1 Úvod
S rýchlym rozvojom hliníkárskeho priemyslu a neustálym nárastom tonáže strojov na extrúziu hliníka sa objavila technológia extrúzie hliníka do pórovitých foriem. Extrúzia hliníka do pórovitých foriem výrazne zlepšuje efektivitu výroby a zároveň kladie vyššie technické nároky na návrh foriem a procesy extrúzie.
2 Proces extrúzie
Vplyv procesu extrúzie na efektivitu výroby pórovitých hliníkových foriem sa odráža najmä v riadení troch aspektov: teploty polotovaru, teploty formy a výstupnej teploty.
2.1 Teplota slepého pokusu
Rovnomerná teplota polotovaru má významný vplyv na výstup extrúzie. V skutočnej výrobe sa extrúzne stroje, ktoré sú náchylné na zmenu farby povrchu, zvyčajne ohrievajú pomocou pecí s viacerými polotovarmi. Pece s viacerými polotovarmi poskytujú rovnomernejší a dôkladnejší ohrev polotovaru s dobrými izolačnými vlastnosťami. Okrem toho sa na zabezpečenie vysokej účinnosti často používa metóda „nízkej teploty a vysokej rýchlosti“. V tomto prípade by teplota polotovaru a výstupná teplota mali byť úzko zladené s rýchlosťou extrúzie, pričom nastavenia zohľadňujú zmeny extrúzneho tlaku a stav povrchu polotovaru. Nastavenie teploty polotovaru závisí od skutočných výrobných podmienok, ale vo všeobecnosti sa pri extrúzii do pórovitých foriem teploty polotovarov zvyčajne udržiavajú medzi 420 – 450 °C, pričom ploché formy sa nastavujú o niečo vyššie o 10 – 20 °C v porovnaní s delenými formami.
2.2 Teplota formy
Na základe skúseností z výroby na mieste by sa teploty foriem mali udržiavať medzi 420 – 450 °C. Nadmerný čas ohrevu môže počas prevádzky viesť k erózii formy. Okrem toho je nevyhnutné správne umiestnenie formy počas ohrevu. Formy by nemali byť naskladané príliš blízko seba a nemali by medzi nimi zostať medzery. Blokovanie výstupu vzduchu z pece na formy alebo nesprávne umiestnenie môže viesť k nerovnomernému ohrevu a nekonzistentnej extrúzii.
3 faktory plesní
Návrh formy, spracovanie formy a údržba formy sú kľúčové pre tvarovanie extrúziou a priamo ovplyvňujú kvalitu povrchu výrobku, rozmerovú presnosť a efektivitu výroby. Vychádzajúc z výrobných postupov a zdieľaných skúseností s návrhom foriem, analyzujme tieto aspekty.
3.1 Návrh formy
Forma je základom tvorby výrobku a hrá kľúčovú úlohu pri určovaní tvaru, rozmerovej presnosti, kvality povrchu a materiálových vlastností výrobku. Pri pórovitých profiloch foriem s vysokými požiadavkami na povrch je možné zlepšenie kvality povrchu dosiahnuť znížením počtu odvádzacích otvorov a optimalizáciou umiestnenia odvádzacích mostíkov, aby sa predišlo hlavnému dekoratívnemu povrchu profilu. Okrem toho, pri plochých nástrojoch môže použitie konštrukcie jamy s reverzným tokom zabezpečiť rovnomerný tok kovu do dutín nástroja.
3.2 Spracovanie foriem
Počas spracovania formy je minimalizácia odporu voči toku kovu na mostíkoch kľúčová. Hladké frézovanie odvádzacích mostíkov zaisťuje presnosť ich polohy a pomáha dosiahnuť rovnomerný tok kovu. Pri profiloch s vysokými požiadavkami na kvalitu povrchu, ako sú solárne panely, zvážte zväčšenie výšky zváracej komory alebo použitie sekundárneho zváracieho procesu, aby ste zabezpečili dobré výsledky zvárania.
3.3 Údržba plesní
Pravidelná údržba foriem je rovnako dôležitá. Leštenie foriem a vykonávanie údržby dusíkaním môže predchádzať problémom, ako je nerovnomerná tvrdosť v pracovných oblastiach foriem.
4 Kvalita prázdneho miesta
Kvalita polotovaru má kľúčový vplyv na kvalitu povrchu výrobku, účinnosť extrúzie a poškodenie formy. Nekvalitné polotovary môžu viesť k problémom s kvalitou, ako sú drážky, zmena farby po oxidácii a skrátená životnosť formy. Kvalita polotovaru zahŕňa správne zloženie a jednotnosť prvkov, ktoré priamo ovplyvňujú výstup extrúzie a kvalitu povrchu.
4.1 Konfigurácia kompozície
Ak vezmeme ako príklad profily solárnych panelov, správna konfigurácia Si, Mg a Fe v špecializovanej zliatine 6063 pre extrúziu do pórovitých foriem je nevyhnutná pre dosiahnutie ideálnej kvality povrchu bez zníženia mechanických vlastností. Celkové množstvo a pomer Si a Mg sú kľúčové a na základe dlhodobých výrobných skúseností je udržiavanie Si+Mg v rozmedzí 0,82 – 0,90 % vhodné na dosiahnutie požadovanej kvality povrchu.
Pri analýze nevyhovujúcich polotovarov pre solárne panely sa zistilo, že stopové prvky a nečistoty boli nestabilné alebo prekračovali limity, čo výrazne ovplyvňuje kvalitu povrchu. Pridávanie prvkov počas legovania v taviarni by sa malo vykonávať opatrne, aby sa predišlo nestabilite alebo nadbytku stopových prvkov. V klasifikácii odpadu v tomto odvetví zahŕňa extrúzny odpad primárny odpad, ako sú odrezky a základný materiál, sekundárny odpad zahŕňa odpad z následného spracovania z operácií, ako je oxidácia a práškové lakovanie, a tepelnoizolačné profily sa kategorizujú ako terciárny odpad. Oxidované profily by sa mali obrábať špeciálnymi polotovarmi a vo všeobecnosti sa nepridáva žiadny odpad, ak je materiálov dostatok.
4.2 Proces výroby polotovarov
Na získanie vysokokvalitných polotovarov je nevyhnutné prísne dodržiavanie procesných požiadaviek na trvanie preplachovania dusíkom a čas usadzovania hliníka. Legujúce prvky sa zvyčajne pridávajú v blokovej forme a na urýchlenie ich rozpúšťania sa dôkladne premiešajú. Správne miešanie zabraňuje tvorbe lokalizovaných zón s vysokou koncentráciou legujúcich prvkov.
Záver
Hliníkové zliatiny sa široko používajú v nových energetických vozidlách, s uplatnením v konštrukčných komponentoch a častiach, ako sú karosérie, motory a kolesá. Zvýšené používanie hliníkových zliatin v automobilovom priemysle je poháňané dopytom po energetickej účinnosti a environmentálnej udržateľnosti v kombinácii s pokrokom v technológii hliníkových zliatin. Pre profily s vysokými požiadavkami na kvalitu povrchu, ako sú hliníkové batériové zásobníky s početnými vnútornými otvormi a vysokými nárokmi na mechanický výkon, je zlepšenie účinnosti pórovitého vytláčania do foriem nevyhnutné pre to, aby spoločnosti prosperovali v kontexte transformácie energie.
Upravené May Jiang z MAT Aluminum
Čas uverejnenia: 30. mája 2024
