Алюминиевая экструзия: Методы, Сплавы, и приложения

1. Введение

Алюминиевая экструзия-это критический процесс формирования металлов, который позволяет создавать сложные профили поперечного сечения с высокой точностью и превосходной отделкой поверхности.

Его широко распространенное применение варьируется от архитектурных шторных стен и оконных рам до автомобильных структурных компонентов, аэрокосмические рамы, Электроника радиаторы, и потребительские товары.

Эта статья содержит углубленный, Многоперперспективное исследование экструзии алюминия, охватывание фундаментальных принципов,

Выбор материалов, подробные шаги процесса, Дизайн инструмента, механические и поверхностные свойства, Основные приложения, преимущества и ограничения, стандарты, и контроль качества.

2. Что такое алюминиевая экструзия？

По своей сути, Экструзия - это Пластическая деформация процесс.

Анонца алюминий заготовка (предварительно нагретый, цилиндрический кусок алюминиевого сплава) помещается в камеру, и гидравлическая оперативная память применяет силу, чтобы протолкнуть заготовку через отверстие в форме..

Поскольку металл сжимается под высоким давлением, он плавно течет по краям матрицы, появляется на дальней стороне как непрерывный профиль, поперечное сечение, соответствует диафрагме кубика.

Ключом к этому процессу является тот факт, что алюминий Прочность урожая уменьшается с повышением температуры,

позволяя ему лучше деформировать при повышенных температурах (Обычно 400–500 ° C для общих алюминиевых экструзионных сплавов).

Как только экструдат выходит, он сохраняет точную геометрию формы матрица, При небольшом сокращении поперечного сечения из-за очистки умирания и усадки заготовки при охлаждении.

3. Материалы и сплавы

Обычно используемые алюминиевые сплавы для экструзии

Хотя чистый алюминий (1100) может быть экструдирован, Большинство структурных и высокопроизводительных применений требуют сборочных оценок.

А 6XXX Series (Al-Mg-Si) представляет примерно 70–75 % из всех экструдированных профилей по всему миру, из -за своего превосходного баланса силы, коррозионная стойкость, и экструдируемость.

Другая важная серия включает:

Ключевые свойства материала, влияющие на вытягиваемость

• Напряжение потока и чувствительность температуры: Сила, необходимая для выдавливания заготовки, зависит от ее доходного напряжения при температуре экструзии.
  Сплавы с более низким напряжением потока при горячих температурах легче выдать., но может пожертвовать силой пика.
• Укрепление работы и реакция по возрасту: Сплавы, которые хорошо реагируют на осадки (возраст) укрепление (НАПРИМЕР., 6061, 6063)
  может быть заинтересован в экструзии, а затем искусственно выдержанный (к T5 или T6 Demper) Для достижения повышенных сильных сторон.
• Восприимчивость к трещину: Высокие сплавы (7000 ряд, 2000 ряд) более подвержены горячим растрескиванию, если процесс не контролируется (Умирайте дизайн, гомогенизация заготовки, Скорость экструзии).
• Контроль структуры зерна: Гомогенизация (удерживая заготовку при промежуточной температуре перед экструзией алюминия) помогает устранить дендритную сегрегацию, уменьшить растрескивание, и достичь равномерных механических свойств.

4. Процесс экструзии алюминиевых сплавов

Подготовка к заготовку и предварительное нагревание

Материал для заготовки и кастинг

• Алюминиевые заготовки, используемые для экструзии (Ток) кастинг или непрерывное кастинг.
  Общие сплавы включают серию 6xxx (НАПРИМЕР., 6063, 6061, 6105) и некоторые 7xxx- или 2XXX-классные оценки, когда требуется более высокая сила.
• Перед экструзией алюминия, брошенные заготовки часто подвергаются гомогенизация термическая обработка (НАПРИМЕР., 500–550 ° C в течение 6–12 часов) Чтобы уменьшить химическую сегрегацию и растворить низкомельченные эвтектические фазы.
  Гомогенизация дает более равномерную микроструктуру, Минимизирует горячую шорность (растрескивание во время горячей деформации), и улучшает общую вытягиваемость.

Поверхностная проверка и обработка

• После гомогенизации, заготовки сканируются на предмет поверхностных дефектов (трещины, Оксидные складки, или включения).
  Любые видимые аномалии могут быть обработаны или заготовка.
  Гладкий, Поверхность без оксида помогает предотвратить глинение или локализованное нагревание трений, которое может инициировать трещины.

Предварительное нагревание до температуры экструзии

• Заготовки помещаются в печь предварительного нагревания заготовки, где они равномерно нагреты до
  Целевая температура целевого сплава (Обычно 400–520 ° C для большинства серий 6xxx, немного ниже для серии 7xxx, чтобы избежать чрезмерного роста зерна).
• Точный контроль температуры (± 5 ° C.) имеет решающее значение. Если заготовка слишком холодно, напряжение потока выше, Увеличение требуемой силы экструзии и рискованные трещины.
  Если слишком жарко, Рост зерна или зарождающаяся таяние низкотемпературной эвтектики может ослабить заготовку.
• Время предварительного нагрева залете зависит от диаметра и толщины стенки.
  А 140 мм (5.5″) Заготовка диаметра обычно требует 45–60 минут в хорошо калиброванной печи, чтобы достичь равномерной температуры от сердечника к поверхности.

Настройка экструзии и загрузка заготовки

Экструзионные печатные типы

• Гидравлическая пресса прямой подачи: Наиболее распространенный. Гидравлическая оперативная память толкает заготовку через стационарную сборку..
  Оценка в «Тоннаже» (например, 3000-тонный пресс может генерировать ~ 3000 метрических тонн силы).
• Косвенный (Назад) Экструзионная пресса: Кубик установлен на движущейся оперативной памяти, который дает в стационарном контейнере для заготовки.
  Трение между заготовкой и контейнером почти исключено, снижение требуемого давления. Такие прессы часто меньше (200–1,200 тонны) но может достичь более высоких коэффициентов экструзии.
• Гидростатическая экструзионная пресса: Заготовка заключена в герметичную камеру, заполненную жидкостью давления (Обычно нефть).
  Поскольку пресса применяет силу, Жидкое давление равномерно окружает заготовку, заставляя его протекать через кубик.
  Эти специализированные прессы минимизируют трение и позволяют экструзию хрупких или высокопрочных сплавов, хотя при более высоких капитальных затратах.

Загрузка заготовки и центрирование

• Предварительно разогретая заготовка поднята (Часто через верхний кран или автоматизированную систему заготовки) и помещен в контейнер.
• Центрирование/выравнивание: Большинство современных объектов используют приспособление для выравнивания или расположение кольца в устье контейнера; Заготовка должна сидеть с лицом, чтобы избежать эксцентричности.
  Смешенные заготовки могут смертельно повредить умирания или вводить неравномерные схемы потока (приводя к поверхностным трещинам или размерным неточностям).

Использование фиктивного блока / Мост умирает

• В прямая экструзия, Есть короткий «фиктивный блок» (жертвенная вставка) расположен между лицом ОЗУ и заготовкой.
  Фиктивный блок защищает от внезапного удара, если заготовка имеет немного меньший диаметр или если происходит незначительное смещение.
• ОЗУ сначала контактирует с фиктивным блоком, который затем передает силу на заготовку более равномерно.
  В косвенная экструзия, Сама оперативная память несет, Так что не используется отдельный фиктивный блок.

Металлический поток и взаимодействие

Развитие оперативной памяти и наращивание давления

• Как только заготовка на месте, оператор (или система управления ЧПУ) инициирует удар экструзии.
  Гидравлические масляные насосы строят давление, пока ОЗУ не движется вперед, Сжатие заготовки.
• Когда оперативная память толкает, Внутреннее давление заготовки повышается. В прямом экструзии, Трение между заготовкой и стенами контейнеров рассеивает некоторую энергию; в косвенном или гидростатическом, Потери трения намного ниже.

Геометрия входа

• Угол входа: Типичная кубика имеет коническую зону входа (часто 20–30 °) это направляет металл из большего поперечного сечения заготовки в меньшую форму профиля.
  Если этот угол слишком мелкий, Металл может сложить или может возникнуть «инверсия» линий потока; Если слишком крутой, Металл может отделиться от поверхности матрица, вызывая турбулентность и поверхностную волну.
• Портирование / ПРЕМФОРМА Зона: Когда профиль имеет несколько полостей или замысловатые впадины,
  Дизайнер Die создаст «раздел портирования», чтобы разделить металл заготовки на отдельные потоки, который затем рекомбинируется в окончательную форму.
  Правильное перенос предотвращает проблемы с перетасовкой металла (Внутренние трещины, ламинирование).

Несущий (Земля) Раздел

• После зоны портирования, «длина подшипника» (также называется землей) это прямой, Постоянная сечение сечения матрицы, которая завершает размеры и управление поверхностной отделкой.
• Длина подшипника обычно 4–8 мм для экстразиций серии 6xxx 6xxx;
  Более длинные подшипники повышают точность размеров, но требуют более высокой силы экструзии и увеличить тепло трения. Короткие подшипники уменьшают силу, но жертвуют терпимостью.

Смазка и покрытие

• Тонкая пленка смазка на основе графита или керамика применяется к входной лице заготовки, а иногда и стенам контейнера.
  Эта смазка уменьшает трение, продлевает жизнь, и помогает эвакуировать захваченный воздух.
• Эффективная смазка особенно критична для экстраора (> 50:1) или для труднодоступных сплавов (такие как 7000 серий).
• Некоторые лицевые лица покрыты износостойкими слоями (НАПРИМЕР., Спрей карбида вольфрама, никель алюминид) Чтобы свести к минимуму глина и эрозии..

Трение и генерация тепла

• Как металл протекает через кубик, трение между алюминиевыми и поверхностями матрицы генерирует тепло, На мгновение повышение температуры металла на 20–50 ° C выше температуры заготовки.
  Чрезмерное повышение температуры может вызвать зерно, Поверхностная разрыв, или умереть.
• Косвенная и гидростатическая экструзия значительно уменьшает тепло трения на границе раздела заготовки/контейнер, Включение больших коэффициентов экструзии с меньшим тепловым входом.

Вариации в методах экструзии

Прямой (Общепринятый) Экструзия

• Настраивать: Умирание прикреплено к болтовой обуви в передней части контейнера. Баран (через фиктивный блок) выдвигает заготовку вперед, чтобы металл протекал через стационарную кубик.
• Преимущества: Более простое выравнивание и загрузка; Простой инструмент; распространено в большинстве больших экструзионных прессов.
• Ограничения: Трение между заготовкой и стенами контейнера может быть значительным (20–70 % полного давления экструзии),
  требуя более мощной прессы для данного соотношения экструзии. Более высокое трение также увеличивает износ..

Косвенный (Назад) Экструзия

• Настраивать: Кубик установлен на лицо ОЗУ. Когда оперативная память продвигается в контейнер, Заготовка остается статичной, и металл течет назад через кубик в поля экструзии.
• Преимущества: Практически нет трения контейнера/заготовки, который снижает требуемое давление ОЗУ (иногда 20–40 %).
  Потому что трение низкое, Вытягивание хрупких или тонкостенных сплавов более осуществится.
• Ограничения: Умереть, Таким образом, отверстие для оперативной памяти должно быть пустым или специально настроенным; Общая сложность инструментов увеличивается.
  Время настройки может быть длиннее, И изменения в некоторых прессах более трудоемкие.

Гидростатическая экструзия

• Настраивать: Заготовка окружена жидкой (НАПРИМЕР., масло) в закрытой камере.
  Как пресс сжимает жидкость, давление равномерно применяется вокруг окружности заготовки, принуждая его через уход в камеру.
• Преимущества: Трение как на лице, так и на стенах контейнера почти равны нулю - это позволяет чрезвычайно высокие коэффициенты экструзии (часто > 100:1)
  и формирование высоких или иных сложных сплавов (НАПРИМЕР., Определенные оценки 7xxx или 5xxx) без трещин.
  Поверхностная отделка обычно превосходит, с очень низкой частотой поверхностной разрывы.
• Ограничения: Стоимость оборудования очень высока. Камеры должны надежно запечатать под высоким давлением; Любая утечка жидкости может вызвать опасность безопасности.
  Пропускная пропускная способность ниже для больших участков, Таким образом, гидростатическая экструзия обычно зарезервирована для стержней меньшего креста, провода, или специальные профили.

Охлаждение и гашение

Цель гашения

• Большинство термообработанных алюминиевых сплавов (НАПРИМЕР., 6xxx-series, 7xxx-series) полагаться на быстрое охлаждение (гашение) сразу после экструзии «Заблокировать» пережитый твердый раствор.
  Позже, Искусственное или естественное старение будет укреплять фазы укрепления.
• Гашение также предотвращает чрезмерный рост зерен в сплавах, которые будут кормулировать при повышенных температурах.

Методы охлаждения

• Утопищая вода: Самый распространенный подход. Как горячий экструдат выходит из кубика, он проходит прямо в водяную баню (Глубина ~ 150–200 мм).
  Скорости потока и температура ванны (часто 60–80 ° C.) контролируются так, чтобы профиль охлаждался равномерно.
• Покате спрей: Спрей-насадки высокого давления (Иногда с воздухом) на профиль. Идеально подходит для сложных поперечных сечений, где определенные полые срезы могут заманить воду, если просто погрузиться.
• Воздушное охлаждение / Принудительный воздух: Используется только для сплавов, где быстрое гашение не является критическим (НАПРИМЕР., 6063 Если характер T4 приемлем).
  Может также использоваться в качестве «предварительной» зоны перед гашением воды, чтобы уменьшить тепловой удар.
• Комбинированное утоление: Некоторые растения используют начальную стадию принудительного воздуха (охладить от 500 ° C до ~ 250 ° C), с последующим спреем или погружением.
  Этот ошеломленный подход сводит к минимуму деформацию в очень длинных или толстых профилях.

Избегая теплового шока

• Погружение 500 ° C алюминиевый профиль внезапно в 20 ° C вода может вызывать растягивающие напряжения на более холодном на улице и сжимающие напряжения внутри.
  Если охлаждение слишком агрессивно, Профиль может взломать или деформировать.
• Правильное размещение сопла, корректировка скорости потока, и контроль температуры воды обеспечивают однородные скорости охлаждения и минимизируют локальные концентрации напряжения.

Пост-удаление растягиваю и выпрямление

Остаточный стресс и деформация профиля

• Как охлаждается экструдированный профиль, неравномерное сокращение (Особенно в длинных или асимметричных поперечных сечениях) может вызвать поклонение или скручивание.
  Эти искажения должны быть исправлены, чтобы удовлетворить допуски прямолинейности (ASTM B221, В 755).

Растягивающие машины

• Типичная операция растяжения:

• • Один конец профиля зажат, а другой прикреплен к гидравлическому (или механический) съемник.
  • Профиль удлинен (4–5 % его длины) применяя контролируемую растягивающую силу.
  • Прямого приспособления удерживает профиль в положении, Сохраняя его прямо, находясь под напряжением.
  • Когда -то проходил под напряжением, профиль выпускается и разрешено слегка «от Пачка»; Потому что материал дается во время растяжения, он сохраняет более прямую форму, чем раньше.

• Время цикла: Растяжение обычно происходит в течение нескольких минут после утоления, До значительной стабилизации зерна.
  Профили короче, чем 6 М может быть растянут за один кусок; более длинные профили (до 12 м или больше) сплайсинны или обрабатываются последовательно в сегментах.

Только выпрямление

• Для некоторых толстых, Профили высокой эпохи, более легкое приспособление для выпрямления (НАПРИМЕР., Механическое пресс или выравнивание) может быть использован без значительного удлинения растяжения.
  Однако, для тонкостенных или высокоасимметричных форм, Полное растяжение предпочтительнее, чтобы избежать проблем Springback.

Старение и отпуск

Теплопроводимый против. Не добываемые сплавы

• Теплопроводимые сплавы (НАПРИМЕР., 6000-ряд, 7000-ряд, около 2000 серий) получить силу за счет упрочнения осадков.
  Быстрый утилизация после экструзии создает перенасыщенный твердый раствор;
  Последующее старение (либо при комнатной температуре, либо повышенной температуре) Осаждает фазы укрепления (Mg₂si в 6xxx, η ′/η в 7xxx).
• Не добываемые сплавы (НАПРИМЕР., 1xxx и большинство сплавов 5xxx) полагаться на упрочнение работы (H-ТЕМПЕРЫ).
  После экструзии, Они обычно подвергаются контролируемому охлаждению, Но для максимальной силы нет последующего искусственного старения..

Обычные характеристики

• T4 Demper (естественное старение): Экструдированный профиль гасит, а затем хранится при температуре окружающей среды в течение нескольких дней или недель.
  Подходит, где умеренная сила (~ 70–80 % T6) приемлемо.
• T5 Demper (искусственное старение без решения решения): Экструдированный профиль сразу охлаждается (утомить) а затем положил в стареющую духовку (НАПРИМЕР., 160–175 ° C в течение ~ 6–10 часов).
  Дает более высокую силу, чем T4, но ниже T6.
• T6 Demper (Решение + Искусственное старение): Профиль обрабатывается раствором (НАПРИМЕР., ~ 530 ° C в течение 1-2 часов), утомил, а затем искусственно выдержанный (НАПРИМЕР., 160–180 ° C в течение 8–12 часов).
  Производит самую высокую прочность для серии 6xxx (НАПРИМЕР., 6061-T6) или 7xxx-series (НАПРИМЕР., 7075-T6) экстразии.

Практические соображения

• Многие экструзионные дома предлагают T5 в качестве стандартного встроенного обслуживания, потому что он позволяет избежать отдельной решения для решений..
  Для очень больших или сложных профилей, Решение после эксплузии (Для достижения T6) может быть выполнено в специальной партийной духовке после того, как все длины были сокращены до готового размера.
• Чрезмерный возраст (удерживая при повышенной температуре слишком долго или при слишком высокой температуре) может уменьшить удлинение или вызвать нежелательное корпорацию осадков, понижая прочность.

Прямой против. Косвенное против. Гидростатический: Сравнительные примечания

5. Вторичные операции и отделка поверхности

Как только сырые экструдированные профили обрезаются до длины и растянуты, Многие приложения требуют вторичной обработки или эстетической отделки.

Резка до длины

• Летающие разрубленные пилы: Встроенные пилительные станции, которые соответствуют скорости экструзии-непрерывная работа, не останавливая экструзионную прессу.
• Офлайн-срезанные пилы: Ручные или автоматические полосы или круговые пилы, используемые после экструзии, чтобы вырезать профили по определенной клиенту длины.

Операции по обработке и бурению

• Фрезерование с ЧПУ, Бурение, и постукивание: Создавать отверстия, слоты, или сложные особенности.
  Обучаемость алюминия обеспечивает высокую скорость подачи и длительный срок службы инструмента, если используются правильная геометрия инструмента и резка жидкости.
• Фрезерование Т-слоты или пользовательские функции повторного входа: Иногда требуется, когда ограничения по стоимости или геометрии запрещают прямую экструзию определенных особенностей.

Поверхностная обработка

Анодирование

• Создает контролируемый, пористый оксидный слой (Типичная толщина 5–25 мкм).
• Улучшает коррозионную стойкость, поверхностная твердость, и эстетический вид.
• Позволяет к последующему краску (раскраска) или герметизация (Усиленная износостойкость).

Порошковое покрытие

• Термозерные полимерные порошки электростатически применяются и отверждаются (180–200 ° C.).
• Обеспечивает униформу, долговечная отделка с превосходной царапиной и химической стойкостью.
• Доступно в практически неограниченных цветах и текстурах.

Жидкая живопись (Влажный пальто)

• Обычные линии спрея или электростатических красок.
• Более уязвимый для скопления, чем порошковое покрытие, но часто выбирается для сложных цветовых смесей или чрезвычайно гладкой отделки.

Механическая отделка

• Чистка: Производит последовательное линейное зерно - популярное для архитектурных поручников и отделки для приборов.
• Полировка/Кафе: Достигает зеркальной отделки-совместно используется для декоративных применений.
• Песчаная обработка или Дробеструйная очистка: Придает однородную матовую или атласную текстуру - неплохо наносится перед покраской для улучшения адгезии.

Специализированные покрытия

• PVDF (Поливинилиденновый фторид) Покрытия: Часто используется для внешних архитектурных элементов (<0.3 ММ толщина).
  PVDF обеспечивает исключительное сопротивление ультрафиолета, задержка цвета, и погод.
• Морщинка с порошковым покрытием: Придайте текстурированную внешность для промышленного или декоративного использования.

6. Ключевые промышленные применения алюминиевой экструзии

Строительные и архитектурные системы

• Окно и дверные рамки: Экструдированные профили 6063 -T5/T6 со встроенными термическими разрывами, дренажные каналы, и погодные печати.
• Занавесная стена и компоненты фасада: Сложные муллионы и транспорты, предназначенные для точной подгонки, нагрузка на сильную ветру, и тепловые характеристики.
• Структурное кадрирование: Модульные системы перил, Поддержка навеса, Занавеса -рамки.
• Солнечные монтажные структуры: Легкие рельсы из стекла и монтажные кронштейны.

Автомобильная и транспортная

• Участники шасси и рамки: Экструдированные аварийные балки, Укрепление бампер, Компоненты подвески - все используют высокую силу 6005A или 6061 сплавы, чтобы соответствовать Crashworty и целевым значениям веса.
• Рульники на крыше, Дверные пороги, и молдинги для тела: Экстрами, которые обеспечивают как эстетическую, так и структурную функцию.
• Теплообменники и радиаторы: Охладители моторного масла, AC -испарители, и заголовки конденсатора, сделанные путем вытягивания специализированных сплавов серии с 6000 или 1XXX.

Аэрокосмическая промышленность

• Крыло ребра, Стрингеры фюзеляжа, и далеки: 6000Сплавы сплавов - и 7000 сплавов, экструдированных к строгим размерным допускам, Затем возрастает до T6 или T651.
• Компоненты интерьера салона: Накладные мусорные баки, Следы сидений, оконные рамы - часто покрытые или анодированные для эстетики и износа.
• Компоненты шасси: Некоторые подкомпоненты, такие как трубки крутящего момента или корпуса привода -кусочка, используют экструдированные профили для легкой прочности.

Электроника и теплообмен

• Радиаторы для электроники электроники: Экструдированный 6063 или 6061 Профили, предлагающие сложные геометрии плавников и большие площади поверхности.
• Светодиодные светильники: Экстразии, обеспечивающие как структурное монтаж, так и тепловое управление, Часто с интегрированными каналами для светодиодных полос и проводки.
• Трансформатор и корпуса автобусных стержней: Чистые алюминиевые вытяжения или ламинированные профили «алюминиевое ядро/носило медь» для распределения энергии.

Потребительские товары и мебель

• Спортивные товары: Велосипедные рамки (6016, 6061 сплавы), Лестничные рельсы, палаточные столбы.
• Отображать единицы и стеллажи: Модульные экструдированные рамы для розничных приспособлений, Стены для выставки, и выставочный стенд.
• Мебель компонентов: Столовые ножки, Кадры кресла, Слайды ящиков - часто анодированы для внутренней эстетики.

Промышленное оборудование и автоматизация

• Машинные рамки и охрана: 30× от 30 мм до 80 × 80 мм модульные профили (на основе 6063 или 6105) с Т-слотами для легкого монтажа панелей, датчики, конвейеры.
• Конвейерные рельсы и линейные руководства по движению: Экструдированные гиды со встроенными гоночными дорогами для подшипников мяча, Включение компактного, Точные линейные системы.
• Ограждение безопасности и защитные барьеры: Легкий вес, реконфигурируемые панели, которые соответствуют стандартам промышленной безопасности (ИСО 14120, Оша).

7. Преимущества и ограничения алюминиевой экструзии

Преимущества

Гибкость проектирования и сложные поперечные сечения

• Экструзия включает в себя сложные полые секции, Многокачественные профили,
  и интегрированные каналы (НАПРИМЕР., Проводные воздуховоды, Прокладка канавки) это было бы сложно или дорого с помощью других методов.
• Недорожденная модификация конструкции матрицы позволяет относительно быстрая итерация геометрии профиля.

Высокое использование материала

• По сравнению с фрезерованием от тарелки или ковки и обработки, Экструзия генерирует минимальные Swarf/отходы.
  Неиспользованный лом может быть переоборудован и возвращен в цикл производства заготовки с минимальными потерями.

Отличная переработка и устойчивость

• Алюминий бесконечно переработан только с ~ 5 % энергии, необходимой для получения первичного алюминия из боксита.
• Многие алюминиевые экструзионные компании работают с переработкой лома с закрытым контуром, сокращение углеродного следа и затрат на сырье.

Относительно низкая стоимость инструмента по сравнению с литьем матрицы для средних пробежек

• В то время как умирание экструзии имеют значительную аванскую стоимость (2 500–15 000 долл. США+ в зависимости от сложности),
  Для умеренных объемов производства (тысячи до десятков тысяч частей), Алюминиевая экструзия может быть более экономичной, чем лить.

Превосходные варианты отделки

• Экструдированные поверхности могут быть анодированы, чтобы обеспечить прочные, коррозионная устойчивость, и эстетически приятная отделка.
• Плотные допуски (± 0,15 мм) Уменьшите необходимость во вторичной обработке или шлифовании.

Ограничения

Первоначальная стоимость матрицы для очень сложных форм

• Чрезвычайно сложные профили могут потребовать многокачественных разделенных штампов или специализированных покрытий (НАПРИМЕР., керамика, Странс), Вождение умирает от нас $50,000.
• Для ультра-низких объемов (< 100 м профиля), Пользовательская настройка Die не может быть оправдана.

Геометрические ограничения

• Минимальная толщина стенки: Обычно 1.5 мм для стандартных сплавов. Более тонкие особенности увеличивают риск растрескивания поверхности, разрывать, или пост-удаление деформации.
• Резко уменьшенные поперечные сечения: Внезапные изменения в поперечном сечении могут вызвать металлическую упаковку (чрезмерная эксплу) или недостаточный избыток; требуются плавные переходы и щедрые филе.

Поверхностные дефекты

• Видимые «линии матрицы» или «стрингеры» могут появиться, если пропадают техническое обслуживание., или если чистота сплава плохая.
• Неметаллические включения или оксидные пленки (от плохого контроля смазки) может привести к поверхностным пятнам, которые трудно маскировать, даже после анодирования.

Недостатки сплава

• Некоторые высокопрочные сплавы (7000, 2000 ряд) более склонны к горячим растрескиванию и требуют чрезвычайно жестких элементов управления процесса, который повышает как лом, так и затраты на инструмент.
• Недорогая серия 6xxx может не удовлетворить высокотемпературные или чрезвычайно высокие требования к каким-либо критически важным аэрокосмическим или защитным приложениям.

8. Контроль качества и отраслевые стандарты

Соответствующие стандарты

• ASTM B221 («Стандартная спецификация для экструдированных сплав с алюминиевым сплавом, Стержни, Проволока, Профили, и трубки »):
  Определяет химический состав, Механические требования к собственности, и размерные допуски для различных обозначений сплавов/температуры и характера.
• В 755/В 12020: Европейские стандарты экструдированных алюминиевых профилей - определяют допуски на линейные и угловые размеры, Качество поверхности, и механические свойства.
• Просто H4100: Японский стандарт, покрывающий аналогичные характеристики экструдированных продуктов.

Проверка размерных

• Суппорты и микрометра: Ручная проверка на наличие функций, доступных с ручными инструментами.
• Координировать измерительные машины (CMM): 3D-сканирование с высокой точностью, Особенно при проверке сложных допусков и качества для аэрокосмических или автомобильных применений.
• Оптические сканеры: Неконтактные лазерные сканеры могут быстро сравнить всю поперечную сечение с моделью CAD, чтобы обнаружить деформацию или износ..

Механическое тестирование

• Тестирование на растяжение: Купоны вырезаны из экструдированных предметов, чтобы измерить прочность урожая, Конечная прочность на растяжение, и удлинение как в продольных, так и в поперечных направлениях (анизотропия может существовать).
• Тест на твердость: Роквелл или Виккерс испытаны, чтобы подтвердить состояние характера, Особенно для искусственного старения (T6) по сравнению с естественным старением (T4).
• Утолочное тестирование: Иногда требуется для критических структурных компонентов (НАПРИМЕР., аэрокосмические рамы) Чтобы подтвердить долгосрочную производительность при циклических нагрузках.

Оценка качества поверхности

• Визуальный осмотр: Проверка поверхностных пятен, таких как линии экструзии, царапины, оксидные пленки, или пятна.
• Покрытие испытания на адгезию: Для анодированных или окрашенных поверхностей, Стандартизированные тесты (НАПРИМЕР., ASTM D3359 Тест ленты) Обеспечить правильную связь.
• Коррозионное тестирование: Соленый спрей (ASTM B117) или испытания камеры влажности для моделирования воздействия на открытом воздухе для архитектурных или морских применений.

Сертификация и отслеживание

• Материальная отслеживание: Каждый экструзионный запуск обычно сопровождается сертификатом тестирования мельницы, Список химического состава, характер, механические свойства, и результаты испытаний.
• ИСО 9001 / МАТФ 16949: Многие экструзионные объекты, обслуживающие автомобильную или аэрокосмическую линию
  OEM -производители работают под ISO 9001 (Управление качеством) или IATF 16949 (Автомобильное качество) системы для обеспечения согласованности процесса и отслеживания.

9. Заключение

Алюминиевая экструзия является технологией краеугольного камня в современном производстве, обеспечение эффективного производства комплекса, высокая сила, Легкие профили в бесчисленных отраслях промышленности.

Вынуждая нагретые заготовки через адаптированные штампы, экструдеры могут достичь замечательной геометрической универсальности с минимальными отходами материала.

В сочетании со вторичной обработкой и высококачественной поверхностной обработкой (Анодирование, Порошковое покрытие), экструдированные профили обеспечивают выдающиеся механические характеристики, коррозионная стойкость, и эстетическая привлекательность.

Ключевые выводы включают:

• Выбор сплава: 6000-й серии остается доминирующим для ее сбалансированной силы, вытягиваемость, и потенциал анодирования,
  В то время как сплавы 7000 и сплава серии 2000 года соответствуют специализированным высоким требованиям и усталости..
• Управление процессом: Тщательная гомогенизация заготовки, Управление температурой, Умирайте дизайн,
  и методы смазки необходимы для производства без дефектов., Особенно для сложных или высоких коэффициентов экструзии.
• Практика дизайна: Придерживаться геометрических руководящих принципов (Минимальная толщина стенки, филе, единый раздел) обеспечивает точность размеров и избегает деформации.
• Устойчивость: Потенциал и легкий потенциал утилизации алюминиевой экструзии делает его линхпином стратегий сокращения углерода при транспортировке, строительство, и потребительская электроника.
• Будущие тенденции: Новые инновации процесса (гидростатический, ультразвуковой), продвинутые сплавы (нано-преподавания, Функционально оцениваемые материалы),
  и цифровая интеграция (Промышленность 4.0, IoT с поддержкой «умных» профилей) обещайте расширить возможности экструзии далеко за пределы сегодняшних достижений.

Как отрасли все больше требуют легкого веса, Высокоэффективность, и устойчивые решения, Алюминиевая экструзия будет продолжать развиваться,

обусловлены постоянными инновациями в области материаловедения, Процесс технологии, и цифровое производство.

Хранить в курсе этих разработок имеет решающее значение для инженеров и дизайнеров, стремящихся использовать полный потенциал Aluminum Extrusion в продуктах и инфраструктуре следующего поколения и инфраструктуры следующего поколения.

Выберите сервисы экструзии алюминия Langhe

Лангх Использует свое современное экструзионное оборудование, Обширный портфель сплава, и проверенный опыт процесса для предоставления решений из алюминия под ключ в широком спектре приложений.

От легких структурных компонентов и промышленной автоматизации до высокопроизводительных радиаторов и архитектурной отделки.

С строгим контролем качества и гибкими вариантами доставки, Мы помогаем нашим клиентам быстро реализовать повышенную ценность продукта.

Для получения дополнительной технической информации или для запроса образцов, Пожалуйста, не стесняйтесь Свяжитесь с Langhe Техническая команда.

 

Часто задаваемые вопросы

Что допуски и размеры могут быть достигнуты при алюминиевой экструзии?

• Внешние размеры: Обычно от 0,15 мм до ± 0,50 мм, в зависимости от толщины стены и сплава.
• Внутри (Пустой) Размеры: Обычно от 0,25 мм до ± 1,0 мм.
• Прямо: После растяжения, Профили часто встречаются < 0.5 отклонение мм на метр.
• Более толстые стены и более простые поперечные сечения более легче достигают более жестких допусков; тонкие стены (< 1.5 мм) или очень сложные профили могут иметь более широкие допуски и потребовать более точного управления процессом.

Что такое общая поверхностная обработка для экструдированных алюминиевых профилей?

• Анодирование: Создает прочный оксидный слой (5–25 мкм) это улучшает коррозионную стойкость, твердость, и позволяет красить цвет. Идеально подходит для декоративных архитектурных или потребительских товаров.
• Порошковое покрытие: Электростатическое нанесение полимерного порошка, затем отверждение. Обеспечивает униформу, прочная отделка с отличной царапиной и химической стойкостью.
• Жидкая краска (Влажная живопись): Спрей или электростатические методы для специализированных требований к цвету или текстуре.
• Механическая отделка: Чистка (линейное зерно), полировка (Зеркальное отделка), Песочница/взрыв бусинок (Матовая/атласная текстура).
• PVDF покрытия (НАПРИМЕР., Кинар®): Высокопроизводительные покрытия для внешних архитектурных элементов с исключительным УФ, химический, и сопротивление погоды.