Vytváření hliníku: Techniky, Slitiny, a aplikace

1. Zavedení

Vytlačování hliníku je kritický proces vytváření kovů, který umožňuje produkci složitých průřezových profilů s vysokou přesností a vynikající povrchovou úpravou.

Jeho rozšířená aplikace sahá od stěn architektonických záclon a okenních rámů po automobilové strukturální komponenty, Letecké rámy, Tepelné dřezy elektroniky, a spotřební zboží.

Tento článek poskytuje hloubku, Multi-perspektivní zkoumání vytlačování hliníku, Pokrytí základních principů,

Výběr materiálů, Podrobné kroky procesu, Návrh nástrojů, mechanické a povrchové vlastnosti, Hlavní aplikace, Výhody a omezení, standardy, a kontrola kvality.

2. Co je to vytlačování hliníku？

V jeho jádru, Extruze je a Plastická deformace proces.

An hliník Billet (předem zahřívaný, válcový kus slitiny hliníku) je umístěn do komory, a hydraulický beran aplikuje sílu, aby protlačil sochory skrz tvarovanou matrici.

Protože je kov stisknut pod vysokým tlakem, teče plasticky kolem okrajů matrice, Na druhé straně se objevuje na druhé straně jako nepřetržitý profil, jehož průřez odpovídá cloně Die.

Klíčem k tomuto procesu je skutečnost, že hliník Výnosná pevnost klesá se zvyšující se teplotou,

umožňuje jeho snadnější deformaci při zvýšených teplotách (obvykle 400–500 ° C pro běžné slitiny vytlačování hliníku).

Jakmile extrudát opustí zemřít, Zachovává přesnou geometrii tvaru matrice, s jen mírným snížením průřezu způsobené vůli a smršťování sochorů po chlazení.

3. Materiály a slitiny

Běžně používané slitiny hliníku pro vytlačování

I když čistý hliník (1100) může být extrudován, Většina strukturálních a vysoce výkonných aplikací vyžaduje legované známky.

The 6XXX série (Al-Mg-si) představuje zhruba 70–75 % ze všech extrudovaných profilů po celém světě, Díky své vynikající rovnováze síly, odolnost proti korozi, a extridabilita.

Mezi další významné série patří:

Klíčové vlastnosti materiálu ovlivňující extridabilitu

• Citlivost na tok a teplota: Síla potřebná k vytlačení sochoru závisí na jejím výnosovém napětí při teplotě vytlačování.
  Slitiny s nižším napětím toku při horkých teplotách se snadněji vytlačí, ale může obětovat sílu vrcholu.
• Práce na kalení a odezvu na věk: Slitiny, které dobře reagují na srážení (stáří) Kalení (NAPŘ., 6061, 6063)
  může být vytlačeno a poté uměle stárnout (TO T5 nebo T6 TOME) dosáhnout zvýšených sil.
• Citlivost trhlin: Slitiny s vysokou pevností (7000 série, 2000 série) jsou náchylnější k praskání horkých (konstrukce, homogenizace sochory, rychlost vytlačování).
• Řízení struktury zrn: Homogenizace (držení sochory při přechodné teplotě před vytlačováním hliníku) pomáhá eliminovat dendritickou segregaci, Snižte praskání, a dosáhnout jednotných mechanických vlastností.

4. Proces vytlačování slitin hliníku

Příprava a předehřátí

Materiál a lití

• Hliníkové sochory používané pro vytlačování obvykle pocházejí z přímého chlazení (DC) obsazení nebo nepřetržité obsazení.
  Mezi běžné slitiny patří řada 6xxx (NAPŘ., 6063, 6061, 6105) a určité 7xxx- nebo stupně řady 2xxx, když je potřeba vyšší síla.
• Před vytlačováním hliníku, obsazení sochorů často podstupují a homogenizace tepelné zpracování (NAPŘ., 500–550 ° C po dobu 6–12 hodin) Pro snížení chemické segregace a rozpuštění eutektických fází s nízkým tahem.
  Homogenizace poskytuje jednotnější mikrostrukturu, minimalizuje horkost (praskání během deformace horkého), a zlepšuje celkovou extridabilitu.

Inspekce povrchu a obrábění

• Po homogenizované, Skupiny jsou naskenovány na povrchové vady (praskliny, oxidové záhyby, nebo inkluze).
  Jakékoli viditelné anomálie mohou být obrobeny nebo vyčlenění sochory.
  Hladký, Povrch bez oxidu pomáhá zabránit tomu, aby zemřel nebo lokalizované třecí vytápění, které by mohlo zahájit trhliny.

Předehřívání na vytlačovací teplotu

• Skupiny jsou umístěny do přední pece, kde jsou rovnoměrně zahřívány
  teplota vytlačování cílové slitiny (Obvykle 400–520 ° C pro většinu řady 6xxx, mírně nižší pro řadu 7xxx, aby se zabránilo nadměrnému růstu zrna).
• Přesná kontrola teploty (± 5 ° C.) je zásadní. Pokud je sochory příliš chladná, Napětí toku je vyšší, Zvýšení požadované vytlačovací síly a riskování trhlin.
  Pokud je příliš horké, Růst zrna nebo počáteční tání eutektiky s nízkou teplotou může oslabit soch..
• Časy předehřívání sochorů závisí na průměru a tloušťce stěny.
  A 140 mm (5.5„) Billet o průměru obvykle vyžaduje 45–60 minut v dobře kalibrované peci, aby dosáhla jednotné teploty z jádra na povrch.

Nastavení lisu a načítání sochorů

Typy vytlačujících lisů

• Hydraulický lis přímého krmení: Nejběžnější. Hydraulický beran tlačí sochoru skrz stacionární sestavu.
  Ohodnoceno v „tonáži“ (například, Tisk 3 000 tunů může generovat ~ 3 000 metrických ton síly).
• Nepřímý (Zaostalý) Vytlačovací lis: Die je namontována na pohybující se beran, který se lisuje do stacionárního kontejneru na sochory.
  Tření mezi předvalkem a kontejnerem je téměř vyloučeno, snížení požadovaného tlaku. Takové lisy jsou často menší (200– 1200 tun) ale může dosáhnout vyšších poměrů vytlačování.
• Hydrostatický vytlačovací lis: Sochor je uzavřen v utěsněné komoře naplněné tlakovou kapalinou (obvykle olej).
  Jak tisk aplikuje sílu, tlak tekutiny rovnoměrně obklopuje předvalek, způsobí, že protéká matricí.
  Tyto specializované lisy minimalizují tření a umožňují vytlačování křehkých nebo vysoce pevných slitin, i když za vyšší kapitálové náklady.

Načítání a soustředění sochorů

• Předehřátý sochor se zvedne (často pomocí mostového jeřábu nebo automatizovaného účtovacího systému) a umístí se do nádoby.
• Centrování/Zarovnání: Většina moderních zařízení používá vyrovnávací přípravek nebo polohovací kroužek u ústí nádoby; Billet musí sedět splachovat s obličejem, aby se zabránilo excentricitě.
  Nesprávně zarovnané sochory mohou smrtelně poškodit zemřít nebo zavést nejednotné vzory toku (vedoucí k povrchovým trhlinám nebo rozměrové nepřesnosti).

Použití fiktivního bloku / Most umírá

• V přímé vytlačování, Existuje krátký „figurínový blok“ (obětní vložka) umístěné mezi tvář beran a sochory.
  Blok figuríny chrání zemřít před náhlým kladivem, pokud má soch..
• RAM nejprve kontaktuje blok figuríny, který pak přenáší sílu na sochort rovnoměrněji.
  V Nepřímé vytlačování, Samotný beran nese zemřít, Takže se nepoužívá žádný samostatný blok figuríny.

Interakce kovového toku a smrti

Povýšení RAM a nahromadění tlaku

• Jakmile je socher na pozici, operátor (nebo řídicí systém CNC) iniciuje extruzní mrtvici.
  Hydraulická olejová čerpadla vytvářejí tlak, dokud se Ram nepohybuje vpřed, komprimování sochoru.
• Jak Ram tlačí, Vnitřní tlak sochoru stoupá. V přímém vytlačování, Tření mezi stěnami a kontejnerových stěn rozptyluje určitou energii; nepřímý nebo hydrostatický, Třecí ztráty jsou mnohem nižší.

Geometrie vstupu

• Úhel vstupu: Typická matrice má zužující se vstupní zónu (často 20–30 °) který vede kov z většího průřezu sochory do menšího tvaru profilu.
  Pokud je tento úhel příliš mělký, Kov může složit nebo může dojít k „inverzi“ průtokových linií; Pokud je příliš strmý, kov se může oddělit od povrchu matrice, způsobující turbulenci a povrchovou zvlnění.
• Porting / Zóna předformací: Když má profil více dutin nebo složitých dutin,
  Návrhář Die vytvoří „přepravní sekci“, která rozdělí kov sochort do samostatných potoků, který pak rekombinuje do konečného tvaru.
  Správné portování zabraňuje problémům s mícháním kovů (vnitřní trhliny, laminace).

Ložisko (Přistát) Sekce

• Po zóně přenosu, „Ložisková délka“ (Také se nazývá země) je rovný, Konstantní průřezová část matrice, která dokončuje rozměry a ovládání povrchové úpravy.
• Délka ložiska je obvykle 4–8 mm pro extruze řady 6XXX;
  Delší ložiska zvyšují přesnost rozměru, ale vyžadují vyšší extruzní sílu a zvyšují třecí teplo. Krátká ložiska snižují sílu, ale oběť tolerance.

Mazání a povlak

• Tenký film mazivo na bázi grafitu nebo keramiky se aplikuje na vstupní tvář sochoru a někdy i na stěny kontejnerů.
  Toto mazivo snižuje tření, prodlužuje život, a pomáhá evakuovat zachycený vzduch.
• Efektivní mazání je zvláště kritické pro extruze s vysokým poměrem (> 50:1) nebo pro těžko dostupné slitiny (například řada 7000).
• Některé tváře zemřely potaženy vrstvami odolnými proti opotřebení (NAPŘ., wolframový karbidový sprej, nikl aluminid) Minimalizovat die-kovové galling a erozi.

Tření a tvorba tepla

• Jak kov protéká matricí, Tření mezi povrchy hliníku a smrtí vytváří teplo, na okamžik zvýšení teploty kovu o 20–50 ° C nad teplotou sochorů.
  Nadměrný nárůst teploty může způsobit hrubé zrna, trhání povrchu, nebo zemřít galling.
• Nepřímé a hydrostatické vytlačování významně snižuje tření tepla na rozhraní sochory/kontejneru, Povolení větších poměrů vytlačování s menším tepelným vstupem.

Změny metod vytlačování

Řídit (Konvenční) Vytlačování

• Nastavení: Die je připevněna k šroubové botě v přední části kontejneru. RAM (přes figurínový blok) posune sochory dopředu tak, aby kov protékal stacionárním zemřetou.
• Výhody: Jednodušší zarovnání a načítání; přímé nástroje; běžné napříč většinou velkých vytlačovacích lisů.
• Omezení: Tření mezi stěnami a kontejnerů může být významné (20–70 % celkového vytlačování tlaku),
  vyžadující výkonnější tisk pro daný poměr vytlačování. Vyšší tření také zvyšuje opotřebení smrti.

Nepřímý (Zaostalý) Vytlačování

• Nastavení: Míra je namontována na tváři beran. Když RAM postoupí do kontejneru, sochort zůstává statický, a kov protéká dozadu skrz matrici do polí vytlačování.
• Výhody: Prakticky žádné tření kontejneru/sochory, což snižuje vyžadováno tlak RAM (Někdy do 20–40 %).
  Protože tření je nízké, Vytvoření křehkých nebo tenkých stěn je proveditelnější.
• Omezení: Zemřít musí být namontováno na beran, Takže otvor RAM musí být dutý nebo speciálně nakonfigurován; celková zvyšování složitosti nástrojů.
  Doby nastavení může být delší, a změny na některé lisy jsou časově náročnější.

Hydrostatické vytlačování

• Nastavení: Billet je obklopen tekutinou (NAPŘ., olej) v uzavřené komoře.
  Jak lis komprimuje tekutinu, Tlak je rovnoměrně uplatňován na obvodu sochory, nutit to zemřít na odchodu v komoře.
• Výhody: Tření na stěnách tváře a kontejnerů je téměř nulové - toto umožňuje extrémně vysoké poměry vytlačování (často > 100:1)
  a formování vysoce pevných nebo jinak obtížných slitin (NAPŘ., Některé známky 7xxx nebo 5xxx) bez praskání.
  Povrchová úprava je obvykle lepší, s velmi nízkým výskytem povrchové trhliny.
• Omezení: Náklady na vybavení jsou velmi vysoké. Komory musí spolehlivě utěsnit pod vysokým tlakem; Jakýkoli únik tekutin může způsobit bezpečnostní nebezpečí.
  Propustnost je nižší pro velké části, Hydrostatická vytlačování je tedy obvykle vyhrazeno pro tyče z menšího křížového řezu, dráty, nebo speciální profily.

Chlazení a zhášení

Účel zhášení

• Většina tepelně léčených slitin hliníku (NAPŘ., 6XXX-série, 7XXX-série) spoléhat na rychlé chlazení (zhášení) ihned po extruzi, aby se „uzamkl“ přesycený pevný roztok.
  Později, umělé nebo přirozené stárnutí urychlí posilující fáze.
• Kalení také zabraňuje nadměrnému růstu zrn ve slitinách, které by při zvýšených teplotách zhrubly.

Metody chlazení

• Vodní zhášecí lázeň: Nejběžnější přístup. Když horký extrudát opouští matrici, přechází přímo do vodní lázně (hloubka ~150–200 mm).
  Průtoky a teplota lázně (často 60–80 °C) jsou řízeny tak, aby se profil ochlazoval rovnoměrně.
• Uhasit sprejem: Vysokotlaké trysky rozstřikují vodu (někdy se vzduchem) na profil. Ideální pro složité průřezy, kde by určité duté části mohly zachytit vodu, pokud by byly jednoduše ponořeny.
• Chlazení vzduchem / Nucený vzduch: Používá se pouze pro slitiny, kde rychlé kalení není kritické (NAPŘ., 6063 pokud je přijatelná teplota T4).
  Může být také použit jako „předchlazovací“ zóna před ochlazením vodou pro snížení tepelného šoku.
• Kombinace Quench: Některé rostliny používají počáteční fázi nuceného vzduchu (chladit z 500 °C až do ~250 °C), následuje vodní sprcha nebo ponoření.
  Tento postupný přístup minimalizuje deformaci ve velmi dlouhých nebo tlustých profilech.

Vyhýbání se tepelnému nárazu

• Ponoření a 500 °C hliníkový profil prudce do 20 °C voda může vyvolat na vnější straně chladiče tahová napětí a uvnitř tlaková napětí.
  Pokud je chlazení příliš agresivní, profil může prasknout nebo se zdeformovat.
• Správné umístění trysky, nastavení průtoku, a řízení teploty vody zajišťují rovnoměrné rychlosti chlazení a minimalizují místní koncentrace napětí.

Po extrezi protahování a narovnání

Zbytkové napětí a deformace profilu

• Jak se vytlačovaný profil ochlazuje, nerovnoměrná kontrakce (zejména v dlouhých nebo asymetrických průřezech) může způsobit prohnutí nebo zkroucení.
  Tyto deformace musí být opraveny, aby byly splněny tolerance přímosti (ASTM B221, V 755).

Protahovací stroje

• Typická protahovací operace:

• • Jeden konec profilu je upnuto, a druhý je připojen k hydraulickému (nebo mechanické) stahovač.
  • Profil je prodlužován (4–5 % jeho délky) Použitím kontrolované tahové síly.
  • Přímové příslušenství drží profil v poloze, udržovat to rovné, zatímco je pod napětím.
  • Jakmile je držen pod napětím, Profil je uvolněn a ponechán mírně „pramen zpět“; protože materiál přinesl během protahování, Zachovává si rovnější tvar než dříve.

• Načasování cyklu: Protahování se obvykle vyskytuje během několika minut po ukončení, Před významnou stabilizací zrna.
  Profily kratší než 6 m může být natažen v jednom kuse; delší profily (až do 12 m nebo více) jsou sestřiženy nebo zpracovány postupně v segmentech.

Pouze narovnání

• Pro nějaké silné, Profily s vysokou rigiditou, lehčí narovnání (NAPŘ., Mechanický tisk nebo vyrovnávací stroj) lze použít bez významného prodloužení v tahu.
  Však, Pro tenkostěnné nebo vysoce asymetrické tvary, Úplné protahování je upřednostňováno, aby se zabránilo problémům s pramenicí.

Stárnutí a temperování

Tepelně léčené vs.. Slitiny nehroutatelné

• Slitiny léčené teplem (NAPŘ., 6000-série, 7000-série, Některé série 2000) Získejte sílu pomocí srážení.
  Rychlé zchlazení po vytlačování produkuje nasycené solidní roztok;
  následné stárnutí (buď při pokojové teplotě nebo zvýšené teplotě) sraží posilovací fáze (Mg₂si v 6xxx, η '/η v 7xxx).
• Slitiny nehroutatelné (NAPŘ., 1xxx a většina slitin 5xxx) spoléhat se na tvrzení práce (H-tempry).
  Po vytlačování, Obvykle podléhají kontrolovanému chlazení, Pro maximální sílu však není zapotřebí žádné následné umělé stárnutí.

Obyčejné potisky

• T4 temperamentní (přirozené stárnutí): Extrudovaný profil je uhasit a poté uložen při okolní teplotě po celé dny nebo týdny.
  Vhodné, kde mírná síla (~ 70–80 % T6) je přijatelný.
• T5 temperamentní (umělé stárnutí bez léčby řešení): Extrudovaný profil je okamžitě ochlazen (uhasit) a pak se umístí do stárnoucí trouby (NAPŘ., 160–175 ° C po dobu ~ 6–10 hodin).
  Dává vyšší sílu než T4, ale pod T6.
• T6 temperamentní (řešení + umělé stárnutí): Profil je ošetřeno roztokem (NAPŘ., ~ 530 ° C po dobu 1–2 hodin), uhasit, a pak uměle stárnou (NAPŘ., 160–180 ° C po dobu 8–12 hodin).
  Produkuje nejvyšší sílu pro řadu 6xxx (NAPŘ., 6061-T6) nebo 7xxx-řada (NAPŘ., 7075-T6) extruze.

Praktické úvahy

• Mnoho do domů nabízí T5 jako standardní in-line služby, protože se vyhýbá samostatnému řešení pece.
  Pro velmi velké nebo složité profily, Poteo-extruzní řešení (k dosažení T6) může být provedeno ve vyhrazené dávkové troubě poté, co byly všechny délky zkráceny na hotovou velikost.
• Nadměrné stárnutí (držení při zvýšené teplotě příliš dlouho nebo při příliš vysoké teplotě) může snížit prodloužení nebo způsobit nežádoucí hrubnutí sraženin, Snižování houževnatosti.

Přímý vs.. Nepřímé vs.. Hydrostatický: Srovnávací poznámky

5. Sekundární operace a povrchová úprava

Jakmile jsou surové extrudované profily nakrájeny na délku a natažené, Mnoho aplikací vyžaduje sekundární obrábění nebo estetický povrch.

Řezání na délku

• Létající mezní pily: In-line řezací stanice, které odpovídají rychlosti vytlačování-zajišťuje nepřetržitý provoz bez zastavení vytlačovacího lisu.
• Offline cut-off pily: Manuální nebo automatické pásmové pily nebo kruhové pily používané po vytlačování pro profily pro délky specifikované zákazníky.

Operace obrábění a vrtání

• CNC frézování, Vrtání, a klepání: Vytváření otvorů, sloty, nebo složité funkce.
  Obrobitelnost hliníku umožňuje vysokou rychlost krmiva a dlouhou životnost nástroje, pokud se použije správná geometrie nástroje a řezací tekutiny.
• Milling T-Slots nebo vlastní funkce opětovného opětovného vstupu: Někdy je nutné, když omezení nákladů nebo geometrie zakazují přímé vytlačování určitých rysů.

Povrchové ošetření

Eloxování

• Vytváří kontrolovaný, Porézní oxidová vrstva (Typická tloušťka 5–25 µm).
• Zlepšuje odolnost proti korozi, Tvrdost povrchu, a estetický vzhled.
• Umožňuje následné barvení (zbarvení) nebo těsnění (Zvýšený odpor opotřebení).

Práškové lakování

• Polymerní prášky termosetu jsou elektrostaticky nanášeny a vyléčeny (180–200 ° C.).
• Poskytuje uniformu, Odolný povrch s vynikajícím poškrábáním a chemickou odolností.
• K dispozici v prakticky neomezené barvě a texturách.

Kapalný malba (Mokrý kabát)

• Konvenční stříkání nebo elektrostatické barvy.
• Zranitelnější vůči štěpkům než práškovým povlakem, ale často zvoleno pro složité barevné směsi nebo extrémně hladké povrchové úpravy.

Mechanické povrchové úpravy

• Kartáčování: Vytváří konzistentní lineární zrno - populární pro architektonické zábrany a lemování zařízení.
• Leštění/Bušení: Dosáhne zrcadlového povrchu-běžně se používá pro dekorativní aplikace.
• Sandblasting nebo Tryskání korálků: Dodává jednotnou matnou nebo saténovou texturu – často se aplikuje před lakováním, aby se zlepšila přilnavost.

Specializované kryty

• PVDF (Polyvinylidenfluorid) Povlaky: Často se používá pro venkovní architektonické prvky (<0.3 tloušťka mm).
  PVDF poskytuje výjimečnou odolnost vůči UV záření, zachování barvy, a povětrnostní odolnost.
• Vrásčitá nebo vrásčitá povrchová úprava s práškovým lakem: Dodejte texturovaný vzhled pro průmyslové nebo dekorativní použití.

6. Klíčové průmyslové aplikace vytlačování hliníku

Stavební a architektonické systémy

• Okno a rámy dveří: Extrudované profily 6063‐T5/T6 s integrovaným tepelným mostem, odvodňovací kanály, a povětrnostní těsnění.
• Komponenty závěsné stěny a fasády: Komplexní sloupky a příčníky navržené pro přesné přizpůsobení, vysoké zatížení větrem, a tepelný výkon.
• Strukturální rámování: Modulární systémy zábradlí, podpěry kabiny, pomocné rámy závěsů.
• Solární montážní konstrukce: Lehké regálové lišty a montážní konzoly.

Automobilový průmysl a přeprava

• Členy podvozku a rámu: Extrudované nárazové nosníky, výztuhy nárazníků, Komponenty zavěšení - všechny využívání vysokých sil 6005a nebo 6061 Slitiny pro splnění cílů s nárazovými způsobilosti a hmotnosti.
• Střešní kolejnice, Dveřní parapety, a tělesné lišty: Extruze, které poskytují estetickou i strukturální funkci.
• Výměníky tepla a radiátory: Chladiče motorového oleje, AC odpařovače, a záhlaví kondenzátorů vyrobených extrudci specializované 6000 řady nebo slitiny série 1xxx.

Letectví

• Wing žebra, Fuselage Stringers, a delší: 6000Slitiny - a 7000 řady slitin extrudované na náročné dimenzionální tolerance, Poté věk zdoben na T6 nebo T651.
• Komponenty vnitřní kabiny: Koš, stopy sedadel, Okno rámy - často potažené nebo eloxované pro estetiku a odpor opotřebení.
• Komponenty přistávacího zařízení: Některé subkomponenty, jako jsou trubice točivého momentu nebo pouzdra hnacího hřídele, používají extrudované profily pro lehkou sílu.

Elektronika a výměna tepla

• Teteře pro energetickou elektroniku: Extruded 6063 nebo 6061 profily nabízející složité geometrie žeber a velké plochy.
• LED svítidla: Výlisky zajišťující jak konstrukční montáž, tak tepelné řízení, často s integrovanými kanály pro LED pásky a kabeláž.
• Skříně transformátorů a přípojnic: Čistě hliníkové profily nebo laminované profily „hliníkové jádro/měděné“ pro rozvod energie.

Spotřební výrobky a nábytek

• Sportovní zboží: Rámy na kole (6016, 6061 slitiny), žebříkové kolejnice, Poláky stanů.
• Zobrazovací jednotky a police: Modulární extrudované rámy pro maloobchodní příslušenství, veletržní stánky, a výstavní stánky.
• Komponenty nábytku: Nohy stolu, rámy židlí, pojezdy zásuvek – často eloxované pro estetiku interiéru.

Průmyslové stroje a automatizace

• Rámy a kryty strojů: 30Modulární profily ×30 mm až 80 × 80 mm (na základě 6063 nebo 6105) s T-drážkami pro snadnou montáž panelů, senzory, dopravníky.
• Dopravníkové kolejnice a lineární vedení: Extrudovaná vedení s integrovanými oběžnými drahami pro kuličková ložiska, Povolení kompaktního, Přesné lineární systémy.
• Bezpečnostní oplocení a ochranné bariéry: Lehký, rekonfigurovatelné panely, které splňují standardy průmyslové bezpečnosti (ISO 14120, OSHA).

7. Výhody a omezení vytlačování hliníku

Výhody

Navrhnout flexibilitu a komplexní průřezy

• Extruze umožňuje složité duté sekce, Multi-Chambered Profile,
  a integrované kanály (NAPŘ., Kabelové potrubí, drážky těsnění) to by bylo obtížné nebo drahé prostřednictvím jiných metod.
• Nízkonákladová modifikace návrhu matrice umožňuje relativně rychlou iteraci geometrie profilu.

Vysoké využití materiálu

• Ve srovnání s frézováním z desky nebo kování a obrábění, Extruze generuje minimální swarf/odpad.
  Nevyužitý šrot může být znovu roztříštěn a vrácen do produkční smyčky sochort s minimální ztrátou.

Vynikající recyklovatelnost a udržitelnost

• Hliník je nekonečně recyklovatelný pouze s ~ 5 % energie potřebné k výrobě primárního hliníku z bauxitu.
• Mnoho společností z vytlačování hliníku pracuje s recyklací šrotu s uzavřenou smyčkou, Snížení uhlíkové stopy a nákladů na suroviny.

Relativně nízké náklady na nástroje ve srovnání s odlitkem pro střední běhy

• Zatímco extruzní zemřel, mají významné počáteční náklady (2 500 - 15 000 $++ v závislosti na složitosti),
  pro mírné objemy výroby (tisíce až desítky tisíc částí), Odtažení hliníku může být ekonomičtější než obsazení smrti.

Vynikající možnosti dokončení

• Extrudované povrchy mohou být eloxovány tak, aby poskytovaly odolné, odolný vůči korozi, a esteticky příjemné povrchové úpravy.
• Těsné tolerance (± 0,15 mm) Snižte potřebu sekundárního obrábění nebo broušení.

Omezení

Počáteční náklady na velmi složité tvary

• Extrémně složité profily mohou vyžadovat vícedílné rozdělení nebo specializované povlaky (NAPŘ., keramický, WC povlaky), Řidičské zemíné stojí vzhůru nás $50,000.
• Pro ultra nízké objemy (< 100 M profilu), Nastavení vlastního smrti nemusí být odůvodněné.

Geometrická omezení

• Minimální tloušťka stěny: Obvykle 1.5 MM pro standardní slitiny. Tenčí rysy zvyšují riziko praskání povrchu, umřít trhání, nebo deformace po exexstruzi.
• Ostře snížené průřezy: Náhlé změny v průřezu mohou způsobit balení kovů (nadměrná extruze) nebo nedostatečně extruze; jsou vyžadovány hladké přechody a velkorysé zaoblení.

Povrchové vady

• Pokud údržba matrice vyprší, mohou se objevit viditelné „čáry matrice“ nebo „struny“., nebo pokud je čistota slitiny špatná.
• Nekovové vměstky nebo oxidové filmy (ze špatné kontroly mazání) může vést k povrchovým skvrnám, které se obtížně maskují, i po eloxování.

Nevýhody specifické pro slitinu

• Některé vysokopevnostní slitiny (7000, 2000 série) jsou náchylnější k praskání za tepla a vyžadují extrémně přísnou kontrolu procesu, což zvyšuje náklady na šrot a nástroje.
• Nízkonákladová řada 6xxx nemusí splňovat požadavky na vysoké teploty nebo extrémně vysokou únavu v některých kritických leteckých nebo obranných aplikacích.

8. Kontrola kvality a průmyslové standardy

Relevantní standardy

• ASTM B221 („Standardní specifikace pro vytlačované tyče z hliníku a hliníkových slitin, Pruty, Drát, Profily, a trubky“):
  Definuje chemické složení, Požadavky na mechanické vlastnosti, a rozměrové tolerance pro různá označení slitin/temperování a temperování.
• V 755/V 12020: Evropské normy pro extrudované hliníkové profily – specifikují tolerance pro lineární a úhlové rozměry, Kvalita povrchu, a mechanické vlastnosti.
• POUZE H4100: Japonský standard pokrývající podobné specifikace extrudovaného produktu.

Rozměrová inspekce

• Posuvná měřítka a mikrometry: Ruční kontrola funkcí přístupných ručním nářadím.
• Souřadnice měření strojů (Cmm): Vysoce přesné 3D skenování složitých profilů, zejména při ověřování složitých tolerancí a kvality pro letecké nebo automobilové aplikace.
• Optické skenery: Bezkontaktní laserové skenery dokážou rychle porovnat celý průřez s modelem CAD a detekovat deformaci nebo opotřebení matrice.

Mechanické testování

• Testování v tahu: Kupony vyříznuté z extrudovaných kusů pro měření meze kluzu, konečná pevnost v tahu, a prodloužení v podélném i příčném směru (může existovat anizotropie).
• Testování tvrdosti: Testy Rockwell nebo Vickers pro potvrzení stavu teploty, zejména pro umělé stárnutí (T6) proti přirozenému stárnutí (T4).
• Testování únavy: Příležitostně vyžadováno pro kritické konstrukční součásti (NAPŘ., Letecké rámy) pro ověření dlouhodobého výkonu při cyklické zátěži.

Posouzení kvality povrchu

• Vizuální kontrola: Kontrola povrchových vad, jako jsou vytlačovací čáry, škrábance, Oxidové filmy, nebo skvrny.
• Testování přilnavosti povlaku: Pro eloxované nebo lakované povrchy, standardizované testy (NAPŘ., Test pásky ASTM D3359) zajistit správné spojení.
• Testování koroze: Slatový sprej (ASTM B117) nebo testy ve vlhké komoře pro simulaci venkovní expozice pro architektonické nebo námořní aplikace.

Certifikace a sledovatelnost

• Sledovatelnost materiálu: Každý běh vytlačování je obvykle doprovázen osvědčením o zkoušce mlýna, výpis chemického složení, zmírnit, Mechanické vlastnosti, a výsledky testů.
• ISO 9001 / IATF 16949: Mnoho vytlačovacích zařízení sloužících automobilovému nebo leteckému průmyslu
  OEM operují pod ISO 9001 (Management kvality) nebo IATF 16949 (automobilová kvalita) systémy zajišťující konzistenci a sledovatelnost procesů.

9. Závěr

Vytlačování hliníku představuje základní kámen technologie v moderní výrobě, umožňující efektivní výrobu komplexu, vysoká pevnost, lehkých profilů v mnoha průmyslových odvětvích.

Protlačením ohřátých sochorů přes na míru přizpůsobené matrice, extrudéry mohou dosáhnout pozoruhodné geometrické všestrannosti s minimálním odpadem materiálu.

Ve spojení se sekundárním obráběním a vysoce kvalitními povrchovými úpravami (Eloxování, práškový povlak), extrudované profily poskytují vynikající mechanické vlastnosti, odolnost proti korozi, a estetická přitažlivost.

Mezi klíčové s sebou patří:

• Výběr slitiny: Řada 6000 zůstává dominantní pro svou vyváženou sílu, extrudovatelnost, a anodizační potenciál,
  zatímco slitiny řady 7000 a 2000 řeší speciální požadavky na vysokou pevnost a únavu.
• Řízení procesů: Pečlivá homogenizace předvalků, řízení teploty, konstrukce,
  a postupy mazání jsou zásadní pro výrobu bezvadných výlisků, zejména pro složité nebo vysoké poměry vytlačování.
• Designová praxe: Dodržování geometrických směrnic (minimální tloušťka stěny, filé, jednotný oddíl) zajišťuje rozměrovou přesnost a zabraňuje deformaci.
• Udržitelnost: Recyklovatelnost hliníkového vytlačování a potenciál odlehčení z něj činí základní kámen strategií snižování uhlíku v dopravě, konstrukce, a spotřební elektronika.
• Budoucí trendy: Vznikající inovace procesů (hydrostatický, ultrazvukové), Pokročilé slitiny (nano-precipitáty, funkčně odstupňované materiály),
  a digitální integrace (Průmysl 4.0, „Inteligentní“ profily s podporou IoT) slibují rozšířit možnosti vytlačování daleko za hranice dnešních úspěchů.

Protože průmyslová odvětví stále více vyžadují lehkost, Vysoký výkon, a udržitelná řešení, vytlačování hliníku se bude nadále vyvíjet,

řízena probíhajícími inovacemi ve vědě o materiálech, procesní technologie, a digitální výroby.

Držet krok s tímto vývojem je zásadní pro inženýry a designéry, kteří se snaží využít plný potenciál hliníkových vytlačovacích lisů v produktech a infrastruktuře nové generace..

Vyberte Langhe Aluminium Extrusion Services

Langhe využívá své nejmodernější vytlačovací zařízení, rozsáhlé portfolio slitin, a osvědčená procesní odbornost dodávat řešení pro vytlačování hliníku na klíč pro širokou škálu aplikací.

od lehkých konstrukčních součástí a průmyslové automatizace až po vysoce výkonné chladiče a architektonické povrchové úpravy.

S přísnou kontrolou kvality a flexibilními možnostmi dodání, pomáháme našim zákazníkům rychle realizovat vyšší hodnotu produktu.

Pro více technických podrobností nebo pro vyžádání vzorků, prosím neváhejte kontaktujte LangHe technický tým.

 

Časté časté

Tolerance a rozměrů lze dosáhnout při vytlačování hliníku?

• Vnější rozměry: Typicky ±0,15 mm až ±0,50 mm, v závislosti na tloušťce stěny a slitině.
• Uvnitř (Dutý) Rozměry: Obecně ±0,25 mm až ±1,0 mm.
• Přímost: Po protažení, profily se často setkávají < 0.5 mm průhyb na metr.
• Silnější stěny a jednodušší průřezy snadněji dosahují užších tolerancí; Tenké stěny (< 1.5 mm) nebo vysoce složité profily mohou mít širší tolerance a vyžadovat přesnější řízení procesu.

Co jsou ošetření společných povrchů pro extrudované hliníkové profily?

• Eloxování: Vytváří odolnou vrstvu oxidu (5–25 µm) která zlepšuje odolnost proti korozi, tvrdost, a umožňuje barevné barvení. Ideální pro dekorativní architektonické nebo spotřební zboží.
• Práškové lakování: Elektrostatická aplikace polymerního prášku, poté vytvrzení. Poskytuje uniformu, odolný povrch s vynikající odolností proti poškrábání a chemikáliím.
• Tekutá barva (Mokré malování): Sprejové nebo elektrostatické metody pro speciální požadavky na barvu nebo texturu.
• Mechanické povrchové úpravy: Kartáčování (lineární zrno), leštění (Zrcadlové povrchové úpravy), pískování/otryskávání perličkami (matná/saténová textura).
• PVDF povlaky (NAPŘ., Kynar®): Vysoce výkonné nátěry pro venkovní architektonické prvky s výjimečným UV zářením, chemikálie, a odolnost proti počasí.