Ekstruzija aluminija: Tehnika, Legure, i aplikacije

1. Uvod

Aluminijska ekstruzija je kritični proces formiranja metala koji omogućava proizvodnju složenih profila poprečnog presjeka s visokom dimenzionalnom točnošću i izvrsnom površinskom završnom obradom.

Njegova široko rasprostranjena primjena kreće se od zidova arhitektonske zavjese i okvira prozora do automobilskih strukturnih komponenti, zrakoplovni okviri, Electronics hladnjaci sudoperi, i roba široke potrošnje.

Ovaj članak pruža detaljni, više perspektivnog istraživanja aluminijske ekstruzije, pokrivajući temeljne principe,

odabir materijala, Detaljni koraci procesa, Dizajn alata, mehanička i površinska svojstva, glavne prijave, Prednosti i ograničenja, standardi, i kontrola kvalitete.

2. Što je aluminijska ekstruzija？

U svojoj srži, ekstruzija je a plastična deformacija proces.

An aluminij prometnica (prethodno zagrijani, cilindrični komad aluminijske legure) stavlja se u komoru, a hidraulički RAM -a primjenjuje silu da gurne gredicu kroz oblik oblika.

Kako se metal stisne pod visokim tlakom, Teče plastično oko rubova matrice, pojavljuje se na krajnjoj strani kao kontinuirani profil čiji presjek odgovara otvoru za udubljenje.

Ključ ovog postupka je činjenica da aluminij Snaga prinosa smanjuje se s povećanjem temperature,

omogućujući mu da se lakše deformira na povišenim temperaturama (Obično 400–500 ° C za uobičajene aluminijske ekstruzijske legure).

Jednom kad ekstrudat izađe iz matrice, zadržava preciznu geometriju oblika matrice, Sa samo laganim smanjenjem presjeka zbog uklanjanja karata i skupljanja gredice nakon hlađenja.

3. Materijali i legure

Obično se koriste aluminijske legure za ekstruziju

Iako čisti aluminij (1100) može se ekstrudirati, Većina strukturnih i visokih performansi zahtijeva legurene ocjene.

A 6XXX serija (Al-mg-si) predstavlja otprilike 70–75 % od svih ekstrudiranih profila širom svijeta, Zahvaljujući izvrsnoj ravnoteži snage, otpor korozije, i ekstrudiranost.

Ostale značajne serije uključuju:

Ključna svojstva materijala koja utječu na ekstrudabilnost

• Napon protoka i osjetljivost temperature: Sila potrebna za istiskivanje gredice ovisi o njegovom naponu prinosa na temperaturi ekstruzije.
  Legure s nižim naprezanjem protoka pri vrućim temperaturama lakše je istisnuti, ali može žrtvovati vršnu snagu.
• Rad otvrdnjavanja i odjavljivanje dobi: Legure koje dobro reagiraju na oborine (starenje) stvrdnjavanje (Npr., 6061, 6063)
  može se ekstruzirati, a zatim umjetno stariji (do T5 ili T6 temperatura) Za postizanje povišene snage.
• Osjetljivost na pukotinu: Legure visoke snage (7000 niz, 2000 niz) su skloniji vrućem pucanju, osim ako postupak nije čvrsto kontroliran (Dizajn, homogenizacija, Brzina ekstruzije).
• Kontrola strukture zrna: Homogenizacija (držeći gredicu na srednjoj temperaturi prije ekstruzije aluminija) Pomaže u uklanjanju dendritičke segregacije, Smanjiti pucanje, i postići jednolika mehanička svojstva.

4. Proces ekstruzije aluminijskih legura

Priprema i predgrijavanje na gredicu

Materijal i lijevanje

• Aluminijske gredice koje se koriste za ekstruziju obično dolaze iz izravnog hlađenja (DC) lijevanje ili kontinuirano lijevanje.
  Uobičajene legure uključuju 6xxx-seriju (Npr., 6063, 6061, 6105) i određeni 7xxx- ili 2xxx-seriji, kada je potrebna veća čvrstoća.
• Prije aluminijske ekstruzije, lijevane gredice često podliježu a homogenizacija toplotna obrada (Npr., 500–550 ° C tijekom 6–12 sati) Da bi se smanjila kemijska segregacija i otapala eutektičke faze s niskim rodom.
  Homogenizacija daje ujednačeniju mikrostrukturu, minimizira vruću mahune (pucanje tijekom vruće deformacije), i poboljšava ukupnu ekstrudabilnost.

Površinski pregled i obrada

• Jednom homogeniziran, gredice se skeniraju zbog površinskih oštećenja (pukotine, oksidni nabori, ili inkluzije).
  Bilo koje vidljive anomalije mogu se obraditi ili izdvojiti gredicu.
  Glatko, Površina bez oksida pomaže u sprječavanju grijanja ili lokaliziranog grijanja koje bi mogle pokrenuti pukotine.

Predgrijavanje temperature ekstruzije

• Gredice se stavljaju u peć za predgrijavanje gredice, gdje su jednolično zagrijani
  Ciljna temperatura ekstruzije legure legure (Obično 400–520 ° C za većinu 6xxx serije, Nešto niže za 7xxx-seriju kako bi se izbjegao prekomjerni rast zrna).
• Precizna kontrola temperature (± 5 ° C) je presudno. Ako je gredica previše hladna, Napon protoka je veći, Povećavanje potrebne sile ekstruzije i riskirati pukotine.
  Ako je previše vruće, Rast zrna ili početno otapanje niskotemperaturnih eutektika može oslabiti gredicu.
• Vrijeme zagrijavanja na gredicu ovise o promjeru i debljini stijenke.
  A 140 mm (5.5″) Skreta promjera obično zahtijeva 45–60 minuta u dobro kalibriranoj peći da bi se dosegla jednolična temperatura od jezgre do površine.

Postavljanje i učitavanje grebena ekstruzijskog pritiska

Vrste ekstruzijskog tiska

• Hidraulično izravno hranjenje tiska: Najčešći. Hidraulički ovan gura gredicu kroz sklop stacionarne matrice.
  Ocijenjeno u "tonaži" (na primjer, Press od 3000 tona može stvoriti ~ 3000 metričkih tona sile).
• Neizravan (Unazad) Tiskanje: Matrica je montirana na pokretnom omu, koji se pritisne u stacionarni kontejner.
  Trenje između gredice i spremnika gotovo je eliminirano, Spuštanje potrebnog tlaka. Takve su preše su često manje (200–1,200 tona) ali može postići veće omjere ekstruzije.
• Hidrostatska ekstruzijska preša: Gredica je zatvorena u zapečaćenoj komori napunjena tlačnom tekućinom (Obično ulje).
  Kako tisak primjenjuje silu, Tlak tekućine ravnomjerno okružuje gredicu, uzrokujući da teče kroz matricu.
  Ove specijalizirane preše minimiziraju trenje i omogućuju ekstruziju krhkih ili legura visoke čvrstoće, iako po višim kapitalnim troškovima.

Utovarivanje i centriranje na gredicu

• Pregrijana gredica se podiže (Često putem nadzemne dizalice ili automatiziranog sustava naplate) i stavljen u spremnik.
• Centriranje/poravnanje: Većina modernih objekata koristi učvršćenje ili lociranje prstena na ustima spremnika; Trbeća mora sjediti kako bi se povukla licem kako bi se izbjegla ekscentričnost.
  Nesspojene gredice mogu smrtno oštetiti matrice ili uvesti ujednačene uzorke protoka (što dovodi do površinskih pukotina ili dimenzionalnih netočnosti).

Korištenje lutke bloka / Most matrica

• U izravna istiskivanje, Postoji kratak "lutka blok" (žrtveni umetak) postavljen između lica Ram i gredice.
  Blok lutke štiti matricu od naglog čekića ako gredica ima nešto manji promjer ili ako se dogodi manja neusklađenost.
• Ram prvo kontaktira lutku blok, koja silu prenosi na gredicu ujednačenije.
  U neizravna istiskivanje, Ram sama nosi matricu, Dakle, ne koristi se zasebni blok lutke.

Metalni protok i interakcija matrice

Napredak RAM -a i nakupljanje pritiska

• Jednom kada je gredica na položaju, operater (ili CNC sustav upravljanja) pokreće ekstruzijski moždani udar.
  Pumpe za hidrauličke ulje grade pritisak sve dok RAM -a ne krene prema naprijed, komprimiranje gredice.
• Kako se Ram gura, Unutarnji pritisak na gredicu raste. U izravnoj ekstruziji, Trenje između zidova i zidova kontejnera raspršuje određenu energiju; u neizravnom ili hidrostatičkom, Gubici trenja su daleko niži.

Geometrija unosa matrice

• Kut ulaska: Tipična matrica ima konusnu ulaznu zonu (Često 20–30 °) koji vodi metal iz većeg presjeka gredice u manji oblik profila.
  Ako je ovaj kut previše plitki, Metal se može presaviti ili se može dogoditi "inverzija" protočnih linija; Ako previše strmi, metal se može odvojiti od površine matrice, uzrokujući turbulenciju i površinsku valovitost.
• Prebacivanje / Preformana zona: Kad profil ima više šupljina ili zamršene udubine,
  Dizajner Die -a stvorit će "odjeljak za prijenos" kako bi podijelio metal na gredicu na zasebne potoke, koji se zatim rekombiniraju u konačni oblik.
  Pravilno prijenos sprječava probleme s metalnim miješanjem (Unutarnje pukotine, laminiranje).

Ležaj (Zemljište) Odjeljak

• Nakon prijelazne zone, "dužina ležaja" (Nazvan i Land) Je li ravno, Konstantni presjek presjeka matrice koji dovršava dimenzije i kontrolira završnu obradu površine.
• Duljina ležaja je obično 4–8 mm za ekstruzije tankog zida 6xxx serije;
  Duži ležajevi povećavaju točnost dimenzije, ali zahtijevaju veću silu ekstruzije i povećavaju toplinu trenja. Kratki ležajevi smanjuju silu, ali toleranciju žrtvovanja.

Umro podmazivanje i premaz

• Tanki film od mazivo na bazi grafita ili keramike primjenjuje se na ulazno lice, a ponekad i zidove spremnika.
  Ovo mazivo smanjuje trenje, proteže umrijeti život, i pomaže evakuirati zarobljeni zrak.
• Učinkovito podmazivanje posebno je kritično za ekstruzije visokog omjera (> 50:1) ili za legure koje su teško ekstrudi (kao što je 7000 serija).
• Neka su lica presvučena slojevima otpornim na habanje (Npr., sprej volfram karbida, nikl aluminid) kako bi se umanjili zglobovi i erozija.

Stvaranje trenja i topline

• Dok metal teče kroz matricu, Trenje između aluminijske i površine matrice stvara toplinu, na trenutak podizanje temperature metala za 20–50 ° C iznad temperature gredice.
  Prekomjerni porast temperature može uzrokovati grubo zrno, površinsko suzanje, ili umrijeti.
• Neizravna i hidrostatska ekstruzija značajno smanjuju toplinu trenja na sučelju grebena/spremnika, Omogućavanje većih omjera ekstruzije s manje termičkog unosa.

Varijacije u metodama ekstruzije

Režirati (Konvencionalan) Istiskivanje

• Postavljanje: Matrica je pričvršćena na vijčanu cipelu na prednjem dijelu spremnika. Ram (preko lutke bloka) gura gredicu prema naprijed tako da metal teče kroz stacionarnu maticu.
• Prednosti: Jednostavnije poravnanje i učitavanje; izravno alat; uobičajeno kod većine velikih tiskanja ekstruzije.
• Ograničenja: Trenje između zidova i kontejnera može biti značajno (20–70 % ukupnog tlaka ekstruzije),
  zahtijevajući snažniji tisak za određeni omjer ekstruzije. Veće trenje također povećava trošenje matrice.

Neizravan (Unazad) Istiskivanje

• Postavljanje: Matrica je montirana na lice oma. Kad RAM napreduje u spremnik, gredica ostaje statična, a metal teče unatrag kroz matricu u ekstruzijska polja.
• Prednosti: Gotovo bez trenja kontejnera/grebena, koji smanjuje potreban RAM tlak (Ponekad do 20–40 %).
  Jer je trenje nisko, Izuzeće krhke ili legure tankog zida je izvediviji.
• Ograničenja: Umri se mora montirati na ovno, Dakle, provrt RAM -a mora biti šuplje ili posebno konfigurirano; Sveukupna složenost alata raste.
  Vremena postavljanja mogu biti duža, i promjene u nekim prešama više su dugotrajne.

Hidrostatička ekstruzija

• Postavljanje: Gredica je okružena tekućinom (Npr., ulje) u zatvorenoj komori.
  Dok preša komprimira tekućinu, Pritisak se ravnomjerno primjenjuje oko opsega gredice, prisiljavajući ga kroz matricu na izlazu komore.
• Prednosti: Trenje i na zidovima lica i kontejnera gotovo je nula - to dopušta izuzetno visoke omjere ekstruzije (često > 100:1)
  i oblikovanje visoke čvrstoće ili na drugi način teških legura (Npr., određene ocjene 7xxx ili 5xxx) Bez pucanja.
  Površinski završetak je obično superiorni, s vrlo niskom učestalošću površinske suze.
• Ograničenja: Trošak opreme je vrlo visok. Komore se moraju pouzdano zapečati pod visokim pritiskom; Bilo koje propuštanje tekućine može uzrokovati opasnosti od sigurnosti.
  Propusnost je niži za velike dijelove, Dakle, hidrostatička ekstruzija je obično rezervirana za šipke s manjim križanjem, žice, ili specijalni profili.

Hlađenje i gašenje

Svrha gašenja

• Većina aluminijskih legura koje se mogu liječiti (Npr., 6xxx serija, 7xxx serija) Oslanjajte se na brzo hlađenje (gašenje) Odmah nakon ekstruzije u "zaključavanje" prenasićene čvrste otopine.
  Kasnije, Umjetno ili prirodno starenje će se pojaviti faze jačanja.
• Ustizanje također sprječava prekomjerni rast zrna u legurama koje bi se grubile na povišenim temperaturama.

Metode hlađenja

• Kupka za gašenje vode: Najčešći pristup. Dok vrući ekstrudat izlazi iz matrice, prolazi izravno u vodenu kupelji (Dubina ~ 150–200 mm).
  Brzina protoka i temperatura kupke (Često 60–80 ° C) kontroliraju se tako da se profil jednoliko hladi.
• Gatiranje raspršivanja: Mlaznice visokog tlaka prskaju vodu (Ponekad s zrakom) na profil. Idealno za složene presjeke u kojima bi određeni šuplji dijelovi mogli zarobiti vodu ako se jednostavno uroni.
• Zračno hlađenje / Prisilni zrak: Koristi se samo za legure gdje brzo gašenje nije kritično (Npr., 6063 Ako je T4 temperatura prihvatljiva).
  Može se koristiti i kao "pre-cool" zona prije nego što se voda ugasi kako bi se smanjio toplinski udar.
• Kombinirano gašenje: Neke biljke koriste početnu fazu prisilnog zraka (da se ohladi od 500 ° C do ~ 250 ° C), nakon čega slijedi sprej za vodu ili uranjanje.
  Ovaj stupnjevi pristup minimizira iskrivljivanje u vrlo dugim ili gustim profilima.

Izbjegavanje toplinskog udara

• Uroniti a 500 ° C aluminijski profil naglo u 20 ° C voda može izazvati zatezne napone na hladnjaku izvana i tlačne napone iznutra.
  Ako je hlađenje previše agresivno, Profil može puknuti ili iskriviti.
• Pravilno postavljanje mlaznica, Podešavanje brzine protoka, i kontrola temperature vode osigurava jednolične brzine hlađenja i minimizirati lokalne koncentracije stresa.

Rastezanje i ispravljanje nakon ekstruzije

Preostali stres i deformacija profila

• Kako se ekstrudirani profil hladi, neujednačena kontrakcija (posebno u dugim ili asimetričnim presjecima) može uzrokovati klanjanje ili uvijanje.
  Ta se izobličenja moraju ispraviti kako bi se zadovoljile tolerancije izravne (ASTM B221, U 755).

Strojevi za istezanje

• Tipična operacija istezanja:

• • Jedan kraj profila je pričvršćen, a drugi je pričvršćen na hidrauliku (ili mehanički) izvlačenje.
  • Profil je izdužen (4–5 % njegove dužine) Primjenom kontrolirane sile zatezanja.
  • Učvršćivanje ravnog ruba drži profil u položaju, Držeći ga ravno dok je pod napetošću.
  • Jednom držana pod napetošću, Profil se oslobađa i omogućuje da se lagano "proljeće"; Jer materijal je dao tijekom istezanja, zadržava ravniji oblik nego prije.

• Vrijeme ciklusa: Istezanje se obično događa u roku od nekoliko minuta od sukobljavanja, Prije značajne stabilizacije zrna.
  Profili kraće od 6 m se može istegnuti u jednom komadu; duži profili (do 12 m ili više) se spoje ili obrađuju uzastopno u segmentima.

Samo ispravljanje

• Za neke debele, profili visoke krigidnosti, Učvršćivač lakšeg ispravljanja (Npr., mehanički stroj za prešu ili izravnavanje) Može se koristiti bez značajnog zatezanja.
  Međutim, za tanko zid ili visoko asimetrične oblike, Preferira se potpuno istezanje kako bi se izbjegli problemi s otpadom.

Starenje i kalje

Toplinski tretiranje vs. Legure koje se ne mogu liječiti

• Legure koje se mogu liječiti (Npr., 6000-niz, 7000-niz, Nekih 2000 serija) steći snagu kroz očvršćivanje oborina.
  Brzo gašenje nakon ekstruzije stvara prenasićenu čvrstu otopinu;
  naknadno starenje (bilo na sobnoj temperaturi ili povišenoj temperaturi) taloži faze jačanja (Mg₂si u 6xxx, ′/η u 7xxx).
• Legure koje se ne mogu liječiti (Npr., 1xxx i većina legura 5xxx) Oslanjajte se na stvrdnjavanje na poslu (H-temper).
  Nakon istiskivanja, Obično se podvrgavaju kontroliranom hlađenju, Ali za maksimalnu snagu nije potrebno naknadno umjetno starenje.

Uobičajene temperature

• T4 temperament (prirodno starenje): Ekstrudirani profil je ugašen, a zatim se čuva na sobnoj temperaturi danima ili tjednima.
  Prikladno gdje je umjerena čvrstoća (~ 70–80 % T6) je prihvatljivo.
• T5 temperament (Umjetno starenje bez liječenja rješenjem): Ekstrudirani profil se odmah ohladi (ugasiti) a zatim stavljen u pećnicu koja stare (Npr., 160–175 ° C ~ 6–10 sati).
  Daje veću čvrstoću od T4, ali ispod T6.
• T6 temperament (rješenje + umjetno starenje): Profil je tretiran s toplom otopinom (Npr., ~ 530 ° C 1–2 sata), ugašen, a zatim umjetno ostari (Npr., 160–180 ° C 8–12 sati).
  Proizvodi najveću snagu za 6xxx seriju (Npr., 6061-T6) ili 7xxx-serija (Npr., 7075-T6) ekstruzija.

Praktična razmatranja

• Mnoge ekstruzijske kuće nude T5 kao standardnu ​​linijsku uslugu jer izbjegava zasebnu peć za rješavanje.
  Za vrlo velike ili složene profile, Rješenje nakon ekstruzije (Da bi se postigao T6) može se izvesti u namjenskoj serijskoj pećnici nakon što su sve duljine izrezane na gotovu veličinu.
• Prekomjerno starenje (držeći na povišenoj temperaturi predugo ili na previsoku temperaturu) može umanjiti izduživanje ili uzrokovati neželjeno grubiranje taloga, Snižavanje žilavosti.

Izravni vs. Neizravni vs. Hidrostatski: Komparativne bilješke

5. Sekundarne operacije i završna obrada površine

Jednom kada se sirovi ekstrudirani profili režu na duljinu i ispruženi, Mnoge aplikacije zahtijevaju sekundarnu obradu ili estetsku završnu obradu.

Rezanje do duljine

• Leteće sječke: In-line stanice za piljenje koje odgovaraju brzini ekstruzije-konzumira kontinuirani rad bez zaustavljanja tiska za ekstruziju.
• Izvanmrežne sječke: Ručne ili automatske vrpce ili kružne pile korištene nakon izvođenja ekstruzije za rezanje profila na duljine koje su određene kupcima.

Operacije obrade i bušenja

• CNC glodanje, Bušenje, I tapkanje: Za stvaranje rupa, prorezi, ili složene značajke.
  Aluminijska obradivost omogućava visoke stope hrane i dug vijek trajanja alata ako se koriste odgovarajuća geometrija alata i tekućine za rezanje.
• Mljevenje T-usada ili prilagođene značajke ponovnog ulaska: Ponekad je potrebno kada ograničenja ili ograničenja geometrije zabranjuju izravno istiskivanje određenih značajki.

Površinski tretmani

Anodiziranje

• Stvara kontrolirano, porozni oksidni sloj (tipična debljina 5–25 µm).
• Poboljšava otpornost na koroziju, površinska tvrdoća, i estetski izgled.
• Omogućuje naknadno bojenje (bojanje) Ili zapečaćenje (Poboljšana otpornost na habanje).

Premazivanje prahom

• Polimerni puderi termoseta elektrostatički se primjenjuju i izliječe (180–200 ° C).
• Pruža uniformu, izdržljivi završetak s vrhunskim ogrebotinama i kemijskim otporom.
• Dostupno u gotovo neograničenim bojama i teksturama.

Tečno slikanje slika (Mokri kaput)

• Konvencionalne linije za sprej ili elektrostatičke boje.
• Ranjiviji na čipiranje od premaza od praha, ali često odabrani za složene mješavine boja ili izuzetno glatke završne obrade.

Mehanički završeci

• Četkanje: Proizvodi dosljedno linearno zrno - popularno za arhitektonske rukohvate i obloge uređaja.
• Poliranje/Pucanje: Postiže završetak poput ogledala-uobičajeno se koristi za ukrasne aplikacije.
• Pješčanik ili Peskarenje kuglica: Daje ujednačenu mat ili satenu teksturu - bez ikakvih slika za poboljšanje prianjanja.

Specijalizirane obloge

• PVDF (Poliviniliden fluorid) Premaz: Često se koristi za vanjske arhitektonske elemente (<0.3 debljina mm).
  PVDF pruža izuzetan UV otpor, zadržavanje boja, i vremensko djelovanje.
• Naborne ili naborane završne obrade obložene prahom: Prenijeti teksturirani izgled za industrijsku ili ukrasnu upotrebu.

6. Ključne industrijske primjene aluminijske ekstruzije

Građevinski i arhitektonski sustavi

• Okviri prozora i vrata: Ekstrudirani profili 6063 -T5/T6 s integriranim toplinskim prekidima, drenažni kanali, i vremenske pečate.
• Komponente zida i fasada: Složeni mullioni i transuti dizajnirani za precizno uklapanje, jak opterećenje vjetra, i toplinske performanse.
• Strukturno uokvirivanje: Modularni sustavi za ograde, Podrška za potporu nadstrešnici, Pod -okviri za zavjese.
• Solarne montažne strukture: Lagane stalke i nosači za montažu.

Automobilski i prijevoz

• Šasija i članovi okvira: Ekstrudirane grede sudara, Pojačanja odbojnika, Komponente ovjesa - svi koriste 6005a visoke staze ili 6061 legure kako bi ispunile ciljeve srušenja i težine.
• Krovne šine, Pragovi na vratima, i kalupe za tijelo: Ekstruzije koje pružaju i estetsku i strukturnu funkciju.
• Izmjenjivači topline i radijatori: Hladnjači motornog ulja, AC isparivači, i zaglavlja kondenzatora napravljenim ekstrudiranjem specijaliziranih 6000 serija ili legura 1xxx serije.

Aerospace

• Krila, Trupaci, I MUSRESONS: 6000- leguri serije koje su se izvukle su izvučene na zahtjevne dimenzijske tolerancije, zatim dob otpušten na T6 ili T651.
• Komponente unutarnje kabine: Kante za nadzemne kante, staze za sjedala, Okviri prozora - često obloženi ili anodirani za estetiku i otpornost na habanje.
• Komponente za slijetanje: Neki potkomponenti poput cijevi zakretnog momenta ili kućišta pogonskog vratila koriste ekstrudirane profile za laganu čvrstoću.

Elektronika i izmjena topline

• Toplinski sudoper za elektroniku napajanja: Ekstrudiran 6063 ili 6061 profili koji nude zamršene geometrije peraje i velike površine.
• LED rasvjetna tijela: Ekstruzije koje pružaju i strukturno ugradnju i toplinsko upravljanje, Često s integriranim kanalima za LED trake i ožičenje.
• Transformator i autobusni ograde: Čisti aluminijski ekstruziji ili laminirani profili „aluminijske jezgre/bakra“ za raspodjelu energije.

Potrošački proizvodi i namještaj

• Sportska roba: Okviri za bicikle (6016, 6061 legure), ljestvice, Poljaci šatora.
• Prikaz jedinica i police: Modularni ekstrudirani okviri za maloprodajne čvora, Sajam kabine, i izložbene stalke.
• Komponente namještaja: Noge stola, okviri, Klizači ladica - često anodizirani za unutrašnjost estetike.

Industrijski strojevi i automatizacija

• Okviri stroja i čuvanje: 30× 30 mm do 80 × 80 mm modularni profili (na temelju 6063 ili 6105) s t-udjelom za lako ugradnju ploča, senzori, transportni.
• Transportne tračnice i linearni vodiči za kretanje: Ekstrudirani vodiči s integriranim stazama za kuglične ležajeve, Omogućavanje kompaktnim, precizni linearni sustavi.
• Sigurnosna ograda i zaštitne barijere: Lagan, Rekonfigurirajuće ploče koje zadovoljavaju standarde industrijske sigurnosti (ISO 14120, Osha).

7. Prednosti i ograničenja ekstruzije aluminija

Prednosti

Fleksibilnost dizajna i složeni presjeci

• Ekstruzija omogućuje zamršene šuplje odjeljke, Profili s više komora,
  i integrirani kanali (Npr., Ožični kanali, brtva) to bi bilo teško ili skupo putem drugih metoda.
• Niska izmjena dizajna matrice omogućuje relativno brzu iteraciju geometrije profila.

Velika iskorištenost materijala

• U usporedbi s glodanjem s ploče ili kova i obrade, Ekstruzija stvara minimalni swarf/otpad.
  Neiskorišteni otpad može se ponovno povezati i vratiti u petlju za proizvodnju gredice s minimalnim gubitkom.

Izvrsna reciklabilnost i održivost

• Aluminij se beskrajno reciklira sa samo ~ 5 % energije potrebne za proizvodnju primarnog aluminija od boksita.
• Mnoge kompanije za ekstruziju aluminija djeluju s recikliranjem otpada u zatvorenom krugu, Smanjenje troškova ugljika i troškova sirovina.

Relativno niski trošak alata u usporedbi s lijevanjem za srednje staze

• Dok ekstruzijske matrice imaju značajan unaprijed troškovi (2500 do 15.000 USD+ ovisno o složenosti),
  Za umjerene količine proizvodnje (tisuće do desetaka tisuća dijelova), Aluminijska ekstruzija može biti ekonomičnija od lijevanja u dieju.

Superiorne mogućnosti završne obrade

• Ekstrudirane površine mogu se anodizirati kako bi se osigurale izdržljive, otporan na koroziju, i estetski ugodne završne obrade.
• Uske tolerancije (± 0,15 mm) smanjiti potrebu za sekundarnom obradom ili mljevenjem.

Ograničenja

Početni trošak matrice za vrlo složene oblike

• Izuzetno zamršeni profili mogu zahtijevati višedijelne podijeljene matrice ili specijalizirane prevlake (Npr., keramički, WC premazi), Vožnja umrijeti troškovi prema nama $50,000.
• Za ultra niske količine (< 100 M profila), Prilagođeno postavljanje matrice možda nije opravdano.

Geometrijska ograničenja

• Minimalna debljina zida: Tipično 1.5 mm za standardne legure. Tanje značajke povećavaju rizik od pucanja površine, Umrla suza, ili nakon iskrivljenja nakon ekstruzije.
• Oštro smanjeni presjeci: Iznenadne promjene u presjeku mogu uzrokovati pakiranje metala (prekomjerno ekstruzija) ili nedovoljna ekstra; Potrebni su glatki prijelazi i velikodušni fileti.

Površinski nedostaci

• Vidljive "linije matrice" ili "gudači" mogu se pojaviti ako se održava die održavanje, ili ako je čistoća legura loša.
• Nemetalne inkluzije ili oksidni filmovi (od loše kontrole podmazivanja) mogu dovesti do površinskih mrlja koje je teško maskirati, Čak i nakon anodizacije.

Nedostaci specifičnih za legure

• Neke legure visoke snage (7000, 2000 niz) su skloniji vrućem pucanju i zahtijevaju izuzetno uske kontrole procesa, što povećava i troškove otpada i alata.
• Niže troškove serije 6xxx možda neće zadovoljiti visokotemperaturne ili izuzetno visoke uvjete u nekim kritičnim zrakoplovnim ili obrambenim aplikacijama.

8. Kontrola kvalitete i industrijski standardi

Relevantni standardi

• ASTM B221 („Standardna specifikacija za ekstrudirane šipke aluminijske i aluminijske legure, Šipke, Žica, Profili, i cijevi ”):
  Definira kemijski sastav, Mehanički zahtjevi za svojstvo, i dimenzionalne tolerancije za razne oznake i temperature legure/temperature.
• U 755/U 12020: Europski standardi za ekstrudirane aluminijske profile - specificiraju tolerancije na linearne i kutne dimenzije, kvaliteta površine, i mehanička svojstva.
• Samo H4100: Japanski standard koji pokriva slične ekstrudirane specifikacije proizvoda.

Dimenzionalni pregled

• Čeljusti i mikrometri: Ručni pregled značajki dostupnih ručnim alatima.
• Koordinirajte mjerne strojeve (Cmm): 3D skeniranje zamršenih profila visoke preciznosti, Pogotovo prilikom provjere složenih tolerancija i kvalitete za zrakoplovne ili automobilske aplikacije.
• Optički skeneri: Laserski skeneri koji nisu kontaktirani mogu brzo usporediti cijeli presjek s CAD modelom kako bi otkrili iskrivljenje ili umrli trošenje.

Mehaničko ispitivanje

• Testiranje zatezanja: Kuponi izrezani od ekstrudiranih komada za mjerenje čvrstoće prinosa, krajnja zatezna čvrstoća, i izduživanje u uzdužnim i poprečnim smjerovima (anizotropija može postojati).
• Testiranje tvrdoće: Rockwell ili Vickers testovi za potvrdu stanja temperature, posebno za umjetno starenje (T6) nasuprot prirodnom starenju (T4).
• Ispitivanje umora: Povremeno potrebne za kritične strukturne komponente (Npr., zrakoplovni okviri) Da biste potvrdili dugoročne performanse pod cikličkim opterećenjima.

Procjena površinske kvalitete

• Vizualni pregled: Provjeravanja površinskih mrlja, poput ekstruzijskih linija, ogrebotine, oksidni filmovi, ili mrlje.
• Ispitivanje prianjanja premaza: Za anodizirane ili oslikane površine, Standardizirani testovi (Npr., ASTM D3359 test vrpce) Osigurajte pravilno povezivanje.
• Ispitivanje korozije: Sol sprej (ASTM B117) ili testovi komore vlage za simulaciju izloženosti na otvorenom za arhitektonske ili morske primjene.

Certificiranje i sljedivost

• Materijalna sljedivost: Svaki ekstruzijski trčanje obično je popraćen certifikatom za ispitivanje mlina, Navođenje kemijskog sastava, temperament, mehanička svojstva, i rezultati ispitivanja.
• ISO 9001 / IATF 16949: Mnogi sadržaji za ekstruziju koji poslužuju automobilsku ili zrakoplovnu
  OEM -ovi djeluju pod ISO -om 9001 (Upravljanje kvalitetom) ili IATF 16949 (kvaliteta automobila) sustavi za osiguranje dosljednosti procesa i sljedivosti.

9. Zaključak

Aluminijska ekstruzija predstavlja kamen temeljac u modernoj proizvodnji, Omogućavanje učinkovite proizvodnje kompleksa, visoka čvrstoća, Lagani profili u bezbroj industrija.

Prisiljavajući grijane gredice kroz prilagođene matrice, Ekstruderi mogu postići izvanrednu geometrijsku svestranost s minimalnim materijalnim otpadom.

U kombinaciji s sekundarnom obradom i visokokvalitetnim površinskim tretmanima (Anodirajući, praškasti premaz), Ekstrudirani profili pružaju izvanredne mehaničke performanse, otpor korozije, i estetska privlačnost.

Ključni podudaranje uključuje:

• Odabir legura: 6000 serija ostaje dominantna zbog svoje uravnotežene snage, ekstrudivost, i anodizacijski potencijal,
  Dok se serija 7000 i 2000 seriji bave specijaliziranim zahtjevima visoke čvrstoće i umora.
• Kontrola procesa: Pažljiva homogenizacija gredina, upravljanje temperaturama, Dizajn,
  i prakse podmazivanja ključne su za stvaranje ekstruzija bez oštećenja, posebno za složene ili visoke omjere ekstruzije.
• Dizajnerska praksa: Pridržavanje geometrijskih smjernica (minimalna debljina zida, fileti, Ujednačeni dio) Osigurava dimenzionalnu točnost i izbjegava iskrivljenje.
• Održivost: Recilabilnost i lagano potencijal aluminijske ekstruzije čine ga linchpinom strategija smanjenja ugljika u prijevozu, konstrukcija, i potrošačka elektronika.
• Budući trendovi: Inovacije procesa u nastajanju (hidrostatski, ultrazvučni), Napredne legure (precipitati, Funkcionalno ocjenjivani materijali),
  i digitalna integracija (Industrija 4.0, IoT-omogućeni "pametni" profili) Obećajte da će proširiti mogućnosti ekstruzije daleko izvan današnjih postignuća.

Kako industrije sve više traže lagane, visoka performansa, i održiva rješenja, Aluminijska ekstruzija će se i dalje razvijati,

Potaknute tekućim inovacijama u znanosti o materijalima, procesna tehnologija, i digitalna proizvodnja.

Ako se u tijeku s ovim razvojem događaja, kritično je za inženjere i dizajnere koji žele iskoristiti puni potencijal aluminijske ekstruzije u proizvodima i infrastrukturi nove generacije.

Odaberite usluge ekstruzije aluminija Langhe

Laga koristi svoju najmoderniju opremu za ekstruziju, opsežni portfelj legura, i dokazana procesna stručnost za isporuku aluminijskih rješenja za ekstrudiju čizme u čitavom rasponu aplikacija.

Od laganih strukturnih komponenti i industrijske automatizacije do visokih performansi hladnjaka i arhitektonskih završnica.

S rigoroznom kontrolom kvalitete i fleksibilnim mogućnostima isporuke, Pomažemo našim kupcima da brzo shvate povećanu vrijednost proizvoda.

Za više tehničkih detalja ili zatražiti uzorke, Slobodno Obratite se Langheu tehnički tim.

 

Česta pitanja

Kakve tolerancije i dimenzije mogu se postići u ekstruziji aluminija?

• Vanjske dimenzije: Obično ± 0,15 mm do ± 0,50 mm, ovisno o debljini zida i leguri.
• Unutrašnjost (Šupljina) Dimenzija: Općenito ± 0,25 mm do ± 1,0 mm.
• Ravnodušnost: Nakon istezanja, Profili se često susreću < 0.5 MM otklon po metru.
• Deblji zidovi i jednostavniji presjeci lakše postižu čvršća tolerancija; tanki zidovi (< 1.5 mm) ili vrlo složeni profili mogu imati šire tolerancije i zahtijevaju precizniju kontrolu procesa.

Koji su uobičajeni površinski tretmani za ekstrudirane aluminijske profile?

• Anodiziranje: Stvara izdržljiv sloj oksida (5–25 µm) To poboljšava otpor korozije, tvrdoća, i omogućuje bojenje boja. Idealno za ukrasnu arhitektonsku ili robu široke potrošnje.
• Premazivanje prahom: Elektrostatička primjena polimernog praha, zatim izliječenje. Pruža uniformu, izdržljivi završetak s izvrsnim ogrebotinama i kemijskim otporom.
• Tekuća boja (Mokro slikanje): Raspršivanje ili elektrostatičke metode za specijalizirane zahtjeve boja ili teksture.
• Mehanički završeci: Četkanje (linearno zrno), poliranje (završetak zrcala), pješčana/eksplozija kuglica (tekstura mat/saten).
• PVDF premazi (Npr., Kinar®): Premazi visokih performansi za vanjske arhitektonske elemente s izuzetnim UV-om, kemijski, i vremenski otpor.