Alumínium extrudálás: Technikák, Ötvözetek, és alkalmazások

1. Bevezetés

Az alumínium extrudálás egy kritikus fémképző folyamat, amely lehetővé teszi a nagy dimenziós pontosságú és kiváló felületi kivitelű komplex keresztmetszeti profilok előállítását.

Széles körben elterjedt alkalmazása az építészeti függönyfalaktól és az ablakkeretekig terjed, űrrepülési keretek, elektronikai hőmosó, és fogyasztási cikkek.

Ez a cikk mélyrehatóan nyújt, alumínium extrudálás többperspektív feltárása, Az alapelvek lefedése,

anyagválaszték, részletes folyamat lépések, szerszámtervezés, mechanikai és felületi tulajdonságok, fő alkalmazás, Előnyök és korlátozások, szabványok, és a minőség -ellenőrzés.

2. Mi az alumínium extrudálás？

A lényege, Az extrudálás a műanyag deformáció folyamat.

Egy alumínium filó (egy előmelegített, alumíniumötvözet hengeres darabja) egy kamrába helyezik, És egy hidraulikus kos arra kényszerül, hogy a tuskát egy alakú szerszámnyíláson keresztül tolja.

Ahogy a fém nagynyomás alatt szorul, Plasztikusan folyik a szerszám szélei körül, A távoli oldalon egy folyamatos profilként alakul ki, amelynek keresztmetszete megegyezik a szerszám rekeszével.

Ennek a folyamatnak a kulcsa az a tény, hogy az alumíniumé A hozam szilárdsága csökken a hőmérséklet növekedésével,

lehetővé téve, hogy megemelkedett hőmérsékleten könnyebben deformálódjon (Általában 400–500 ° C a közönséges alumínium extrudálási ötvözetekhez).

Amint az extrudátum kilép a szerszámból, Megtartja a szerszám alakjának pontos geometriáját, Csak a keresztmetszet enyhe csökkenésével a szerszám-távolság és a tuskás zsugorodás miatt hűtéskor zsugorodik.

3. Anyagok és ötvözetek

Általában használt alumíniumötvözetek az extrudáláshoz

Bár tiszta alumínium (1100) extrudálható, A legtöbb szerkezeti és nagy teljesítményű alkalmazáshoz ötvözött osztályok szükségesek.

A 6XXX sorozat (Al-MG-SI) nagyjából 70–75 -et képvisel % az összes extrudált profilból világszerte, Kiváló erő egyensúlya miatt, korrózióállóság, és az extrudabilitás.

Egyéb jelentős sorozatok közé tartozik:

Az extrudilitást befolyásoló kulcsfontosságú anyagtulajdonságok

• Áramlási feszültség és hőmérsékleti érzékenység: A tuskó extrudálásához szükséges erő az extrudálási hőmérsékleten a hozam -feszültségtől függ.
  Az alacsonyabb áramlási feszültségű ötvözetek forró hőmérsékleten könnyebben extrudálhatók, de feláldozhatja a csúcs erejét.
• Munka edzési és életkor-keményítő válasz: Ötvözetek, amelyek jól reagálnak a csapadékra (kor) megkeményedés (PÉLDÁUL., 6061, 6063)
  extrudálható, majd mesterségesen érlelődik (T5 vagy T6 temperamentumra) A megemelt erősségek elérése érdekében.
• Repedési érzékenység: Nagy szilárdságú ötvözetek (7000 sorozat, 2000 sorozat) hajlamosabbak a forró repedésre, kivéve, ha a folyamat szorosan ellenőrzött (szerszámtervezés, tuskó -homogenizáció, extrudálási sebesség).
• Gabonaszerkezet -szabályozás: Homogenizálás (Az alumínium extrudálás előtti hőmérsékleten tartva a tuskát egy közbenső hőmérsékleten) segít kiküszöbölni a dendritikus szegregációt, Csökkentse a repedést, és elérje az egységes mechanikai tulajdonságokat.

4. Az alumíniumötvözetek extrudálási folyamata

Tuskótelepítés és előmelegítés

Tuskaterület és casting

• Az extrudáláshoz használt alumínium tuskák általában közvetlen hőmérsékletből származnak (DC) casting vagy folyamatos casting.
  A gyakori ötvözetek között szerepel a 6xxx-sorozat (PÉLDÁUL., 6063, 6061, 6105) és bizonyos 7xxx- vagy 2xxx-sorozat osztályok, ha nagyobb szilárdságra van szükség.
• Az alumínium extrudálás előtt, A leadott tuskák gyakran a homogenizálás hőkezelés (PÉLDÁUL., 500–550 ° C 6–12 órán át) A kémiai szegregáció csökkentése és az alacsony olvadású eutektikus fázisok feloldása érdekében.
  A homogenizáció egységesebb mikroszerkezetet eredményez, Minimalizálja a forró rövidnit (Repedés a forró deformáció során), és javítja az általános extrudálhatóságot.

Felületi ellenőrzés és megmunkálás

• Miután homogenizálta, A filleteket felszíni hibákra szkennelik (repedések, oxid redők, vagy zárványok).
  Bármely látható rendellenességet meg lehetne csinálni, vagy a tuskát félre lehet tenni.
  Sima, Az oxidmentes felület segít megakadályozni a meghalás vagy a lokalizált súrlódási fűtést, amely repedéseket okozhat.

Előmelegítés az extrudálás hőmérsékletére

• A tuskákat egy tuskó előmelegítő kemencébe helyezik, ahol egyenletesen melegítik őket
  az ötvözet célkivúzási hőmérséklete (Általában 400–520 ° C a legtöbb 6xxx-sorozat esetében, kissé alacsonyabb a 7xxx-sorozatnál, hogy elkerüljék a túlzott gabona növekedését).
• Pontos hőmérsékleti szabályozás (± 5 ° C) döntő fontosságú. Ha egy tuskó túl hideg, az áramlási stressz magasabb, A szükséges extrudálási erő növelése és a repedések kockázata.
  Ha túl forró, Az alacsony hőmérsékletű eutektika gabona növekedése vagy kezdeti olvadása gyengítheti a tuskót.
• A tuskó előmelegítési ideje az átmérőtől és a fal vastagságától függ.
  A 140 mm (5.5″) Az átmérőjű tuskó általában 45–60 percet igényel egy jól kalibrált kemencében, hogy elérje az egyenletes hőmérsékletet a magtól a felületig.

Extrudálás sajtó beállítása és tuskó betöltése

Extruding Press Types

• Hidraulikus közvetlen táplálékprés: A leggyakoribb. Egy hidraulikus kos egy álló szerszámon keresztül tolja a tuskót.
  Az „űrtartalom” besorolása (például, Egy 3000 tonnás sajtó ~ 3000 tonnás erőt generálhat).
• Közvetett (Hátrafelé) Extrudálási sajtó: A szerszám a mozgó kosóra van felszerelve, amely egy helyhez kötött tuskótartályba nyomja.
  A súrlódás és a tartály közötti súrlódás majdnem kiküszöbölhető, A szükséges nyomás csökkentése. Az ilyen sajtók gyakran kisebbek (200–1 200 tonna) de képes elérni a magasabb extrudálási arányokat.
• Hidrosztatikus extrudálási sajtó: A tuskát nyomófolyadékkal töltött lezárt kamrába borítják (általában olaj).
  Ahogy a sajtó erőt alkalmazza, A folyadéknyomás egyenletesen veszi körül a tuskót, ami azt okozza, hogy átfolyjon a szerszámon.
  Ezek a speciális sajtók minimalizálják a súrlódást, és lehetővé teszik a törékeny vagy nagy szilárdságú ötvözetek extrudálását, bár magasabb tőkeköltséggel.

Tuskóterhelés és központosítás

• Az előmelegített tuskát megemelik (Gyakran egy felső daru vagy automatizált tálalórendszeren keresztül) és a tartályba helyezve.
• Központosítás/igazítás: A legtöbb modern létesítmény igazító szerelvényt vagy lokációs gyűrűt használ a tartály szájánál; A tuskának az excentricitás elkerülése érdekében a hercegnek kell ülnie a szerszám arccal.
  Az eltérő tuskák halálos károkat okozhatnak, vagy nem egységes áramlási mintákat vezethetnek be (felszíni repedésekhez vagy dimenziós pontatlanságokhoz vezet).

Dummy blokk használata / Híd meghal

• -Ben közvetlen extrudálás, Van egy rövid „dummy blokk” (egy áldozati betét) A kos arc és a tuskó közé helyezve.
  A dummy blokk védi a hirtelen kalapáccsal a szerszámot, ha a tuskónak valamivel kisebb átmérője van, vagy ha kisebb eltérés történik.
• A RAM először kapcsolatba lép a dummy blokkkal, amely az erőt egyre egyenletesebben továbbítja a tuskóra.
  -Ben közvetett extrudálás, Maga a RAM hordozza a szerszámot, Tehát nem használnak különálló dummy blokkot.

Fémáramlás és szerszám interakció

RAM előrehaladás és nyomás felhalmozódás

• Miután a tuskó a helyén van, az operátor (vagy CNC vezérlőrendszer) kezdeményezi az extrudálási stroke -ot.
  A hidraulikus olajszivattyúk nyomást gyakorolnak, amíg a kos tovább nem mozog, A tuskát tömörítése.
• Ahogy a kos tolja, Belső tuskás nyomás emelkedik. Közvetlen extrudáláskor, A súrlódás a tuskó és a tartályfalak között eloszlik bizonyos energiát; közvetett vagy hidrosztatikus, A súrlódási veszteségek sokkal alacsonyabbak.

Belépési geometria

• Belépési szög: Egy tipikus szerszámnak van egy kúpos belépési zóna (gyakran 20–30 °) Ez vezeti a fémet a nagyobb tuskás keresztmetszetből a kisebb profil alakjába.
  Ha ez a szög túl sekély, Fém összehajolhat vagy „inverzió” az áramlási vonalakon előfordulhat; Ha túl meredek, A fém elválaszthat a szerszámfelülettől, turbulenciát és felületi hullámokat okozva.
• Hordozás / Előformálási zóna: Ha egy profilnak több ürege vagy bonyolult ürege van,
  A Die Designer létrehoz egy „Porting szakaszt”, hogy a tuskófémet külön patakokra osztja, amelyek ezután rekombinálnak a végső alakba.
  A megfelelő hordozás megakadályozza a fémcserélési problémákat (belső repedések, laminálás).

Hordozó (Föld) Szakasz

• A porting zóna után, A „csapágyhossz” (Landnak is hívják) egyenes, A szerszám állandó keresztmetszeti szakasza, amely véglegesíti a méretek és a vezérlő felületének felületét.
• Hossz A csapágynak általában 4–8 mm a vékonyfalú 6xxx-sorozat extrudálásaihoz;
  A hosszabb csapágyak növelik a dimenziós pontosságot, de magasabb extrudálási erőt igényelnek, és növelik a súrlódási hőt. A rövid csapágyak csökkentik az erőt, de áldozzák a toleranciát.

Meghalni kenés és bevonat

• Egy vékony film grafit-alapú vagy kerámia által továbbfejlesztett kenőanyag alkalmazzák a tuskó belépési felületére és néha a tartályfalakra.
  Ez a kenőanyag csökkenti a súrlódást, kiterjeszti az élet halálát, és segít a csapdába esett levegő evakuálásában.
• A hatékony kenés különösen kritikus jelentőségű a magas arányú extrudálásokhoz (> 50:1) vagy nehezen extrudálható ötvözetek számára (mint például 7000 sorozat).
• Néhány szerszámfelület kopásálló rétegekkel van bevonva (PÉLDÁUL., volfrám karbid spray, nikkel -aluminid) A fémfém és az erózió minimalizálása érdekében.

Súrlódás és hőtermelés

• Ahogy a fém átfolyik a szerszámon, Az alumínium és a szerszámfelületek közötti súrlódás hőt generál, A fém hőmérsékletének egy pillanatra 20–50 ° C -os emelése a tuskó hőmérséklete felett.
  A túlzott hőmérséklet -emelkedés gabona durvaságot okozhat, felszíni szakadás, vagy meghalni.
• A közvetett és hidrosztatikus extrudálás jelentősen csökkenti a súrlódási hőt a billet/tartály felületén, nagyobb extrudálási arányok lehetővé tétele kevesebb hőtermeléssel.

Az extrudálási módszerek variációi

Közvetlen (Hagyományos) Ürítés

• Beállítás: A szerszám rögzítve van egy csavarozott cipőhöz a tartály elején. A kos (egy dummy blokkon keresztül) Tolja előre a tuskót, hogy a fém a helyhez kötött halálon átfolyjon.
• Előnyök: Egyszerűbb szerszám igazítás és betöltés; egyértelmű szerszámkészítés; Általános a legtöbb nagy extrudálási sajtóban.
• Korlátozások: A súrlódás és a tartályfalak közötti súrlódás jelentős lehet (20–70 % teljes extrudálási nyomás),
  erősebb sajtót igényel az adott extrudálási arányhoz. A magasabb súrlódás szintén növeli a halálos kopást.

Közvetett (Hátrafelé) Ürítés

• Beállítás: A szerszám a kos felületére van felszerelve. Amikor a RAM előrehalad a tartályba, A tuskó statikus marad, és a fém hátrafelé áramlik a szerszámon az extrudálási mezőkbe.
• Előnyök: Gyakorlatilag nincs konténer/tuskás súrlódás, amely csökkenti a szükséges kos nyomást (Néha 20–40 -ig %).
  Mert a súrlódás alacsony, A törékeny vagy vékonyfalú ötvözetek extrudálása megvalósíthatóbb.
• Korlátozások: A szerszámot a kosra kell szerelni, Tehát a kosfuratnak üregesnek vagy speciálisan konfiguráltnak kell lennie; Az általános szerszámok bonyolultsága növekszik.
  A beállítási idő hosszabb lehet, és a halálváltozások néhány sajtóban időigényesebbek.

Hidrosztatikus extrudálás

• Beállítás: A tuskát folyadék veszi körül (PÉLDÁUL., olaj) zárt kamrában.
  Amint a sajtó összenyomja a folyadékot, A nyomást egyenletesen alkalmazzák a tuskó kerülete körül, A kamara kijáratánál egy meghaláson keresztül kényszerítve.
• Előnyök: A súrlódás mind a szerszám arcán, mind a tartályfalakon szinte nulla - ez lehetővé teszi a rendkívül magas extrudálási arányokat (gyakran > 100:1)
  és a nagy szilárdságú vagy egyéb módon nehéz ötvözetek kialakulása (PÉLDÁUL., Bizonyos 7xxx vagy 5xxx fokozat) repedés nélkül.
  A felületi kivitel jellemzően jobb, nagyon alacsony a felszíni könny előfordulási gyakoriságával.
• Korlátozások: A berendezés költsége nagyon magas. A kamráknak nagy nyomás alatt megbízhatóan kell lezárniuk; Bármely folyadékszivárgás biztonsági veszélyeket okozhat.
  Az átviteli sebesség alacsonyabb a nagy szakaszoknál, Tehát a hidrosztatikus extrudálást általában kisebb keresztmetszeti rudak számára tartják fenntartva, vezetékek, vagy speciális profilok.

Hűtés és kioltás

A kioltás célja

• A legtöbb hővel kezelhető alumíniumötvözet (PÉLDÁUL., 6XXX-sorozat, 7XXX-sorozat) támaszkodjon a gyors hűtésre (eloltás) Közvetlenül az extrudálás után, hogy „rögzítsük” egy túltelített szilárd oldatot.
  Később, A mesterséges vagy természetes öregedés az erősítő fázisokat kiváltja.
• A kioltás megakadályozza a túlzott gabona növekedést az ötvözetekben, amelyek megnövekedett hőmérsékleten durvaak lennének.

Hűtési módszerek

• Vízfürdő: A leggyakoribb megközelítés. Ahogy a forró extrudátum kilép a szerszámból, Közvetlenül egy vízfürdőbe kerül (Mélység ~ 150–200 mm).
  Áramlási sebesség és a fürdő hőmérséklete (Gyakran 60–80 ° C) úgy vannak vezéreljenek, hogy a profil egyenletesen lehűljön.
• Permetez: Nagynyomású fúvókák permetező vizet (Néha levegővel) a profilra. Ideális összetett keresztmetszetekhez, ahol egyes üreges szakaszok csapdába ejthetik a vizet, ha egyszerűen belemerülnek.
• Léghűtés / Erőltetett levegő: Csak olyan ötvözetekhez használják, ahol a gyors oltás nem kritikus (PÉLDÁUL., 6063 Ha a T4 temperamentum elfogadható).
  Használható „hűvös” zónaként is a víz eloltása előtt a termikus sokk csökkentése érdekében.
• Kombinált kioltás: Egyes növények kezdeti kényszer-levegő stádiumot használnak (hogy lehűljön 500 ° C ~ 250 ° C -ig), majd egy vízpermet vagy merítés követi.
  Ez a szakaszos megközelítés minimalizálja a nagyon hosszú vagy vastag profilok elszakadását.

Kerülje el a termikus sokkot

• Belemerülni a 500 ° C alumíniumprofil hirtelen 20 ° C A víz szakítószilárdsági feszültségeket okozhat a hűvösebben, és a nyomófeszültségeket belül.
  Ha a hűtés túl agresszív, A profil repedhet vagy láncolhat.
• Megfelelő fúvóka elhelyezése, áramlási sebesség -beállítás, és a vízhőmérséklet -szabályozás biztosítja az egységes hűtési sebességeket és minimalizálja a helyi stresszkoncentrációkat.

A kilépés utáni nyújtás és egyenesítés

A maradék stressz és a profil deformációja

• Ahogy az extrudált profil lehűl, egyenetlen összehúzódás (Különösen hosszú vagy aszimmetrikus keresztmetszeteknél) meghajolhat vagy csavarást okozhat.
  Ezeket a torzulásokat ki kell javítani az egyenes toleranciák teljesítése érdekében (ASTM B221, -Ben 755).

Nyújtó gépek

• Egy tipikus nyújtási művelet:

• • A profil egyik vége szorítva van, és a másik egy hidraulikushoz kapcsolódik (vagy mechanikus) húzó.
  • A profil meghosszabbodik (4–5 % hosszából) ellenőrzött szakítóerő alkalmazásával.
  • Egy egyenes élű szerelvény tartja a profilt a helyzetben, egyenes tartása feszültség alatt.
  • Miután feszültség alatt tartották, A profil felszabadul, és hagyjuk, hogy kissé visszakerüljön; Mert az anyag nyújtás közben nyújtott az anyag, egyenesebb formát tartalmaz, mint korábban.

• Ciklus időzítés: A nyújtás általában a kioltástól számított percen belül megtörténik, A jelentős gabonastabilizálás előtt.
  A profilok rövidebbek, mint 6 M lehet, hogy egy darabban nyújtható; hosszabb profilok (ig 12 m vagy több) a szegmensekben szekvenciálisan összeillesztik vagy kezelik.

Csak egyenesítés

• Valami vastagnak, magas rangúsági profilok, világosabb egyenesítő szerelvény (PÉLDÁUL., mechanikus sajtó vagy kiegyenlítőgép) jelentős szakítószilárdság nélkül használható.
  Viszont, Vékonyfalú vagy erősen aszimmetrikus formákhoz, A teljes nyújtás előnyben részesül a rugós problémák elkerülése érdekében.

Öregedés és edzés

Hőkezelhető vs. Nem melegíthető ötvözetek

• Hőkezelhető ötvözetek (PÉLDÁUL., 6000-sorozat, 7000-sorozat, Körülbelül 2000 sorozat) erősítse meg az erőt a csapadékkeményítés révén.
  Az extrudálás utáni gyors oltás túltelített szilárd oldatot hoz létre;
  az azt követő öregedés (akár szobahőmérsékleten, akár megemelt hőmérsékleten) kicsapja az erősítő fázisokat (Mg₂si 6xxx -ben, η ′/η 7xxx -ben).
• Nem melegíthető ötvözetek (PÉLDÁUL., 1xxx és a legtöbb 5xxx ötvözet) támaszkodjon a munka edzésére (H-templomok).
  Extrudálás után, Általában ellenőrzött hűtésen mennek keresztül, de a maximális szilárdsághoz nincs szükség későbbi mesterséges öregedésre.

Közös Temperek

• T4 temperamentum (természetes öregedés): Az extrudált profilt leállítják, majd környezeti hőmérsékleten tárolják napokon vagy hetekig.
  Megfelelő, ahol mérsékelt szilárdság (~ 70–80 % T6) elfogadható.
• T5 hőmérséklet (Mesterséges öregedés megoldáskezelés nélkül): Az extrudált profil azonnal lehűlt (eloltás) majd az öregedő sütőbe helyezve (PÉLDÁUL., 160–175 ° C ~ 6–10 órán át).
  Nagyobb szilárdságot eredményez, mint a t4, de a t6 alatt.
• T6 hőmérséklet (megoldás + mesterséges öregedés): A profil oldat-melegítve van (PÉLDÁUL., ~ 530 ° C 1-2 órán át), eloltott, majd mesterségesen öreg (PÉLDÁUL., 160–180 ° C 8–12 órán át).
  A 6xxx-sorozat esetében a legnagyobb erőt termeli (PÉLDÁUL., 6061-T6) vagy 7xxx-sorozat (PÉLDÁUL., 7075-T6) kiömlés.

Gyakorlati megfontolások

• Számos extrudáló ház a T5-et kínál standard in-line szolgáltatásként, mivel elkerüli a külön megoldó kemencét.
  Nagyon nagy vagy összetett profilokhoz, extrusz utáni megoldás (A T6 elérése érdekében) elvégezhető egy dedikált tételkemencében, miután minden hosszúságot a kész méretre vágtak.
• Túlterhelés (Túl hosszú vagy túl magas hőmérsékleten megemelkedett hőmérsékleten tartva) csökkentheti a meghosszabbítást, vagy a csapadék nem kívánt durvaságot okozhat, A keménység csökkentése.

Közvetlen vs. Indirekt vs. Hidrosztatikus: Összehasonlító jegyzetek

5. Másodlagos műveletek és felületi befejezés

Miután a nyers extrudált profilokat hosszúra vágják és kinyújtják, Számos alkalmazáshoz másodlagos megmunkálást vagy esztétikai befejezést igényel.

Hosszúságra vágás

• Repülő küszöbfűrészek: Az extrudálási sebességnek megfelelő line fűrészállomások-a folyamatos működést biztosítja az extrudálási sajtó megállítása nélkül.
• Offline küszöbfűrészek: Kézi vagy automatikus sávfűrészek vagy kör alakú fűrészek, amelyeket az extrudálás után használnak, hogy a profilokat az ügyfél által meghatározott hosszúságra vágják.

Megmunkálási és fúrási műveletek

• CNC marás, Fúrás, és csapás: Lyukak létrehozásához, rés, vagy összetett tulajdonságok.
  Az alumínium megmunkálhatósága lehetővé teszi a magas táplálékkamerát és a hosszú szerszám élettartamát, ha megfelelő szerszám geometriáját és vágófolyadékait használják.
• T-reteszek vagy egyedi újraindító funkciók őrlése: Néha szükség van arra, ha a szerszámköltség vagy a geometria korlátozások tiltják bizonyos jellemzők közvetlen extrudálását.

Felszíni kezelések

Eloxálás

• Kontrollált, porózus -oxidréteg (tipikus vastagság 5–25 um).
• Javítja a korrózióállóságot, felszíni keménység, és esztétikai megjelenés.
• Lehetővé teszi a későbbi festést (színezés) vagy lezárás (fokozott kopásállóság).

Porbevonat

• A hőre keményedő polimer porokat elektrosztatikusan alkalmazzák és gyógyítják (180–200 ° C).
• Egyenruhát biztosít, Tartós kivitel kiváló karcolással és kémiai ellenállással.
• Gyakorlatilag korlátlan színekben és textúrákban kapható.

Folyékony festés (Nedves kabát)

• Hagyományos permetező vagy elektrosztatikus festékvezetékek.
• Segédesebb a forgácsoláshoz, mint a porbevonat, de gyakran a komplex színes keverékekhez vagy a rendkívül sima felületekhez választják.

Mechanikus kivitel

• Tisztítás: Konzisztens lineáris szemcséket állít elő - populáris az építészeti korlátokhoz és a készülékekhez.
• Polírozás/Csiszolás: Tükörszerű kivitelben érhető el-amelyet dekoratív alkalmazásokhoz szokásos módon használnak.
• Homokfúvás vagy Gyöngyszórás: Egységes matt vagy szatén textúrát ad - a festés előtti módon alkalmazzák a tapadás javítása érdekében.

Speciális burkolatok

• PVDF (Polivinilidén -fluorid) Bevonatok: Gyakran a külső építészeti elemekhez használják (<0.3 mm vastagság).
  A PVDF kivételes UV -ellenállást biztosít, színmegtartás, és időjárási képesség.
• Porral bevont ráncok vagy ráncos kivitel: Adjon texturált megjelenést ipari vagy dekoratív célokra.

6. Az alumínium extrudálás kulcsfontosságú ipari alkalmazásai

Építőipari és építészeti rendszerek

• Ablak- és ajtókeretek: Extrudált 6063 -T5/T6 profilok integrált termikus szünetekkel, vízelvezető csatornák, és az időjárási pecsétek.
• Függönyfal és homlokzati alkatrészek: A precíziós illeszkedéshez tervezett komplex mullionok és transzomok, nagy szélterhelés, és a termikus teljesítmény.
• Szerkezeti keretezés: Moduláris korlátrendszer, Canopy Támogató Struts, függönyfal alkeretek.
• Napenergia -rögzítőszerkezetek: Könnyű állványos sínek és szerelőkanó.

Autóipar és szállítás

• Alváz és keret tagjai: Extrudált ütközési gerendák, lökhárító megerősítések, felfüggesztési alkatrészek - mindegyik nagyszabású 6005a vagy 6061 Ötvözetek, amelyek megfelelnek a baleset -képesség és a súlycélok eléréséhez.
• Tetősínek, Ajtó küszöb, és a test díszlécei: Az esztétikai és a szerkezeti funkciókkal rendelkező kimenetelek.
• Hőcserélők és radiátorok: Motorolaj -hűtők, AC -párologtatók, és a kondenzátor fejlécei speciális 6000 -es vagy 1xxx sorozatú ötvözetek extrudálásával készülnek.

Repülőgép

• Szárnyas bordák, Törzscsövek, És a HOSTORS: 6000- és 7000 sorozatú ötvözetek extrudáltak a szigorú dimenziós toleranciákra, aztán az életkor T6-ra vagy T651-re keményen.
• Belső kabin alkatrészek: Felső tartályok, üléspályák, ablakkeretek - gyakran bevont vagy eloxált esztétikára és kopásállóságra.
• Futómű alkatrészei: Néhány alkomponens, például nyomatékcsövek vagy hajtótengely -házak extrudált profilokat használnak a könnyű szilárdsághoz.

Elektronika és hőcserélő

• Hűtőmotorok az elektronikához: Extrudált 6063 vagy 6061 A bonyolult FIN geometriákat és a nagy felületeket kínáló profilok.
• LED -es világítótestek: A strukturális rögzítést és a termálkezelést biztosítva, Gyakran integrált csatornákkal a LED -csíkokhoz és a vezetékekhez.
• Transzformátor és buszrúd -tartók: Tiszta alumínium extrudálások vagy laminált „alumíniummag/rézréteg” profilok az energiaeloszláshoz.

Fogyasztási termékek és bútorok

• Sportcikkek: Kerékpárkeretek (6016, 6061 ötvözetek), létra sínek, sátoroszlopok.
• Megjelenítő egységeket és polcokat: Moduláris extrudált keretek a kiskereskedelemhez, Krogrambabok, és kiállítási állványok.
• Bútor alkatrészek: Asztali lábak, székkeretek, fiókos csúszdák - gyakran eloxálva a belső esztétikáért.

Ipari gépek és automatizálás

• Gépkeretek és őrzés: 30× 30 mm - 80 × 80 mm moduláris profilok (alapján 6063 vagy 6105) T-lotokkal a panelek könnyű rögzítéséhez, érzékelők, szállítószalagok.
• Szállítószalagok és lineáris mozgási útmutatók: Extrudált útmutatók integrált versenypályákkal a golyóscsapágyakhoz, A kompakt engedélyezése, pontos lineáris rendszerek.
• Biztonsági kerítés és védő akadályok: Könnyűsúlyú, újrakonfigurálható panelek, amelyek megfelelnek az ipari biztonsági előírásoknak (ISO 14120, OSHA).

7. Az alumínium extrudálás előnyei és korlátai

Előnyök

Tervezési rugalmasság és összetett keresztmetszetek

• Az extrudálás lehetővé teszi a bonyolult üreges szakaszokat, többkamerált profilok,
  és az integrált csatornák (PÉLDÁUL., vezetékcsatornák, tömítéshornyak) Ez más módszerekkel nehéz vagy drága lenne.
• A szerszám kialakításának olcsó módosítása lehetővé teszi a profil geometria viszonylag gyors iterációját.

Magas anyagfelhasználás

• Összehasonlítva a lemezről vagy a kovácsolásból és a megmunkálásból származó őrléssel, Az extrudálás minimális swarf/hulladékot generál.
  A fel nem használt hulladék újra összeolvadható, és minimális veszteséggel visszatérhet a billet termelési hurokba.

Kiváló újrahasznosítás és fenntarthatóság

• Az alumínium végtelenül újrahasznosítható, csak ~ 5 % az elsődleges alumínium előállításához szükséges energia a bauxitból.
• Számos alumínium extrudáló vállalat zárt hurkú hulladék újrahasznosításával működik, A szénlábnyom és a nyersanyagköltségek csökkentése.

Viszonylag alacsony szerszámköltség a közepes futásokhoz szükséges castinghoz képest

• Míg az extrudálás halott halálának jelentős költsége van (2500–15 000 USD+, a bonyolultságtól függően),
  Mérsékelt termelési kötetekhez (Több ezer -tízezer rész), Az alumínium extrudálás gazdaságosabb lehet, mint a casting die casting.

Kiváló befejezési lehetőségek

• Az extrudált felületek eloxálhatók, hogy tartós legyen, korrózióálló, És esztétikai szempontból kellemes kivitel.
• Szoros tolerancia (± 0,15 mm) Csökkentse a másodlagos megmunkálás vagy az őrlés szükségességét.

Korlátozások

A kezdeti szerszámköltség a nagyon összetett formákhoz

• A rendkívül bonyolult profilokhoz többrészes osztott halálra vagy speciális bevonatokra lehet szükség (PÉLDÁUL., kerámiai, WC bevonatok), A szerszámköltségek felfelé vezetése minket $50,000.
• Ultra-alacsony kötetekhez (< 100 M profil), Előfordulhat, hogy az egyéni szerszámbeállítás nem indokolt.

Geometriai korlátozások

• Minimális falvastagság: Jellemzően 1.5 MM a szokásos ötvözetekhez. A vékonyabb tulajdonságok növelik a felszíni repedés kockázatát, elszakadás, vagy az extrusz utáni eloszlás után.
• Élesen redukált keresztmetszetek: A keresztmetszet hirtelen változásai fémcsomagolást okozhatnak (túlzott mértékű) vagy aluli kilépés; Sima átmenetekre és nagylelkű filékre van szükség.

Felszíni hibák

• Látható „szerszámvonalak” vagy „húrok” megjelenhetnek, ha a szerszám -karbantartás elpusztul, vagy ha az ötvözött tisztaság gyenge.
• Nem fémes zárványok vagy oxidfilmek (a rossz kenés ellenőrzéséből) felületi foltokhoz vezethet, amelyeket nehéz elfedni, Még megoxálás után is.

Ötvözet-specifikus hátrányok

• Néhány nagy szilárdságú ötvözet (7000, 2000 sorozat) hajlamosabbak a forró repedésre, és rendkívül szűk folyamatvezérlést igényelnek, ami növeli a hulladék- és szerszámköltségeket is.
• Az alacsonyabb költségű 6xxx sorozat nem felel meg a magas hőmérsékleten vagy rendkívül magas feszültségű igényeknek bizonyos kritikus repülőgép- vagy védelmi alkalmazásokban.

8. Minőség -ellenőrzés és ipari szabványok

Releváns szabványok

• ASTM B221 („Az alumínium és az alumínium ötvözet extrudált rudak standard specifikációja, Rudak, Huzal, Profilok, és csövek ”):
  Meghatározza a kémiai összetételt, mechanikai ingatlankövetelmények, és dimenziós toleranciák a különféle ötvözet/temperamentumok és hőmérsékletek számára.
• -Ben 755/-Ben 12020: Az extrudált alumíniumprofilok európai szabványai - meghatározzák a lineáris és szögletes dimenziók toleranciáját, felületi minőség, és mechanikai tulajdonságok.
• Csak H4100: Japán szabvány, amely a hasonló extrudált termékleírásokra kiterjed.

Dimenziós ellenőrzés

• Féknyereg és mikrométer: Kézi eszközök kézi ellenőrzése kéziszerszámokkal elérhető.
• Koordinálja a mérőgépeket (CMM): A bonyolult profilok nagy pontosságú 3D-s beolvasása, Különösen akkor, ha ellenőrzi a komplex toleranciákat és a repülőgép- vagy autóipari alkalmazások minőségét.
• Optikai szkennerek: A nem érintkezés nélküli lézer-szkennerek gyorsan összehasonlíthatják a teljes keresztmetszetet a CAD-modellel, hogy felismerjék a deflicing vagy a szerszám kopását.

Mechanikai tesztelés

• Szakítóvizsgálat: Az extrudált darabokból vágott kuponok a hozam szilárdságának mérésére, végső szakítószilárdság, és meghosszabbítás mind longitudinális, mind keresztirányban (Anizotropia létezhet).
• Keménységi tesztelés: Rockwell vagy Vickers tesztek a hőmérsékleti állapot megerősítésére, Különösen a mesterséges öregedéshez (T6) szemben a természetes öregedéssel (T4).
• Fáradtságvizsgálat: Occasionally required for critical structural components (PÉLDÁUL., űrrepülési keretek) to validate long-term performance under cyclic loads.

Felületi minőség -értékelés

• Vizuális ellenőrzés: Checking for surface blemishes such as extrusion lines, karcolások, oxidfilmek, or blemishes.
• Coating Adhesion Testing: For anodized or painted surfaces, standardized tests (PÉLDÁUL., ASTM D3359 tape test) ensure proper bonding.
• Corrosion Testing: Sós permet (ASTM B117) or humidity chamber tests to simulate outdoor exposure for architectural or marine applications.

Tanúsítás és nyomonkövethetőség

• Material Traceability: Each extrusion run is typically accompanied by a mill test certificate, listing chemical composition, kedély, mechanikai tulajdonságok, and test results.
• ISO 9001 / IATF 16949: Many extrusion facilities serving automotive or aerospace
  OEMs operate under ISO 9001 (Quality Management) or IATF 16949 (automotive quality) systems to ensure process consistency and traceability.

9. Következtetés

Aluminum extrusion stands as a cornerstone technology in modern manufacturing, enabling the efficient production of complex, nagy szilárdságú, Könnyű profilok számtalan iparágon belül.

A fűtött tuskák testreszabott halálon keresztüli kényszerítésével, Az extrudálók figyelemre méltó geometriai sokoldalúságot érhetnek el minimális anyaghulladékkal.

Másodlagos megmunkálással és kiváló minőségű felületkezelésekkel párosítva (Eloxálás, por bevonat), Az extrudált profilok kiemelkedő mechanikai teljesítményt nyújtanak, korrózióállóság, és esztétikai vonzerő.

A legfontosabb elvihetőek között szerepel:

• Ötvözött választás: A 6000-es sorozat továbbra is domináns kiegyensúlyozott ereje miatt, extrudálhatóság, és eloxáló potenciál,
  Míg a 7000-es és a 2000 sorozatú ötvözetek a speciális nagy szilárdságú és fáradtságigényekhez szólnak.
• Folyamatvezérlés: Aprólékos tuskó -homogenizáció, hőmérsékleti kezelés, szerszámtervezés,
  és a kenési gyakorlatok elengedhetetlenek a hibamentes extrudálások előállításához, Különösen komplex vagy magas extrudálási arányok esetén.
• Tervezési gyakorlat: A geometriai irányelvek betartása (minimális falvastagság, filé, egységes szakasz) Biztosítja a dimenziós pontosságot és elkerüli a megsemmisítést.
• Fenntarthatóság: Az alumínium extrudálás újrahasznosíthatósága és könnyű potenciálja a szén -dioxid -csökkentési stratégiák lendületévé teszi a szállítás terén, építés, és a fogyasztói elektronika.
• A jövőbeli trendek: A feltörekvő folyamatinnovációk (hidrosztatikus, ultrahangos), haladó ötvözetek (nano-kicsapások, funkcionálisan osztályozott anyagok),
  és a digitális integráció (Ipar 4.0, IoT-kompatibilis „intelligens” profilok) ígérje, hogy az extrudálás képességeit jóval meghaladja a mai eredményeken túl.

Mivel az iparágak egyre inkább könnyűsúlyt követelnek, nagy teljesítményű, és fenntartható megoldások, Az alumínium extrudálás tovább fejlődik,

az anyagtudomány folyamatos innovációi által vezérelt, feldolgozási technológia, és a digitális gyártás.

Ezeknek a fejleményeknek a lépésekor kritikus fontosságú a mérnökök és a tervezők, akik arra törekszenek, hogy kihasználják az alumínium extrudálás teljes potenciálját a következő generációs termékekben és az infrastruktúrában.

Válassza a Langhe alumínium extrudálási szolgáltatásokat

LangHe kihasználja a legmodernebb extrudáló berendezését, kiterjedt ötvözött portfólió, és bevált folyamat -szakértelem a kulcsrakész alumínium extrudálási megoldások széles körében történő szállításához.

A könnyű szerkezeti alkatrészek és az ipari automatizálás a nagyteljesítményű hűtőbordákig és az építészeti kivitelig.

Szigorú minőség -ellenőrzési és rugalmas kézbesítési lehetőségekkel, Segítünk ügyfeleinknek a fokozott termékérték gyors megvalósításában.

További műszaki részletekért vagy minták kérésére, Kérjük, nyugodtan bátran Vegye fel a kapcsolatot a Langhe -vel műszaki csoport.

 

GYIK

Milyen toleranciákat és méreteket lehet elérni az alumínium extrudálás során?

• Külső dimenziók: Jellemzően ± 0,15 mm - ± 0,50 mm, A fal vastagságától és ötvözetétől függően.
• Belső (Üreges) Méretek: Általában ± 0,25 mm - ± 1,0 mm.
• Egyenesség: Nyújtás után, A profilok gyakran találkoznak < 0.5 mm eltérés méterenként.
• A vastagabb falak és az egyszerűbb keresztmetszetek könnyebben elérik a szigorúbb tűréseket; vékony falak (< 1.5 mm) vagy a rendkívül összetett profilok szélesebb toleranciákkal rendelkezhetnek, és pontosabb folyamatvezérlést igényelnek.

Melyek az extrudált alumínium profilok általános felületi kezelései?

• Eloxálás: Tartós oxidréteget hoz létre (5–25 um) Ez javítja a korrózióállóságot, keménység, és lehetővé teszi a színfestést. Ideális dekoratív építészeti vagy fogyasztási cikkekhez.
• Porbevonat: Polimer por elektrosztatikus alkalmazása, Ezután kikeményedés. Egyenruhát biztosít, Tartós kivitel kiváló karcolással és kémiai ellenállással.
• Folyékony festék (Nedves festés): Permetezés vagy elektrosztatikus módszerek speciális szín- vagy textúrájú követelményekhez.
• Mechanikus kivitel: Tisztítás (lineáris gabona), polírozás (tükör kivitel), homokfúvás/gyöngy robbantás (matt/szatén textúra).
• PVDF bevonatok (PÉLDÁUL., Knar®): Nagy teljesítményű bevonatok a külső építészeti elemekhez kivételes UV-vel, kémiai, és az időjárási ellenállás.