Algo que debe saber sobre la velocidad de extrusión de perfiles de aluminio
Algo que debe saber sobre la velocidad de extrusión de perfiles de aluminio
Algo que debe saber sobre la velocidad de extrusión de perfiles de aluminio
Abstracto:
Se analiza la relación entre la velocidad de extrusión de los perfiles de aluminio y diversos factores, y se introducen varios procesos nuevos de extrusión y defectos del producto, y se proponen medidas específicas para la correcta selección de la velocidad de extrusión.
Palabras clave: velocidad de extrusión; factores de influencia; defectos del producto; solución
Debido al alto valor añadido de los perfiles de aluminio se refiere a la velocidad de salida del producto o la velocidad a la que avanza el ariete principal de la extrusora.
En producción real, la velocidad de salida del producto se controla ajustando la velocidad de avance del ariete principal.
La velocidad de extrusión es un factor importante que afecta la eficiencia de la producción y también afecta la calidad del producto. (como la superficie y el tamaño del producto, coste de la planta de fabricación de perfiles de aluminio), por lo que una velocidad de extrusión adecuada es crucial.
La velocidad de extrusión de 6063 perfiles de aleación de aluminio (velocidad de salida del dado) rangos desde 9 a 60m/min, entre las que se encuentran las partes sólidas 9 a 20m/min.
Este artículo hace un análisis simple de los factores que afectan la velocidad de extrusión y cómo controlar la velocidad de extrusión..
La velocidad de extrusión está relacionada con factores como el tipo de aleación, estado y tamaño de la palanquilla, forma del producto, grado de deformación (o coeficiente de extrusión), temperatura de deformación, estructura del molde y condiciones del proceso.
1. Análisis de los factores que afectan la velocidad
1.1 La calidad de los lingotes de fundición.
Los indicadores de calidad de los lingotes de aluminio son principalmente de grano de primer grado, menos contenido de hidrógeno (por debajo de 0,1 ml/100 g de aluminio), menos escoria y partículas finas (eliminar partículas de escoria por encima de 0,008 mm), estructura metalográfica uniforme, sin grietas, flojedad, y poros y segregación elemental.
De este modo, la plasticidad y deformación de las palanquillas son buenas, la fuerza de extrusión del perfil de aluminio se reduce, y se aumenta la velocidad de extrusión.
De lo contrario, la velocidad de extrusión será lenta y la pérdida de troquel será grande.
1.2 Efecto de la temperatura de extrusión
Cuando se extruye metal, a medida que aumenta la temperatura, la falta de uniformidad de la fluidez del metal aumentará.
Durante todo el proceso de extrusión, la temperatura de las palanquillas en la zona de deformación también aumenta gradualmente, y cuanto más rápida sea la velocidad de extrusión, cuanto mayor sea la temperatura, y el aumento de temperatura puede alcanzar alrededor de 100C.
Cuando la temperatura del metal en la zona de deformación excede la temperatura de deformación crítica máxima permitida, el metal entrará en un estado caliente y quebradizo y formará grietas de extrusión.
Por lo tanto, cuando la temperatura de la palanquilla es alta, la velocidad de extrusión debe reducirse gradualmente durante el proceso de extrusión.
6063 Las palanquillas de aleación de aluminio generalmente se precalientan a 480 ~ 520C, y el contenedor de extrusión se precalienta a 400~450C.
1.3 La forma de los perfiles de aluminio.
El impacto del tamaño y la forma.
El tamaño general y la geometría del perfil de aluminio tienen un efecto significativo en la velocidad de salida del metal del producto extruido..
La regla general es: la forma geométrica del producto es simple, la simetría es buena, y el producto con una pequeña relación ancho-espesor puede ser relativamente más alto;
de lo contrario, la velocidad de extrusión del producto con dimensiones geométricas complejas, gran relación ancho-espesor, gran diferencia de espesor de pared, y la mala simetría debería ser relativamente lenta.
En las mismas condiciones, cuanto más delgado es el espesor de la pared del producto, cuanto más uniforme sea la deformación del producto a lo largo de la sección transversal, cuanto menor sea la tendencia a producir grietas de extrusión.
Por lo tanto, la velocidad de extrusión puede ser más rápida.
1.4 El efecto del grado de deformación.
Cuanto mayor sea el grado de deformación del producto, cuanto mayor sea la fuerza de extrusión requerida, y cuanto mayor sea el calor de deformación del metal, por lo que la velocidad de salida del producto es más lenta;
De lo contrario, el grado de deformación es pequeño y el flujo de metal es uniforme, y la velocidad de extrusión puede ser más rápida.
1.5 Influencia de la estructura del molde.
que se refiere a la relación entre el área de la sección transversal del contenedor de extrusión y el área de la sección transversal total del perfil de aluminio, qué tipo de núcleo de molde usar está determinado por las características del perfil de aluminio.
En general, la forma sólida adopta una matriz plana (Matriz sólida), y la forma hueca adopta un troquel de ojo de buey.
carro de escoria de piezas con el pedido de la máquina para un año y medio de uso 6063 aleación, el dado sólido tiene menos resistencia que el dado tipo lengüeta o el dado ojo de buey, por lo que la velocidad de extrusión puede ser mayor.
Para el núcleo del molde con la misma estructura., cuanto más ancho sea el cinturón de trabajo del núcleo del molde, cuanto mayor sea la fricción entre la aleación y la superficie de trabajo de la banda, cuanto mayor sea la tensión de tracción adicional en la superficie del producto, y cuanto mayor sea la tendencia de las grietas de extrusión en la superficie del producto.
Por lo tanto, la velocidad de extrusión debe reducirse en consecuencia. en segundo lugar, desde la perspectiva de la fricción superficial entre el metal y la correa de trabajo del núcleo, Cuanto más duro y suave sea el cinturón de trabajo central., más rápida debe ser la velocidad de extrusión.
2. Nueva tecnología para aumentar la velocidad de extrusión
Con el desarrollo de la tecnología moderna., ha surgido un nuevo proceso para aumentar la velocidad de extrusión, y nuevos procesos de extrusión como extrusión isotérmica, Extrusión de equipresión, extrusión a velocidad constante, extrusión a alta temperatura, extrusión a baja temperatura El 3T registra la temperatura de salida de la extrusión de aluminio extrusión en frío de nitrógeno ha sido desarrollado.
2.1 Extrusión isotérmica
La extrusión isotérmica es un método para mantener la temperatura constante de una sección extruida en la zona de apoyo de la matriz para obtener una alta calidad constante en las propiedades mecánicas..
Proceso de extrusión de perfiles de aluminio isotérmico: Como el nombre sugiere, la denominada extrusión isotérmica es un proceso combinado de temperatura y velocidad de extrusión bajo la premisa de mantener constante la temperatura de salida
Durante el proceso de extrusión de perfiles de aleación de aluminio, debido al calor generado por la fricción entre la palanquilla y el contenedor de extrusión y la deformación de extrusión, la temperatura del material extruido es cada vez más alta.
El rendimiento es desigual., y las grietas son propensas a aparecer en la superficie del perfil de aluminio si la velocidad de extrusión es demasiado alta en las etapas intermedias y finales de la producción de aluminio.
Para evitar este aumento de temperatura, Se propone un método de extrusión isotérmica para mantener constante la temperatura de la salida del material de extrusión durante todo el proceso de extrusión de aluminio..
El método de extrusión isotérmica es especialmente adecuado para la producción de aleaciones de aluminio duro como 2000, 7000 y algo 5000 series con baja velocidad crítica de extrusión y algunos perfiles con altos requisitos de superficie (marco solar, perfiles pulidos, coste de la planta de fabricación de perfiles de aluminio).
Ante todo, para implementar la extrusión isotérmica, el primero es el sistema de control de calentamiento por gradiente de la palanquilla de aluminio.
El calentamiento por gradiente de palanquilla es para determinar el gradiente de temperatura de calentamiento de la palanquilla de acuerdo con la diferencia de temperatura entre la parte delantera y trasera del material de extrusión durante el proceso de extrusión.. El calentamiento por gradiente de temperatura del horno de inducción de palanquillas generalmente se divide en varias zonas a lo largo de la bobina de calentamiento., y la potencia calorífica de cada zona es diferente.
Calentamiento por gradiente de baja temperatura, el gradiente de temperatura es generalmente 0-15 ℃ / 100mm. El calentamiento de gas de palanquilla larga generalmente adopta el método de enfriamiento por gradiente después de calentar la palanquilla fuera del horno, de modo que la palanquilla también forme un gradiente de temperatura en la dirección longitudinal.
en segundo lugar, el control de desaceleración de la extrusión de aleación de aluminio consiste en reducir gradualmente la velocidad de extrusión en las etapas intermedia y tardía de la extrusión para reducir el aumento de temperatura del material extruido.
Este control de desaceleración se usa generalmente para controlar la velocidad de extrusión de materiales de aleación blanda., y la velocidad de extrusión promedio de este método de control es mayor que la de la extrusión ordinaria de velocidad constante.
nitruro de aluminio y óxido de aluminio, también es posible tomar medidas para calentar el contenedor de extrusión en diferentes regiones.
El contenedor de extrusión también está provisto de un pasaje de enfriamiento., y se coloca una ranura en espiral en el lado interior de la carcasa exterior (o carcasa intermedia) del contenedor de extrusión cerca del troquel de extrusión de aluminio, y el aire comprimido pasa durante las etapas media y posterior de la extrusión para eliminar el calor de fricción entre el tocho y el contenedor de extrusión, para controlar el aumento de temperatura de la palanquilla.
2.2 Proceso de extrusión de alta velocidad a baja temperatura
La alta velocidad a baja temperatura es utilizar la combinación de una temperatura más baja del tocho de aluminio y la velocidad de extrusión más rápida para llevar a cabo el proceso de extrusión de aluminio..
La combinación de temperatura de proceso y velocidad de este perfil de aluminio es inversamente proporcional, es decir, cuanto mayor sea la temperatura de la palanquilla de aluminio, cuanto más lenta es la velocidad de extrusión, y cuanto menor sea la temperatura de la palanquilla de aluminio, cuanto más rápida sea la velocidad de extrusión. Bajo circunstancias normales, la temperatura del primer tocho producido por la matriz se controla a 420°C-440°C, y la temperatura puede ser acelerada por el tercer tocho.
La temperatura del tocho de aluminio de matriz plana se mantiene entre 390 y 420 °C.; Lo mejor es mantener la temperatura de la palanquilla a 410-440°C..
Cuando el tocho de aluminio alcanza la temperatura óptima, la velocidad de extrusión se determina en función de la temperatura de salida, y la temperatura óptima de salida es 520-560°C.
Es decir, cuando la temperatura de salida es inferior a la temperatura óptima, debe ser acelerado apropiadamente, y cuando es superior a la temperatura óptima, debe ser adecuadamente cortado de velocidad.
La velocidad de extrusión debe controlarse cuidadosamente durante el proceso de extrusión., es necesario asegurarse de que la calidad del perfil de acabado del molino sea calificada.
Habrá dos problemas durante la ejecución del proceso de extrusión rápida a baja temperatura.
Una es si el dispositivo de enfriamiento cumple con los requisitos del proceso de enfriamiento..
Los fabricantes pueden instalar un dispositivo de enfriamiento en línea y llevar a cabo el enfriamiento por aire, fumigación, y procesos de enfriamiento por aspersión de agua en tabiques y grados, para lograr las propiedades mecánicas básicas requeridas por el perfil de aluminio.
La segunda es que durante el proceso de extrusión de alta velocidad, especialmente la sección de la cola, a menudo porque la temperatura de la palanquilla aumenta rápidamente con el proceso de extrusión, el metal se sobrecalentará y se quemará en exceso, y la superficie del perfil de aluminio aparecerá grietas o el perfil de aluminio se dañará, resultando en desperdicio.
los otros ingredientes se agregarán después de que las materias primas se derritan para obtener la aleación, El método general para resolver este problema consiste básicamente en utilizar la tecnología de moldes de refrigeración con nitrógeno líquido para reducir la temperatura de la zona de deformación y resolver el problema del deterioro de la calidad de la superficie del tocho durante la extrusión rápida., mejorando así el rendimiento y asegurando la implementación del proceso de extrusión de alta velocidad a baja temperatura.
2.3 Proceso de extrusión a baja velocidad y alta temperatura
La temperatura de extrusión de baja velocidad a alta temperatura es de 500~520°C, y no debe ser rápido durante la extrusión.
Esto es porque: en primer lugar, cuando la temperatura de salida del molde es superior a 525°C y la refrigeración por aire es insuficiente, el producto a menudo produce una estructura de grano grande y grueso;
en segundo lugar, el magnesio y el silicio no se pueden disolver por completo, y la dureza y la fuerza de la aleación son bajas;
Tercero, el ojo de buey combinado muere, si la extrusión es demasiado rápida, la temperatura es alta, y el suministro de metal es insuficiente, se formará una estructura suelta a lo largo de la línea del corredor, que se corroerá y quedará expuesto fácilmente durante la limpieza con álcali, que afectará la calidad del perfil de aluminio después del tratamiento, por lo que la velocidad de extrusión debería ser más lenta.
2.4 Proceso de extrusión en frío de nitrógeno
y la prueba demuestra que la velocidad de extrusión se puede aumentar por, El nitrógeno líquido frío almacenado en el tanque se introduce en la cinta de trabajo de la matriz de extrusión..
Primero, puede reducir la fricción de contacto entre el producto y la correa de trabajo del núcleo del molde;
Segundo, puede enfriar la matriz de extrusión y la zona de deformación, y quitar el calor de la deformación.
La velocidad de extrusión debe controlarse cuidadosamente durante el proceso de extrusión., la salida del núcleo del molde está controlada por nitrógeno, que no solo reduce la oxidación de la superficie del producto, y reducir la unión y la acumulación de alúmina.
Por lo tanto, la extrusión en frío con nitrógeno no solo mejora la calidad de la superficie del producto, pero también aumenta en gran medida la velocidad de extrusión.
3. Efecto de la velocidad de extrusión en la calidad del producto.
En la producción de extrusión de perfiles de aluminio, debido a una velocidad de extrusión incorrecta, Los problemas y causas comunes de desechos son los siguientes:
Grietas: La velocidad de salida de extrusión es demasiado rápida y la velocidad de deformación es demasiado rápida, y la tensión de tracción de deformación excede la resistencia a la tracción, que destruye la continuidad de la estructura y produce grietas, que a menudo aparecen en la cola y el borde del producto.
Aparecen rayas blancas en forma de aguja en la superficie.: la temperatura de extrusión es alta y la velocidad es demasiado rápida
superficie picada: La temperatura de extrusión es demasiado rápida., la deformación del metal es grande, y el metal es fácil de unir al cinturón de trabajo del núcleo del molde, haciendo que el producto produzca una superficie picada
Ondas: Control de velocidad inadecuado, velocidad de flujo desigual a lo largo de toda la sección de la matriz de extrusión, y olas en el lado que es demasiado rápido.
Cambio de tamaño: Para perfiles huecos con gran cavidad interior o perfiles de aluminio con gran relación ancho-espesor, la velocidad de salida del extremo frontal del producto es demasiado rápida, resultando en la apertura del perfil hueco. Si la velocidad de salida del extremo frontal del producto es lenta, el perfil hueco se cerrará.
Embudo de extrusión: La velocidad de extrusión es rápida., y la tendencia de un metal a fluir de manera desigual a lo largo de la dirección de extrusión aumenta. Al final de la extrusión, la suciedad en la superficie del tocho de aluminio ingresa al interior del producto, haciendo que el embudo de extrusión.
4. Conclusión
La velocidad de extrusión es uno de los factores importantes que afectan la calidad y los beneficios económicos de los productos de perfil..
A través del análisis anterior, en producción real, se puede mejorar de la siguiente:
*Para mejorar la calidad de la palanquilla de aleación de aluminio., adoptar parámetros de proceso de extrusión adecuados y moldes de alta calidad para mejorar la calidad y eficiencia del producto;
*Durante la producción, el operador debe controlar y ajustar adecuadamente la velocidad de extrusión de acuerdo con la forma, Talla, grado de deformación, estructura del molde y parámetros de proceso del producto, para mejorar la calidad del producto;
*Estudiar activamente nueva tecnología de extrusión para mejorar la calidad del producto y la eficiencia de la producción.
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