1 Sissejuhatus
Alumiiniumitööstuse kiire arengu ja alumiiniumi ekstrusioonimasinate tonnaaži pideva suurenemisega on tekkinud poorse vormi alumiiniumi ekstrusiooni tehnoloogia. Poorse vormi alumiiniumi ekstrusioon parandab oluliselt ekstrusiooni tootmistõhusust ja seab ka vormide kujundamisele ja ekstrusiooniprotsessidele kõrgemad tehnilised nõudmised.
2 Ekstrusiooniprotsess
Ekstrusiooniprotsessi mõju poorse vormi alumiiniumi ekstrusiooni tootmistõhususele kajastub peamiselt kolme aspekti kontrollimises: tooriku temperatuur, vormi temperatuur ja väljumistemperatuur.
2.1 Tühja proovi temperatuur
Ühtlane tooriku temperatuur mõjutab oluliselt ekstrusiooni väljundit. Tegelikus tootmises kuumutatakse pinna värvimuutusele kalduvaid ekstrusioonimasinaid tavaliselt mitme tooriku ahjude abil. Mitme tooriku ahjud tagavad tooriku ühtlasema ja põhjalikuma kuumutamise ning heade isolatsiooniomadustega. Lisaks kasutatakse kõrge efektiivsuse tagamiseks sageli meetodit „madal temperatuur ja suur kiirus“. Sellisel juhul peaksid tooriku temperatuur ja väljumistemperatuur olema täpselt vastavuses ekstrusioonikiirusega, kusjuures sätete puhul tuleks arvestada ekstrusioonirõhu muutuste ja tooriku pinna seisukorra muutustega. Tooriku temperatuuri sätted sõltuvad tegelikest tootmistingimustest, kuid üldise juhisena hoitakse poorse vormi ekstrusiooni puhul tooriku temperatuuri tavaliselt vahemikus 420–450 °C, kusjuures lamedate stantside puhul seatakse temperatuur veidi kõrgemaks 10–20 °C võrra võrreldes poolitatud stantsidega.
2.2 Hallituse temperatuur
Kohapealse tootmiskogemuse põhjal tuleks vormi temperatuuri hoida vahemikus 420–450 °C. Liiga pikk kuumutamisaeg võib töötamise ajal põhjustada vormi erosiooni. Lisaks on kuumutamise ajal oluline vormi õige paigutamine. Vorme ei tohiks liiga tihedalt üksteise peale asetada, jättes nende vahele ruumi. Vormiahju õhuvoolu väljalaskeava blokeerimine või vale paigutamine võib põhjustada ebaühtlast kuumutamist ja ebaühtlast ekstrusiooni.
3 hallitustegurit
Vormi disain, vormi töötlemine ja vormi hooldus on ekstrusiooni vormimise seisukohalt üliolulised ning mõjutavad otseselt toote pinna kvaliteeti, mõõtmete täpsust ja tootmise efektiivsust. Analüüsime neid aspekte tootmistavade ja jagatud vormide disaini kogemuste põhjal.
3.1 Vormi disain
Vorm on toote vormimise alus ning mängib olulist rolli toote kuju, mõõtmete täpsuse, pinnakvaliteedi ja materjali omaduste määramisel. Poorsete vormiprofiilide puhul, millel on kõrged pinnanõuded, saab pinnakvaliteeti parandada, vähendades suunamisavade arvu ja optimeerides suunamissildade paigutust, et vältida profiili peamist dekoratiivset pinda. Lisaks saab lamedate stantside puhul tagasivooluava disaini abil tagada ühtlase metallivoo stantsiõõnsustesse.
3.2 Hallituse töötlemine
Vormi töötlemise ajal on sildade juures metalli voolavuse takistuse minimeerimine ülioluline. Suunamissildade sujuv freesimine tagab suunamissildade positsioonide täpsuse ja aitab saavutada ühtlase metallivoolu. Profiilide puhul, millel on kõrged pinnakvaliteedi nõuded, näiteks päikesepaneelid, kaaluge heade keevitustulemuste tagamiseks keevituskambri kõrguse suurendamist või teisese keevitusprotsessi kasutamist.
3.3 Hallituse hooldus
Regulaarne vormide hooldus on sama oluline. Vormide poleerimine ja lämmastikuga hooldus aitavad vältida selliseid probleeme nagu ebaühtlane kõvadus vormide tööpiirkondades.
4 Tühja pildi kvaliteet
Tooriku kvaliteedil on oluline mõju toote pinnakvaliteedile, ekstrusiooni efektiivsusele ja vormi kahjustustele. Halva kvaliteediga toorikud võivad põhjustada kvaliteediprobleeme, nagu sooned, värvimuutus pärast oksüdeerumist ja vormi eluea lühenemine. Tooriku kvaliteet hõlmab elementide õiget koostist ja ühtlust, mis mõlemad mõjutavad otseselt ekstrusiooni väljundit ja pinnakvaliteeti.
4.1 Kompositsiooni konfiguratsioon
Näiteks päikesepaneelide profiilide puhul on poorse vormi ekstrusiooniks mõeldud spetsiaalses 6063 sulamis õige Si, Mg ja Fe konfiguratsioon ideaalse pinnakvaliteedi saavutamiseks ilma mehaanilisi omadusi kahjustamata hädavajalik. Si ja Mg koguhulk ja osakaal on üliolulised ning pikaajalise tootmiskogemuse põhjal on soovitud pinnakvaliteedi saavutamiseks sobiv Si+Mg hoidmine vahemikus 0,82–0,90%.
Päikesepaneelide mittevastavate toorikute analüüsimisel leiti, et mikroelemendid ja lisandid olid ebastabiilsed või ületasid piirnorme, mõjutades oluliselt pinna kvaliteeti. Elementide lisamine sulamistsehhis legeerimise ajal tuleks teha ettevaatlikult, et vältida ebastabiilsust või mikroelementide liigset sisaldust. Tööstusjäätmete klassifikatsioonis hõlmavad ekstrusioonijäätmed primaarseid jäätmeid, nagu lõikejäägid ja alusmaterjal, sekundaarsed jäätmed hõlmavad oksüdeerimise ja pulbervärvimise järgseid jäätmeid ning soojusisolatsiooniprofiilid liigitatakse tertsiaarseteks jäätmeteks. Oksüdeeritud profiilide puhul tuleks kasutada spetsiaalseid toorikuid ja üldiselt ei lisata jäätmeid, kui materjale on piisavalt.
4.2 Toorikute tootmisprotsess
Kvaliteetsete toorikute saamiseks on oluline rangelt järgida lämmastikuga läbipuhumise kestuse ja alumiiniumi tardumisaja protsessinõudeid. Legeerelemendid lisatakse tavaliselt plokkidena ja nende lahustumise kiirendamiseks segatakse neid põhjalikult. Nõuetekohane segamine hoiab ära legeerelementide lokaliseeritud kõrge kontsentratsiooniga tsoonide moodustumise.
Kokkuvõte
Alumiiniumsulameid kasutatakse laialdaselt uutes energiasõidukites, kus neid kasutatakse konstruktsioonielementides ja sellistes osades nagu kere, mootor ja rattad. Alumiiniumsulamite suurenenud kasutamist autotööstuses ajendab energiatõhususe ja keskkonnasäästlikkuse nõudlus koos alumiiniumisulamite tehnoloogia arenguga. Profiilide puhul, millel on kõrged pinnakvaliteedi nõuded, näiteks arvukate sisemiste aukudega alumiiniumist akualused ja kõrged mehaanilised jõudlusnõuded, on poorse vormi ekstrusiooni efektiivsuse parandamine ettevõtete jaoks energia muundamise kontekstis edu saavutamiseks hädavajalik.
Toimetanud May Jiang MAT Aluminiumist
Postituse aeg: 30. mai 2024
