Vo všeobecnosti by sa na dosiahnutie vyšších mechanických vlastností mala zvoliť vyššia teplota extrúzie. Avšak pri zliatine 6063, keď je všeobecná teplota extrúzie vyššia ako 540 °C, mechanické vlastnosti profilu sa už nezlepšia a keď je nižšia ako 480 °C, pevnosť v ťahu môže byť nekvalifikovaná.
Ak je teplota extrúzie príliš vysoká, na výrobku sa v dôsledku prilepenia hliníka na formu objavia bubliny, praskliny, povrchové škrabance a dokonca aj otrepy. Preto sa na dosiahnutie výrobkov s vysokou kvalitou povrchu často používajú relatívne nízke teploty extrúzie.
Dobré vybavenie je tiež kľúčovým bodom pre zlepšenie efektívnosti výroby hliníkovej extrúzie, najmä troch hlavných častí hliníkového extrudéra, pece na ohrev hliníkových tyčí a pece na ohrev foriem. Okrem toho je najdôležitejšie mať vynikajúceho extrúzneho operátora.
Tepelná analýza
Hliníkové tyče a prúty je potrebné pred extrúziou predhriať na teplotu blízku teplote rozpúšťania, aby sa horčík v hliníkovej tyči mohol roztaviť a rovnomerne tieknúť v hliníkovom materiáli. Po vložení hliníkovej tyče do extrudéra sa teplota veľmi nemení.
Keď sa extrudér spustí, obrovská tlačná sila extrudovacej tyče vytlačí zmäknutý hliníkový materiál z otvoru matrice, čo vytvára veľké trenie, ktoré sa premieňa na teplotu, takže teplota extrudovaného profilu prekročí teplotu rozpusteného materiálu. V tomto čase sa horčík roztaví a roztečie, čo je extrémne nestabilné.
Keď sa teplota zvýši, nesmie byť vyššia ako teplota solidu, inak sa hliník tiež roztaví a profil sa nedá vytvarovať. Ak vezmeme ako príklad zliatinu série 6000, teplota hliníkovej tyče by sa mala udržiavať medzi 400 – 540 °C, najlepšie 470 – 500 °C.
Ak je teplota príliš vysoká, spôsobí to trhanie, ak je príliš nízka, zníži sa rýchlosť extrúzie a väčšina trenia generovaného extrúziou sa premení na teplo, čo spôsobí zvýšenie teploty. Zvýšenie teploty je úmerné rýchlosti extrúzie a extrúznemu tlaku.
Výstupná teplota by sa mala udržiavať medzi 550 – 575 °C, minimálne nad 500 – 530 °C, inak sa horčík v hliníkovej zliatine nemôže roztaviť a ovplyvniť vlastnosti kovu. Nesmie však byť vyššia ako teplota solidu, pretože príliš vysoká výstupná teplota spôsobí roztrhnutie a ovplyvní kvalitu povrchu profilu.
Optimálna teplota extrúzie hliníkovej tyče by sa mala upraviť v kombinácii s rýchlosťou extrúzie tak, aby rozdiel teplôt extrúzie nebol nižší ako teplota solvu a vyšší ako teplota solidu. Rôzne zliatiny majú rôzne teploty solvu. Napríklad teplota solvu zliatiny 6063 je 498 °C, zatiaľ čo teplota solvu zliatiny 6005 je 510 °C.
Rýchlosť traktora
Rýchlosť traktora je dôležitým ukazovateľom efektívnosti výroby. Rýchlosť traktora však môžu ovplyvniť rôzne profily, tvary, zliatiny, veľkosti atď., čo sa nedá zovšeobecniť. Moderné západné továrne na extrúzne profily dokážu dosiahnuť rýchlosť traktora 80 metrov za minútu.
Rýchlosť extrúznej tyče je ďalším dôležitým ukazovateľom produktivity. Meria sa v milimetroch za minútu a rýchlosť extrúznej tyče je pri skúmaní efektívnosti výroby často spoľahlivejšia ako rýchlosť traktora.
Teplota formy je veľmi dôležitá pre kvalitu extrudovaných profilov. Teplota formy by sa mala pred extrúziou udržiavať na približne 426 °C, inak sa forma ľahko upchá alebo dokonca poškodí. Účelom kalenia je „zmraziť“ legujúci prvok horčík, stabilizovať nestabilné atómy horčíka a zabrániť ich usadzovaniu, aby sa zachovala pevnosť profilu.
Tri hlavné metódy kalenia zahŕňajú: chladenie vzduchom, chladenie vodnou hmlou a chladenie vodnou nádržou. Použitý typ kalenia závisí od rýchlosti extrúzie, hrúbky a požadovaných fyzikálnych vlastností profilu, najmä požiadaviek na pevnosť. Typ zliatiny je komplexným ukazovateľom tvrdosti a elastických vlastností zliatiny. Typy hliníkových zliatin boli podrobne špecifikované Americkou hliníkárskou asociáciou a existuje päť základných stavov:
F znamená „ako vyrobené“.
O znamená „žíhané kované výrobky“.
T znamená, že bolo „tepelne upravené“.
W znamená, že materiál bol tepelne spracovaný v roztoku.
H označuje tepelne nespracovateľné zliatiny, ktoré sú „za studena tvárnené“ alebo „deformačne spevnené“.
Teplota a čas sú dva ukazovatele, ktoré si vyžadujú prísnu kontrolu umelého starnutia. V peci na umelé starnutie musí byť každá časť teploty rovnaká. Hoci starnutie pri nízkej teplote môže zlepšiť pevnosť profilov, potrebný čas by sa musel zodpovedajúcim spôsobom zvýšiť. Na dosiahnutie najlepších fyzikálnych vlastností kovu je potrebné vybrať vhodnú hliníkovú zliatinu a jej optimálny tvar, použiť vhodný režim kalenia, kontrolovať vhodnú teplotu starnutia a čas starnutia na zlepšenie výťažnosti. Výťažnosť je ďalším dôležitým ukazovateľom efektívnosti výroby. Teoreticky je nemožné dosiahnuť 100 % výťažnosť, pretože zadné časti odrežú materiál v dôsledku stôp po zovretí traktorov a naťahovacích zariadení.
Upravené May Jiang z MAT Aluminum
Čas uverejnenia: 5. júna 2023
