продажа экструзионных материалов из алюминия и алюминиевых сплавов превысили 25 000 тыс. тонн в год, что составляет более 40% от общего объема производства и продаж алюминий. На долю алюминиевых экструдированных средних стержней приходилось 90%, из них на общие профили и стержни, а также профили для гражданских зданий малого и среднего размера приходилось более 80% стержней, на профили большого и среднего размера, а также специальные специальные профили и стержни приходилось лишь около 15%. На трубу приходится около 8% экструдированного материала из алюминиевого сплава, тогда как на фасонную трубу и специальную специальную трубу приходится только около 20% трубы. Из вышеизложенного видно, что крупнейшим производством и продажей экструзионных материалов из алюминия и алюминиевых сплавов и наиболее широко используемыми являются профили для гражданского строительства малого и среднего размера, общие профили, а также стержни и трубы. А специальные профили, прутки и трубы составляют всего около 15%, основными характеристиками таких изделий являются: специальные функции или характеристики; посвященный определенной цели; Наличие большого или малого размера спецификации; С чрезвычайно высокой точностью размеров или требованиями к поверхности. Таким образом, разнообразие больше, а партии меньше, необходимо увеличивать количество специальных процессов или добавлять какое-то специальное оборудование и инструменты, производство затруднено, а техническое содержание высокое, себестоимость продукции увеличивается, а добавленная стоимость увеличивается.
С развитием науки и техники и постоянным улучшением уровня жизни людей выдвигаются все более высокие требования к производству, качеству и разнообразию экструзионной продукции из алюминия и алюминиевых сплавов, особенно в последние годы появление персонализации продукции. способствовала разработке специальных профилей и труб с индивидуальными характеристиками и конкретным применением.
Сверхточные профили широко используются в электронных приборах, средствах связи, почтовом и телекоммуникационном оборудовании, прецизионном машиностроении, прецизионных приборах, слаботочном оборудовании, аэрокосмической промышленности, атомных подводных лодках и кораблях, автомобильной промышленности и других областях с небольшими, тонкими стенками, размером сечения очень точные детали. Обычно требования к допускам очень строгие, например, допуск на размер контура сечения составляет менее ± 0,10 мм, допуск на толщину стенки - менее ± 0,05 мм. Кроме того, очень строгие допуски на плоскостность, скручивание и другие допуски по форме и положению экструдированных изделий. Кроме того, в процессе экструзии специальных небольших сверхточных профилей из алюминиевого сплава к оборудованию, пресс-форме и процессу предъявляются очень строгие требования. В связи с быстрым развитием современной промышленности, передовыми оборонными и научными исследованиями и другими начинаниями, а также повышением степени персонализации количество, разнообразие и качество небольших сверхточных профилей становятся все более высокими, хотя в последние годы разработала и произвела множество высококачественных небольших сверхточных профилей из алюминиевых сплавов, но до сих пор не может удовлетворить потребности рынка. В частности, все еще существует большой разрыв между отечественными технологиями и оборудованием для производства небольших сверхточных профилей. -прецизионные профили из алюминиевого сплава и международный передовой уровень, который не может удовлетворить спрос на внутреннем и внешнем рынке и должен быть доработан.
4. Заключение
Специальная прецизионная экструзия алюминия и алюминиевых сплавов (профили и трубы) представляет собой своего рода сложную форму, тонкую толщину стенок, размерные допуски, а требования к точности формы и положения очень требовательны, высокое техническое содержание, сложное производство высококачественных, тонких материалов, является национальным экономика и национальная оборона незаменимы ключевые материалы, очень широкий спектр использования, многообещающие перспективы развития материала. Производство этого продукта предъявляет особые требования к заготовкам, оснастке, экструзионному оборудованию и процессу экструзии, и для получения высококачественной продукции партиями необходимо решить ряд ключевых технических проблем.
Под редакцией Мэй Цзян из MAT Aluminium
Время публикации: 7 апреля 2024 г.
