Процесс экструзии алюминия в 10 шагов
Для получения готового алюминиевого профиля необходимо производство экструзии. Для этого процесса сначала требуется подготовить ряд спецификаций и чертежей. Расчеты и оценки нужны для обеспечения точной формы и допусков. Далее начинается производственный процесс. Экструзия начинается с заготовки – куска алюминия, из которого формируется профиль. Заготовку необходимо размягчить теплом перед экструзией.
Вначале разогретая заготовка помещается в экструзионный пресс – мощное гидравлическое устройство, в котором плунжер с пресс-шайбой проталкивает размягченный металл сквозь точное отверстие, также известное как матрица, после которого заготовка и принимает нужную форму. Стандартная длина варьируется от 26 дюймов (660 мм) до 72 дюймов (1,830 мм). Внешний диаметр от 3 дюймов (76 мм) до 33 дюймов (838 мм); наиболее часто используются диаметры от 6 дюймов (155 мм) до 9 дюймов (228 мм).
- Процесс экструзии на самом деле начинается с проектирования, поскольку именно параметры детали, её предназначение во многом определяет множество параметров производства. Назначение профиля определяет его форму, а, следовательно, и форму матрицы.
Длина заготовки зависит от многих факторов, включая требуемую длину готового профиля, скорость экструзии, длину отводящего конвейера и параметры пресса.
- Заготовка – это исходное сырье для экструзии. Она может быть цельной или полой, обычно цилиндрической формы; загружается в контейнер экструзионного пресса. Изготавливается литьем либо применяют ковку и порошковую прессовку. Часто заготовки нарезаются из более длинномерных чушек алюминиевого сплава.
- Во время экструзии заготовка остается твердой, хотя и несколько размягчается в нагревательной печи. Температура плавления алюминия зависит от чистоты металла и составляет примерно 660° C. При экструзии обычно заготовку нагревают до температур от 375°C до 500°C, в зависимости от сплава.
- Для подготовки к экструзии матрицу и прочие инструменты прогревают. Это улучшает прохождение спрессованного алюминия и повышает общее качество профиля на выходе.
5.Экструзия алюминиевого профиля сочетает разнообразие форм профиля с высокой скоростью производства, что делает ее наиболее экономичным процессом формовки. Крайне важно наносить смазку или разделяющий состав между пресс-шайбой и алюминиевой заготовкой.
- Алюминиевая заготовка становится пластичной при формовке. Экструзию можно сравнить с выдавливанием зубной пасты из тюбика. При повышении давления на закрытый край тюбика паста выдавливается через открытый край, принимая форму круглого отверстия. Если отверстие сплющить, паста будет вытекать в виде ленты. Процесс экструзии начинается в тот момент, когда плунжер начинает давить на заготовку в контейнере. Различные конструкции прессов способны развить давление от 100 до 15,000 тонн. Этот давление определяет, насколько большую экструзию может провести этот пресс. Когда пресс начинает давить на заготовку, она врезается в матрицу, становясь короче и шире до тех пор, пока не упрется в стенки контейнера. Затем, по мере увеличения давления, размягченный (но все еще твердый) металл начинает продавливаться сквозь фигурное отверстие матрицы, образуя полностью сформированный профиль.
Скорость экструзии зависит от используемого сплава и формы матрицы.
- Свежесформированная экструзия поступает на отводящий конвейер. Способ охлаждения экструзии зависит от сплава – либо естественным путем, либо с применением воздуха или воды. Это критичный шаг для обеспечения требуемых свойств металла после старения. Затем экструзия поступает на рольганги для охлаждения.
- Растяжные и/или правильные машины применяются после охлаждения, для выпрямления и исправления возможных скручиваний экструзии (также растяжная машина может использоваться для холодной обработки металла) Далее по конвейеру экструзия подается на пилу
- Чистовая распиловка нужна для нарезки профиля под указанный заказчиком размер. Чаще всего на данный момент используются дисковые пилы, похожие на радиально-отрезные станки, которые распиливают профиль перпендикулярно его длине. Для больших прессов используются пилы большего размера. Смазываемые пилы снабжены устройствами подачи смазки через зубья пилы для оптимальной эффективности и поверхности распила. Автоматические зажимы фиксируют профиль при распиловке.
Когда профиль выходит из пресса, он находится в полутвердом состоянии, но быстро затвердевает по мере охлаждения. Нетермообрабатываемые алюминиевые сплавы (например, с содержанием марганца или магния) укрепляются при естественном старении и холодной обработке. Термообрабатываемые сплавы (содержащие медь, цинк и магний с кремнием) укрепляются или затвердевают при контролируемой термообработке, влияющей на металлическую структуру сплава.
- После старения профили отправляются в другие цеха завода для отделки, упаковки и подготовки к отправке заказчику. Профили укладываются таким образом, чтобы исключить повреждения поверхности, скручивание и прочие опасности.