Generelt set bør man vælge en højere ekstruderingstemperatur for at opnå højere mekaniske egenskaber. For 6063-legeringen vil profilets mekaniske egenskaber dog ikke stige, når den generelle ekstruderingstemperatur er højere end 540°C, og når den er lavere end 480°C, kan trækstyrken være ukvalificeret.
Hvis ekstruderingstemperaturen er for høj, vil der opstå bobler, revner, ridser og endda grater på produktet på grund af aluminium, der klæber til formen. Derfor anvendes der ofte relativt lave ekstruderingstemperaturer for at opnå produkter med høj overfladekvalitet.
Godt udstyr er også nøglepunktet for at forbedre produktionseffektiviteten af aluminiumekstrudering, især de tre hoveddele: aluminiumekstruder, aluminiumstangvarmeovn og formvarmeovn. Derudover er det vigtigste at have en fremragende ekstruderingsoperatør.
Termisk analyse
Aluminiumstænger og -stænger skal forvarmes før ekstrudering for at nå en temperatur tæt på solvustemperaturen, så magnesiumet i aluminiumstangen kan smelte og flyde jævnt ind i aluminiummaterialet. Når aluminiumstangen sættes i ekstruderen, ændrer temperaturen sig ikke meget.
Når ekstruderen starter, skubber ekstruderstangens enorme trykkraft det blødgjorte aluminiummateriale ud af dysehullet, hvilket genererer en masse friktion, som omdannes til temperatur, så temperaturen på den ekstruderede profil overstiger solvustemperaturen. På dette tidspunkt smelter magnesiumet og flyder rundt, hvilket er ekstremt ustabilt.
Når temperaturen hæves, må den ikke være højere end solidustemperaturen, ellers smelter aluminiumet også, og profilen kan ikke dannes. Hvis vi tager 6000-serien af legering som eksempel, bør temperaturen for aluminiumstænger holdes mellem 400-540°C, helst 470-500°C.
Hvis temperaturen er for høj, vil det forårsage rivning, hvis den er for lav, vil ekstruderingshastigheden blive reduceret, og det meste af den friktion, der genereres ved ekstrudering, vil blive omdannet til varme, hvilket får temperaturen til at stige. Temperaturstigningen er proportional med ekstruderingshastigheden og ekstruderingstrykket.
Udløbstemperaturen bør holdes mellem 550-575°C, mindst over 500-530°C, ellers kan magnesiumet i aluminiumlegeringen ikke smelte og påvirke metallets egenskaber. Men den må ikke være højere end solidustemperaturen, da en for høj udløbstemperatur vil forårsage rivning og påvirke profilens overfladekvalitet.
Den optimale ekstruderingstemperatur for aluminiumsstangen bør justeres i kombination med ekstruderingshastigheden, således at ekstruderingstemperaturforskellen ikke er lavere end solvustemperaturen og ikke højere end solidustemperaturen. Forskellige legeringer har forskellige solvustemperaturer. For eksempel er solvustemperaturen for 6063-legering 498°C, mens den for 6005-legering er 510°C.
Traktorhastighed
Traktorhastighed er en vigtig indikator for produktionseffektivitet. Forskellige profiler, former, legeringer, størrelser osv. kan dog påvirke traktorens hastighed, hvilket ikke kan generaliseres. Moderne vestlige ekstruderingsprofilfabrikker kan opnå en traktorhastighed på 80 meter i minuttet.
Ekstruderingsstanghastigheden er en anden vigtig indikator for produktivitet. Den måles i millimeter pr. minut, og ekstruderingsstanghastigheden er ofte mere pålidelig end traktorhastigheden, når man undersøger produktionseffektiviteten.
Formtemperaturen er meget vigtig for kvaliteten af ekstruderede profiler. Formtemperaturen bør holdes på omkring 426 °C før ekstrudering, ellers vil den let tilstoppe eller endda beskadige formen. Formålet med bratkøling er at "fryse" legeringselementet magnesium, stabilisere de ustabile magnesiumatomer og forhindre dem i at bundfælde sig for at opretholde profilens styrke.
Tre primære bratkølingsmetoder omfatter: luftkøling, vandtågekøling og vandtankkøling. Den anvendte type bratkøling afhænger af ekstruderingshastigheden, tykkelsen og de nødvendige fysiske egenskaber for profilen, især styrkekravene. Legeringstypen er en omfattende indikation af legeringens hårdhed og elastiske egenskaber. Aluminiumlegeringstyper er blevet specificeret i detaljer af American Aluminum Association, og der er fem grundlæggende tilstande:
F betyder "som fremstillet".
O betyder "udglødede smedeprodukter".
T betyder, at den er blevet "varmebehandlet".
W betyder, at materialet er blevet opløsningsvarmebehandlet.
H refererer til ikke-varmebehandlelige legeringer, der er "koldbearbejdede" eller "tøjningshærdede".
Temperatur og tid er to indikatorer, der kræver streng kontrol ved kunstig ældning. I den kunstige ældningsovn skal hver del af temperaturen være den samme. Selvom ældning ved lav temperatur kan forbedre profilernes styrke, skal den nødvendige tid øges tilsvarende. For at opnå de bedste fysiske egenskaber ved metal er det nødvendigt at vælge den passende aluminiumlegering og dens optimale form, bruge den passende kølemetode, kontrollere den passende ældningstemperatur og ældningstid for at forbedre udbyttet. Udbyttet er et andet vigtigt indikator for produktionseffektivitet. Det er teoretisk umuligt at opnå 100% udbytte, fordi stødstykkerne vil afskære materialet på grund af klemmærker fra traktorer og bårer.
Redigeret af May Jiang fra MAT Aluminum
Opslagstidspunkt: 05. juni 2023
