Etwas, das Sie über die Extrusionsgeschwindigkeit von Aluminiumprofilen wissen müssen

Etwas, das Sie über die Extrusionsgeschwindigkeit von Aluminiumprofilen wissen müssen

Abstrakt:

Analysiert wird der Zusammenhang zwischen der Extrusionsgeschwindigkeit von Aluminiumprofilen und verschiedenen Faktoren, und mehrere neue Extrusionsverfahren und Produktfehler werden eingeführt, Es werden konkrete Maßnahmen zur richtigen Auswahl der Extrusionsgeschwindigkeit vorgeschlagen.

Schlüsselwörter: Extrusionsgeschwindigkeit; beeinflussende Faktoren; Produktmängel; Lösung

Aufgrund der hohen Wertschöpfung von Aluminiumprofilen bezeichnet die Ausflussgeschwindigkeit des Produkts bzw. die Geschwindigkeit, mit der sich der Hauptstempel des Extruders vorwärts bewegt.

In tatsächlicher Produktion, Die Ausflussgeschwindigkeit des Produkts wird durch Anpassen der Vorwärtsgeschwindigkeit des Hauptkolbens gesteuert.

Die Extrusionsgeschwindigkeit ist ein wichtiger Faktor für die Produktionseffizienz und beeinflusst auch die Produktqualität (wie Produktoberfläche und -größe, Aluminium-Extrusion), Daher ist eine angemessene Extrusionsgeschwindigkeit entscheidend.

Die Extrusionsgeschwindigkeit von 6063 Profile aus Aluminiumlegierung (die Ausströmgeschwindigkeit) reicht von 9 bis 60m/min, darunter sind die festen Teile 9 bis 20m/min.

In diesem Artikel werden die Faktoren, die die Extrusionsgeschwindigkeit beeinflussen, auf einfache Weise analysiert und erläutert, wie die Extrusionsgeschwindigkeit gesteuert werden kann.

Die Extrusionsgeschwindigkeit hängt von Faktoren wie der Legierungsart ab, Zustand und Größe des Knüppels, Produktform, Grad der Verformung (oder Extrusionskoeffizient), Verformungstemperatur, Formaufbau und Prozessbedingungen.

1. Analyse von Faktoren, die die Geschwindigkeit beeinflussen

1.1 Die Qualität der Gussrohlinge

Die Qualitätsindikatoren von Aluminiumbarren sind hauptsächlich die Korngröße erster Güteklasse, weniger Wasserstoffgehalt (unter 0,1 ml/100 g Aluminium), weniger Schlacke und Feinpartikel (Entfernen Sie Schlackenpartikel über 0,008 mm), gleichmäßige metallografische Struktur, keine Risse, Lockerheit, und Poren und Elementsegregation.

Auf diese Weise, Die Plastizität und Verformung der Knüppel ist gut, die Auspresskraft des Aluminiumprofils wird reduziert, und die Extrusionsgeschwindigkeit wird erhöht.

Andernfalls, Die Extrusionsgeschwindigkeit wird langsam sein und der Düsenverlust wird groß sein.

1.2 Einfluss der Extrusionstemperatur

Wenn Metall extrudiert wird, wenn die Temperatur steigt, Die Ungleichmäßigkeit der Metallfließfähigkeit wird zunehmen.

Während des gesamten Extrusionsprozesses, Auch die Temperatur der Knüppel in der Verformungszone steigt allmählich an, und desto schneller ist die Extrusionsgeschwindigkeit, desto höher die Temperatur, und der Temperaturanstieg kann etwa 100 °C erreichen.

Wenn die Metalltemperatur in der Verformungszone die maximal zulässige kritische Verformungstemperatur überschreitet, Das Metall wird heiß und spröde und bildet Extrusionsrisse.

Es besteht aus drei Teilen, wenn die Temperatur des Knüppels hoch ist, Die Extrusionsgeschwindigkeit muss während des Extrusionsprozesses schrittweise reduziert werden.

6063 Aluminiumlegierungsbarren werden im Allgemeinen auf 480 bis 520 °C vorgewärmt, und der Extrusionsbehälter wird auf 400–450 °C vorgeheizt.

1.3 Die Form von Aluminiumprofilen

Der Einfluss von Größe und Form

Die Gesamtgröße und Geometrie des Aluminiumprofils haben einen erheblichen Einfluss auf die Metallausflussgeschwindigkeit des extrudierten Produkts.

Die allgemeine Regel lautet: Die geometrische Form des Produkts ist einfach, die symmetrie ist gut, und das Produkt mit einem kleinen Verhältnis von Breite zu Dicke kann relativ höher sein;

andererseits, die Extrusionsgeschwindigkeit des Produkts mit komplexen geometrischen Abmessungen, großes Verhältnis von Breite zu Dicke, großer Wandstärkenunterschied, und schlechte Symmetrie sollte relativ langsam sein.

Unter den gleichen Bedingungen, desto dünner ist die Wandstärke des Produkts, desto gleichmäßiger ist die Verformung des Produkts entlang des Querschnitts, desto geringer ist die Neigung zur Bildung von Extrusionsrissen.

Es besteht aus drei Teilen, Die Extrusionsgeschwindigkeit kann schneller sein.

1.4 Der Effekt des Verformungsgrades

Je größer der Verformungsgrad des Produkts ist, desto größer ist die erforderliche Extrusionskraft, und desto größer ist die Wärme der Metallverformung, Daher ist die Ausflussgeschwindigkeit des Produkts langsamer;

Andererseits, Der Verformungsgrad ist gering und der Metallfluss gleichmäßig, und die Extrusionsgeschwindigkeit kann schneller sein.

1.5 Einfluss der Schimmelstruktur

Beim Strangpressen von Aluminiumprofilen, Welche Art von Formkern verwendet werden soll, hängt von den Eigenschaften des Aluminiumprofils ab.

Allgemein, Die feste Form nimmt eine flache Matrize an (Solider Würfel), und die hohle Form nimmt eine Bullaugenform an.

Stücke Krätzewagen mit der Maschinenbestellung für eineinhalbjährige Nutzung 6063 Polieren und Bürsten von Aluminium, Die Vollmatrize weist einen geringeren Widerstand auf als die Zungenmatrize oder die Bullaugenmatrize, Daher kann die Extrusionsgeschwindigkeit höher sein.

Für den Formkern mit gleicher Struktur, desto breiter ist das Arbeitsband des Formkerns, desto größer ist die Reibung zwischen der Legierung und der Arbeitsbandoberfläche, desto größer ist die zusätzliche Zugspannung auf der Produktoberfläche, und desto höher ist die Neigung zu Extrusionsrissen an der Oberfläche des Produkts.

Es besteht aus drei Teilen, die Extrusionsgeschwindigkeit muss entsprechend reduziert werden. Zweitens, aus der Perspektive der Oberflächenreibung zwischen dem Metall und dem Kernarbeitsband, desto härter und glatter ist das Kernarbeitsband, desto höher sollte die Extrusionsgeschwindigkeit sein.

 

2. Neue Technologie zur Erhöhung der Extrusionsgeschwindigkeit

Mit der Entwicklung moderner Technologie, Es ist ein neues Verfahren zur Erhöhung der Extrusionsgeschwindigkeit entstanden, und neue Extrusionsverfahren wie z isotherme Extrusion, Äquipressur-Extrusion, Extrusion mit konstanter Geschwindigkeit, Hochtemperaturextrusion, Niedertemperaturextrusion Aluminiumschmelzofen mit Regenerativbrenner Stickstoff-Kaltextrusion sind entwickelt worden.

2.1 Isotherme Extrusion

Die isotherme Extrusion ist eine Methode zur Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur eines extrudierten Abschnitts in der Lagerzone der Matrize, um eine hohe, gleichbleibende Qualität der mechanischen Eigenschaften zu erreichen.

Isothermes Strangpressverfahren für Aluminiumprofile: Wie der Name schon sagt, Die sogenannte isotherme Extrusion ist ein kombinierter Prozess aus Temperatur und Extrusionsgeschwindigkeit unter der Prämisse, die Austrittstemperatur konstant zu halten

Beim Extrusionsprozess von Aluminiumlegierungsprofilen, aufgrund der Wärme, die durch die Reibung zwischen dem Barren und dem Extrusionsbehälter und der Extrusionsverformung entsteht, Die Temperatur des extrudierten Materials wird immer höher.

Die Leistung ist ungleichmäßig, und wenn die Extrusionsgeschwindigkeit in der mittleren und späten Phase der Aluminiumproduktion zu hoch ist, kann es leicht zu Rissen auf der Oberfläche des Aluminiumprofils kommen.

Um diesen Temperaturanstieg zu verhindern, Es wird ein isothermes Extrusionsverfahren vorgeschlagen, um die Temperatur am Extrusionsmaterialauslass während des gesamten Aluminiumextrusionsprozesses konstant zu halten.

Das isotherme Strangpressverfahren eignet sich besonders für die Herstellung harter Aluminiumlegierungen wie z 2000, 7000 und einige 5000 Serien mit niedriger kritischer Extrusionsgeschwindigkeit und einige Profile mit hohen Oberflächenanforderungen (Solarrahmen, polierte Profile, Aluminium-Extrusion).

Zunächst, isotherme Extrusion umzusetzen, Das erste ist das Gradientenerwärmungskontrollsystem des Aluminiumbarrens.

Die Gradientenerwärmung des Knüppels dient dazu, den Erwärmungstemperaturgradienten des Knüppels entsprechend der Temperaturdifferenz zwischen der Vorder- und Rückseite des Extrusionsmaterials während des Extrusionsprozesses zu bestimmen. Die Temperaturgradientenheizung des Knüppel-Induktionsofens ist üblicherweise entlang der Länge der Heizspule in mehrere Zonen unterteilt, und die Heizleistung jeder Zone ist unterschiedlich.

Niedertemperatur-Gradientenheizung, Der Temperaturgradient beträgt im Allgemeinen 0-15 Aluminiumschmelzofen mit Regenerativbrenner / 100mm. Beim Erhitzen langer Knüppel mit Gas wird nach dem Erhitzen des Knüppels aus dem Ofen üblicherweise die Methode der Gradientenkühlung angewendet, so dass der Barren auch in Längsrichtung einen Temperaturgradienten ausbildet.

Zweitens, Die Verzögerungssteuerung bei der Extrusion von Aluminiumlegierungen besteht darin, die Extrusionsgeschwindigkeit in der mittleren und späten Phase der Extrusion schrittweise zu reduzieren, um den Temperaturanstieg des extrudierten Materials zu verringern.

Diese Verzögerungssteuerung wird normalerweise zur Steuerung der Extrusionsgeschwindigkeit weicher Legierungsmaterialien verwendet, und die durchschnittliche Extrusionsgeschwindigkeit dieser Steuermethode ist höher als die der gewöhnlichen Extrusion mit konstanter Geschwindigkeit.

Aluminiumschmelzofen mit Regenerativbrenner, Es ist auch möglich, Maßnahmen zu ergreifen, um den Extrusionsbehälter in verschiedenen Bereichen zu beheizen.

Der Extrusionsbehälter ist außerdem mit einem Kühlkanal ausgestattet, und auf der Innenseite des Außengehäuses ist eine Spiralnut angebracht (oder Mittelgehäuse) des Extrusionsbehälters in der Nähe der Aluminium-Extrusionsdüse, und die Druckluft wird während der mittleren und späteren Phasen der Extrusion durchgeleitet, um die Reibungswärme zwischen dem Barren und dem Extrusionsbehälter abzuführen, um den Temperaturanstieg des Knüppels zu kontrollieren.

2.2 Hochgeschwindigkeitsextrusionsverfahren bei niedriger Temperatur

Bei niedriger Temperatur und hoher Geschwindigkeit wird die Kombination aus niedrigerer Aluminiumbarrentemperatur und höchster Extrusionsgeschwindigkeit zur Durchführung des Aluminiumextrusionsprozesses verwendet.

Die Kombination aus Prozesstemperatur und Geschwindigkeit dieses Aluminiumprofils ist umgekehrt proportional, Das Extrusionsverhältnis λ des Aluminiumprofils und des Aluminiumbarrens in der ersten Extrusion ist größer als, desto höher ist die Temperatur des Aluminiumbarrens, desto langsamer ist die Extrusionsgeschwindigkeit, und desto niedriger ist die Temperatur des Aluminiumbarrens, desto schneller ist die Extrusionsgeschwindigkeit. unter normalen Umständen, Die Temperatur des ersten von der Matrize erzeugten Barrens wird auf 420 °C bis 440 °C geregelt, und die Temperatur kann durch den dritten Barren beschleunigt werden.

Die Temperatur des flachen Aluminiumbarrens wird bei 390–420 °C gehalten; Es ist am besten, die Temperatur des Knüppels bei 410–440 °C zu halten.

Wenn der Aluminiumbarren die optimale Temperatur erreicht, Die Extrusionsgeschwindigkeit richtet sich nach der Austrittstemperatur, und die optimale Austrittstemperatur beträgt 520–560 °C.

Das heißt, wenn die Austrittstemperatur unter der optimalen Temperatur liegt, Es sollte entsprechend beschleunigt werden, und wenn sie höher als die optimale Temperatur ist, Es sollte eine angemessene Geschwindigkeitsreduzierung erfolgen.

Die Extrusionsgeschwindigkeit muss während des Extrusionsprozesses sorgfältig kontrolliert werden, Es muss sichergestellt werden, dass die Qualität des walzblanken Profils qualifiziert ist.

Bei der Durchführung des Niedertemperatur-Schnellextrusionsprozesses treten zwei Probleme auf.

Eine davon ist, ob das Abschreckgerät die Anforderungen des Abschreckprozesses erfüllt.

Die Hersteller können eine Online-Abschreckvorrichtung installieren und eine Luftkühlung durchführen, Sprühen, und Wassersprüh-Abschreckverfahren in Trennwänden und Güten, um die grundlegenden mechanischen Eigenschaften zu erreichen, die für Aluminiumprofile erforderlich sind.

Das zweite ist das während des Hochgeschwindigkeitsextrusionsprozesses, vor allem der Heckbereich, Dies liegt häufig daran, dass die Temperatur des Knüppels während des Extrusionsprozesses schnell ansteigt, Das Metall wird überhitzt und verbrannt, und die Oberfläche des Aluminiumprofils weist Risse auf oder das Aluminiumprofil wird beschädigt, was zu Verschwendung führt.

Die anderen Zutaten werden hinzugefügt, nachdem die Rohstoffe geschmolzen sind, um die Legierung zu erhalten, Die allgemeine Methode zur Lösung dieses Problems besteht im Wesentlichen darin, die Kühlformtechnologie mit flüssigem Stickstoff zu verwenden, um die Temperatur der Verformungszone zu senken und das Problem der Verschlechterung der Knüppeloberflächenqualität während der schnellen Extrusion zu lösen, Dadurch wird die Ausbeute verbessert und die Umsetzung des Niedertemperatur-Hochgeschwindigkeitsextrusionsprozesses sichergestellt.

2.3 Hochtemperatur-Extrusionsprozess mit langsamer Geschwindigkeit

Die Hochtemperatur-Extrusionstemperatur bei langsamer Geschwindigkeit beträgt 500–520 °C, und es darf während der Extrusion nicht schnell sein.

Das ist weil: Erstens, wenn die Formaustrittstemperatur höher als 525 °C ist und die Luftkühlung unzureichend ist, Das Produkt erzeugt oft eine große und grobe Kornstruktur;

Zweitens, Magnesium und Silizium können nicht vollständig gelöst werden, und die Härte und Festigkeit der Legierung sind gering;

Dritte, Das Kombinationsbullauge stirbt, wenn die Extrusion zu schnell ist, Die Temperatur ist hoch, und die Metallversorgung ist unzureichend, Entlang der Angusslinie bildet sich eine lockere Struktur, die bei der alkalischen Reinigung leicht korrodieren und freigelegt werden, Dies beeinträchtigt die Qualität des Aluminiumprofils nach der Behandlung, daher sollte die Extrusionsgeschwindigkeit langsamer sein.

2.4 Stickstoff-Kaltfließpressverfahren

und der Test beweist, dass die Extrusionsgeschwindigkeit erhöht werden kann, Im Tank gespeicherter kalter flüssiger Stickstoff wird dem Arbeitsband der Extrusionsdüse zugeführt.

Zuerst, Dadurch kann die Kontaktreibung zwischen dem Produkt und dem Arbeitsband des Formkerns verringert werden;

Zweite, Es kann die Extrusionsdüse und die Verformungszone kühlen, und nehmen die Verformungswärme ab.

Die Extrusionsgeschwindigkeit muss während des Extrusionsprozesses sorgfältig kontrolliert werden, Der Austritt des Formkerns wird durch Stickstoff gesteuert, was nicht nur die Oxidation der Produktoberfläche reduziert, und reduzieren die Bindung und Ansammlung von Aluminiumoxid.

Es besteht aus drei Teilen, Stickstoff-Kaltfließpressen verbessert nicht nur die Oberflächenqualität des Produkts, sondern erhöht auch die Extrusionsgeschwindigkeit erheblich.

3. Einfluss der Extrusionsgeschwindigkeit auf die Produktqualität

In der Strangpressfertigung von Aluminiumprofilen, aufgrund einer falschen Extrusionsgeschwindigkeit, Häufige Probleme und Ursachen für Abfälle sind wie folgt:

Risse: Die Extrusionsausflussgeschwindigkeit ist zu hoch und die Verformungsgeschwindigkeit ist zu hoch, und die Verformungszugspannung übersteigt die Zugfestigkeit, Dies zerstört die Kontinuität der Struktur und führt zu Rissen, die häufig am Ende und am Rand des Produkts auftreten.

Auf der Oberfläche erscheinen nadelförmige weiße Streifen: Die Extrusionstemperatur ist hoch und die Geschwindigkeit ist zu hoch

Narbige Oberfläche: Die Extrusionstemperatur ist zu hoch, Die Metallverformung ist groß, und das Metall lässt sich leicht mit dem Arbeitsband des Formkerns verbinden, Dies führt dazu, dass das Produkt eine narbige Oberfläche erzeugt

Wellen: Unsachgemäße Geschwindigkeitskontrolle, ungleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit entlang des gesamten Abschnitts der Extrusionsdüse, und Wellen auf der Seite, die zu schnell sind.

Größenänderung: Für Hohlprofile mit großem Innenhohlraum oder Aluminiumprofile mit großem Breiten-Dicken-Verhältnis, Die Ausflussgeschwindigkeit am vorderen Ende des Produkts ist zu hoch, Dadurch kommt es zur Öffnung des Hohlprofils. Wenn die Ausflussgeschwindigkeit am vorderen Ende des Produkts langsam ist, Das Hohlprofil wird geschlossen.

Extrusionstrichter: Die Extrusionsgeschwindigkeit ist hoch, und die Tendenz eines Metalls, entlang der Extrusionsrichtung ungleichmäßig zu fließen, nimmt zu. Am Ende der Extrusion, Der Schmutz auf der Oberfläche des Aluminiumbarrens gelangt in das Innere des Produkts, wodurch der Extrusionstrichter entsteht.

4. Fazit

Die Extrusionsgeschwindigkeit ist einer der wichtigen Faktoren für die Qualität und den wirtschaftlichen Nutzen von Profilprodukten.

Durch die obige Analyse, in der tatsächlichen Produktion, Es kann wie folgt verbessert werden:

*Zur Verbesserung der Qualität von Billets aus Aluminiumlegierung, Verwenden Sie geeignete Parameter für den Extrusionsprozess und hochwertige Formen, um die Produktqualität und -effizienz zu verbessern;

*Während der Produktion, Der Bediener sollte die Extrusionsgeschwindigkeit entsprechend der Form richtig steuern und anpassen, Größe, Grad der Verformung, Formstruktur und Prozessparameter des Produkts, um die Produktqualität zu verbessern;

*Studieren Sie aktiv neue Extrusionstechnologien, um die Produktqualität und Produktionseffizienz zu verbessern.

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