اکستروژن آلومینیوم

اکستروژن آلومینیوم

اکستروژن آلومینیوم

اکستروژن پروفیل آلومینیوم یعنی یک فرآیند کار گرم که بیلت‌های آلومینیومی در آن تحت فشار قرار گرفته و از یک مقطع با شکل مشخص که قالب نام دارد، عبور داده می‌شود.
محصول خروجی، لوله ، میله و پروفیل در تمام طول خود دارای یک شکل مشخص است.
با ریخته‌گری نیمه پیوسته ، بیلت اولیه آلومینیوم تولید می‌شود که می‌تواند استوانه‌ای یا مستطیلی شکل. ممکن است قبل از فرایند اکستروژن بیلت ، ماشین کاری و هموژن سازی شده باشد.
اکستروژن پروفیل و مقاطع آلومینیوم به دو دسته‌ی اکستروژن مستقیم و اکستروژن غیرمستقیم دسته بندی می‌شود.

اکستروژن مستقیم

در اکستروژن مستقیم آلومینیوم، سمبه با فشار آوردن به بیلت آلومینیومی، آن را از محفظه‌ی روزنه داری، به شکل خاص، عبور می‌دهد. دمای بیلت در دمای حدود ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد نگه داشته می‌شود.
نرخ اکستروژن درواقع سرعتی است که ماده از قالب آلومینیوم خارج می‌شود که این سرعت به نوع آلیاژ بستگی دارد. این نرخ می‌تواند چند ده متر در دقیقه برای آلیاژهای نرم‌تر (مانند آلومینیوم سری ۶۰۰۰) باشد و یا کم‌تر از ۱ متر در دقیقه برای آلیاژهای سخت تر (مانند آلیاژهای سری ۲۰۰۰ و ۷۰۰۰ ) باشد.
اکستروژن مستقیم
اکستروژن آلومینیوم به روش مستقیم
در اکستروژن یا اکسترود مستقیم، برای غلبه بر نیروی اصطکاک، بخش عمده ای از نیروی پرس ( حدود 30 درصد ) بین بیلت و محفظه‌ی نگه دارنده مصرف می‌شود. اکثر پروفیل‌های آلومینیوم با طول زیاد به این روش تولید می‌شوند.

اکستروژن غیر مستقیم

در این حالت، قالب در انتهای سمبه‌ی توخالی قرار می‌گیرد و با حرکت سمبه توخالی، قالب به بیلت درون محفظه فشار وارد می‌کند و محصول اکسترود شده‌ی مورد نظر از انتهای سمبه خارج می‌شود. در این روش بیلت نسبت به محفظه ساکن است و در نتیجه اصطکاک بسیار کم‌تر است.
اکستروژن غیرمستقیم
اکسترود آلومینیوم به روش غیر مستقیم
اکستروژن غیر مستقیم بیش‌تر برای تولید پروفیل‌های آلومینیوم با شکل متقارن، لوله و میلگردهای آلومینیوم آلیاژی سخت همچون سری  ۲۰۰۰، ۵۰۰۰ و ۷۰۰۰ که ظرفیت بیش‌تری برای کارگرم دارند استفاده می‌شود.

عملیات بعدی پس از اکستروژن

اکسترود آلومینیوم نیز همانند رولینگ نیازمند یک سری عملیات ثانویه است. مانند:

  • عملیات حرارتی

    بسته به نرخ کوئنچ بحرانی آلیاژهای آلومینیوم و خواص مکانیکی مورد نیاز، اکستروژن‌ها می‌توانند با سرد سازی طبیعی، اسپری کردن آب و یا غوطه‌ورسازی در آب کوئنچ شوند. فرآیند کوئنچ می‌تواند با پیر سازی طبیعی یا مصنوعی است.
    عملیات حرارتی پس از اکسترود آلومینیوم و در انتهای فرآیند می‌تواند انجام شود. برای آلیاژهای پیر سختی شده، عملیات حرارتی شامل تمامی مراحل است: عملیات حرارتی محلول سازی، کوئنچینگ و پیرسازی طبیعی یا مصنوعی.

  • شکل دهی

    صاف سازی و در صورت لزوم کشش کنترل شده.

  • برش

    1. برش با اره
    2. طراحی

عیوب اکستروژن

بیلت معیوب:

ایجاد ناخاصی، ایجاد آخال، ترک‌های داخلی و… می‌شود.

قالب معیوب و یا نامناسب:

به این معنی که یا قالب و بیلت را پیش‌گرم مناسب نکرده و یا دقت ابعادی در نظر گرفته نشده است.

مشکلات فرآیند اکستروژن:

مانند، فشار نامناسب اکستروژن، بالارفتن اصطکاک در محل بیرینگ، عدم کنترل سرعت رام و… .

عیوب مربوط به جریان مواد در اکسترود آلومینیوم

دو عامل بسیارمهم و تأثیرگذار در الگوی جریان مواد عبارتند از:

  1. اصطکاک موجود در بیلت، محفظه و قالب
  2. گرادیان یا شیب حرارتی در بیلت

چهار الگوی اصلی جریان یافتن مواد در اکستروژن مستقیم :

اکستروژن آلومینیوم
اکستروژن آلومینیوم
    1. الگوی S: بدون در نظر گرفتن اصطکاک بین فصل مشترک محفظه قالب و قالب است، بالاترین احتمال یکنواخت و همگن بودن جریان مواد است. این الگوی سیلان در شرایطی حاکم می‌شود که سطح محفظه قالب و قالب‌ها به طور کامل روغن کاری شده باشند.
    2. الگوی A: این حالت جریان مواد زمانی رخ می‌دهد که بین بیلت و محفظه هیچ نوع اصطکاکی وجود ندارد، اما اصطکاک قابل ملاحظه‌ای در سطح قالب و بیلت وجود دارد. این نوع جریان مواد، منجر به ایجاد منطقه مرده می‌شود و ناحیه تغییرشکل کمی بزرگتر از حالت قبل می‌شود.
    3. الگوی B: در این حالت، اصطکاک هم بین بیلت و محفظه وجود دارد و هم در سطح قالب و بیلت. علاوه براین منطقه مرده کاملاً صلب نیست و می‌تواند تا حدودی بر جریان مواد تأثیر بگذارد، در حالی که در دو الگوی قبلی چنین نبود.
    4. الگوی C: همان حالت B با این تفاوت که اصطکاک خیلی بالا می‌رود و تنش برشی در نواحی محیطی که بدیهی است سردتر است، بسیار بیش‌تر از مرکز است. (به زبان ساده مواد در محیط بیلت بسیار سخت تر از مرکز آن شکل می‌گیرند). مخروطی منطقه مرده در این حالت بسیار بزرگتر است و از سر تا ته بیلت امتداد می‌یابد.

عیب لوله‌ای شکل شدن (پایپینگ)

شایع ترین عیب در آلیاژهای گروه ۲۰۰۰، ۶۰۰۰ و ۷۰۰۰، عیب لوله‌ای شکل شدن است. یک جدایش حلقوی بین هسته داخلی و ناحیه خارجی بیلت در سطح مقطع (در پشت بیلت) ایجاد می‌شود. اصطکاک بین بیلت و محفظه سبب باقی ماندن لایه‌های سطحی بیلت در تماس با دیواره محفظه ثابت می‌شود، درحالی که هسته بیلت از زیر آن برش می‌خورد و به سمت جلو حرکت می‌کند. در اثر ایجاد منطقه مرده در این حالت جریان مواد، شکل مخروطی پیدا می کند.

عیوب اکستروژن آلومینیوم
عیب لوله‌ای شدن در اکستروژن آلومینیوم

ترک خوردگی داخلی

مرکز انفجار یا همان مرکز ترک خوردگی درواقع تولید و گسترش ترک  در مرکز پروفیل آلومینیومی اکسترود شده است. این ترک ها ناشی از تنش هیدرواستاتیک کششی است که در مرکز ناحیه تغییر شکل در قالب وجود دارد.
هرچه زاویه مواد‌خور قالب بزرگتر باشد تغییر شکل ناهمگن‌تر است. برای آنکه مقدار تغییر شکل بیش‌تری را تجربه کنیم باید سطح تماس را بالا ببریم. پس با کاهش زاویه موادخور ناچاراً باید عمق مواد خورها و همینطور طول سطح تماس بیلت با قالب افزایش یابد. به شکل زیر توجه کنید.

عیوب داخلی در اکستروژن آلومینیوم
ترک داخلی در اکستروژن یا اکسترود آلومینیومبرای مشاوره خرید آلومینیوم با شماره تماس 09121053537 رضا طاهری تماس بگیرید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Call Now Button