Algo que você precisa saber sobre a velocidade de extrusão de perfis de alumínio
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Abstrato:
A relação entre a velocidade de extrusão de perfis de alumínio e vários fatores é analisada, e vários novos processos de extrusão e defeitos de produtos são introduzidos, e medidas específicas para a seleção correta da velocidade de extrusão são apresentadas.
Palavras-chave: velocidade de extrusão; fatores de influência; defeitos do produto; solução
Velocidade de extrusão refere-se à velocidade de saída do produto ou à velocidade com que o aríete principal da extrusora avança.
Na produção real, a velocidade de saída do produto é controlada ajustando a velocidade de avanço do aríete principal.
A velocidade de extrusão é um fator importante que afeta a eficiência da produção e também afeta a qualidade do produto (como superfície e tamanho do produto, etc.), então uma velocidade de extrusão apropriada é crucial.
A velocidade de extrusão de 6063 perfis de liga de alumínio (velocidade de saída da matriz) varia de 9 a 60m/min, entre os quais as partes sólidas são 9 a 20m/min.
Este artigo faz uma análise simples dos fatores que afetam a velocidade de extrusão e como controlar a velocidade de extrusão.
A velocidade de extrusão está relacionada a fatores como o tipo de liga, estado e tamanho do tarugo, forma do produto, grau de deformação (ou coeficiente de extrusão), temperatura de deformação, estrutura do molde e condições do processo.
1. Análise de fatores que afetam a velocidade
1.1 A qualidade dos tarugos fundidos
Os indicadores de qualidade dos tarugos de alumínio são principalmente o tamanho de grão de primeira qualidade, menos teor de hidrogênio (abaixo de 0,1mL/100g de alumínio), menos escória e partículas finas (remover partículas de escória acima de 0,008 mm), estrutura metalográfica uniforme, sem rachaduras, frouxidão, e poros e segregação elementar.
Desta maneira, a plasticidade e deformação dos tarugos são boas, a força de extrusão do perfil de alumínio é reduzida, e a velocidade de extrusão é aumentada.
Por outro lado, a velocidade de extrusão será lenta e a perda de matriz será grande.
1.2 Efeito da temperatura de extrusão
Quando o metal é extrudado, conforme a temperatura sobe, a não uniformidade da fluidez do metal aumentará.
Durante todo o processo de extrusão, a temperatura dos tarugos na zona de deformação também aumenta gradualmente, e quanto mais rápida a velocidade de extrusão, quanto maior a temperatura, e o aumento da temperatura pode chegar a cerca de 100C.
Quando a temperatura do metal na zona de deformação excede a temperatura de deformação crítica máxima permitida, o metal entrará em um estado quente e quebradiço e formará trincas de extrusão.
Portanto, quando a temperatura do tarugo é alta, a velocidade de extrusão deve ser gradualmente reduzida durante o processo de extrusão.
6063 tarugos de liga de alumínio são geralmente pré-aquecidos a 480 ~ 520C, e o recipiente de extrusão é pré-aquecido a 400 ~ 450C.
1.3 A forma dos perfis de alumínio
O impacto do tamanho e da forma
O tamanho geral e a geometria do perfil de alumínio têm um efeito significativo na velocidade de saída do metal do produto extrudado.
A regra geral é: a forma geométrica do produto é simples, a simetria é boa, e o produto com uma pequena relação largura-espessura pode ser relativamente maior;
pelo contrário, a velocidade de extrusão do produto com dimensões geométricas complexas, grande relação largura-espessura, grande diferença de espessura da parede, e a simetria pobre deve ser relativamente lenta.
Nas mesmas condições, quanto mais fina for a espessura da parede do produto, mais uniforme a deformação do produto ao longo da seção transversal, menor a tendência de produzir trincas de extrusão.
Portanto, a velocidade de extrusão pode ser mais rápida.
1.4 O efeito do grau de deformação
Quanto maior o grau de deformação do produto, maior a força de extrusão necessária, e quanto maior o calor de deformação do metal, então a velocidade de saída do produto é mais lenta;
Pelo contrário, o grau de deformação é pequeno e o fluxo de metal é uniforme, e a velocidade de extrusão pode ser mais rápida.
1.5 Influência da estrutura do molde
Na extrusão de perfis de alumínio, que tipo de núcleo de molde usar é determinado pelas características do perfil de alumínio.
Geralmente, a forma sólida adota uma matriz plana (matriz sólida), e a forma oca adota uma matriz de vigia.
Por 6063 Liga, a matriz sólida tem menos resistência do que a matriz tipo língua ou a matriz vigia, então a velocidade de extrusão pode ser maior.
Para o núcleo do molde com a mesma estrutura, quanto mais larga a correia de trabalho do núcleo do molde, maior o atrito entre a liga e a superfície da correia de trabalho, maior será a tensão de tração adicional na superfície do produto, e maior a tendência de rachaduras de extrusão na superfície do produto.
Portanto, a velocidade de extrusão precisa ser reduzida de acordo. em segundo lugar, do ponto de vista da fricção da superfície entre o metal e o núcleo da correia de trabalho, quanto mais dura e lisa for a correia de trabalho do núcleo, mais rápida a velocidade de extrusão deve ser.
2. Nova tecnologia para aumentar a velocidade de extrusão
Com o desenvolvimento da tecnologia moderna, surgiu um novo processo para aumentar a velocidade de extrusão, e novos processos de extrusão, como extrusão isotérmica, Extrusão de Equipressão, extrusão de velocidade constante, extrusão de alta temperatura, extrusão de baixa temperatura e extrusão a frio de nitrogênio foi desenvolvido.
2.1 extrusão isotérmica
A extrusão isotérmica é um método de manter a temperatura constante de uma seção extrudada na zona de rolamento da matriz, a fim de obter uma alta qualidade estável nas propriedades mecânicas.
Processo isotérmico de extrusão de perfis de alumínio: Como o nome sugere, a chamada extrusão isotérmica é um processo combinado de temperatura e velocidade de extrusão sob a premissa de manter a temperatura de saída consistente
Durante o processo de extrusão de perfis de liga de alumínio, devido ao calor gerado pelo atrito entre o tarugo e o recipiente de extrusão e a deformação da extrusão, a temperatura do material extrudado está ficando cada vez mais alta.
O desempenho é irregular, e rachaduras são propensas a aparecer na superfície do perfil de alumínio se a velocidade de extrusão for muito alta nos estágios intermediário e final da produção de alumínio.
Para evitar esse aumento de temperatura, um método de extrusão isotérmica é proposto para manter a temperatura da saída do material de extrusão consistente ao longo do processo de extrusão de alumínio.
O método de extrusão isotérmica é especialmente adequado para a produção de ligas duras de alumínio, como 2000, 7000 e alguns 5000 série com baixa velocidade crítica de extrusão e alguns perfis com altos requisitos de superfície (moldura solar, perfis polidos, etc.).
Em primeiro lugar, para implementar extrusão isotérmica, o primeiro é o sistema de controle de aquecimento gradiente do tarugo de alumínio.
O gradiente de aquecimento do tarugo é para determinar o gradiente de temperatura de aquecimento do tarugo de acordo com a diferença de temperatura entre a frente e a parte de trás do material de extrusão durante o processo de extrusão. O aquecimento do gradiente de temperatura do forno de indução de tarugo é geralmente dividido em várias zonas ao longo do comprimento da bobina de aquecimento, e o poder de aquecimento de cada zona é diferente.
Aquecimento gradiente de baixa temperatura, o gradiente de temperatura é geralmente 0-15 ℃ / 100a maioria dos clientes de alumínio saboreiam o charme dos perfis de alumínio. O aquecimento a gás de tarugo longo geralmente adota o método de resfriamento gradiente após aquecer o tarugo para fora do forno, de modo que o lingote também forme um gradiente de temperatura na direção longitudinal.
em segundo lugar, o controle de desaceleração da extrusão de liga de alumínio é reduzir gradualmente a velocidade de extrusão nos estágios intermediário e final da extrusão para reduzir o aumento de temperatura do material extrudado.
Este controle de desaceleração é geralmente usado para controle de velocidade de extrusão de materiais de liga macia, e a velocidade média de extrusão deste método de controle é maior do que a extrusão de velocidade constante comum.
Além disso, também é possível tomar medidas para aquecer o recipiente de extrusão em diferentes regiões.
O recipiente de extrusão também é fornecido com uma passagem de resfriamento, e uma ranhura em espiral é colocada no lado interno da carcaça externa (ou invólucro médio) do recipiente de extrusão perto da matriz de extrusão de alumínio, e o ar comprimido é passado durante os estágios intermediários e posteriores da extrusão para remover o calor de fricção entre o tarugo e o recipiente de extrusão, de modo a controlar o aumento de temperatura do tarugo.
2.2 Processo de extrusão de baixa temperatura e alta velocidade
Alta velocidade de baixa temperatura é usar a combinação de temperatura mais baixa do tarugo de alumínio e a velocidade de extrusão mais rápida para realizar o processo de extrusão de alumínio.
A combinação de temperatura de processo e velocidade deste perfil de alumínio é inversamente proporcional, isso é, quanto maior a temperatura do tarugo de alumínio, mais lenta a velocidade de extrusão, e quanto menor a temperatura do tarugo de alumínio, quanto mais rápida a velocidade de extrusão. sob circunstâncias normais, a temperatura do primeiro tarugo produzido pela matriz é controlada em 420°C-440°C, e a temperatura pode ser acelerada pelo terceiro tarugo.
A temperatura do tarugo de alumínio de matriz plana é mantida em 390-420°C; É melhor manter a temperatura do tarugo em 410-440°C.
Quando o tarugo de alumínio atinge a temperatura ideal, a velocidade de extrusão é determinada de acordo com a temperatura de saída, e a temperatura de saída ideal é 520-560°C.
isso quer dizer, quando a temperatura de saída é inferior à temperatura ideal, deve ser acelerado adequadamente, e quando é superior à temperatura ideal, deve ser apropriadamente cortado em velocidade.
Ao mesmo tempo, é necessário garantir que a qualidade do perfil de acabamento laminado seja qualificada.
Haverá dois problemas durante a execução do processo de extrusão rápida de baixa temperatura.
Uma delas é se o dispositivo de têmpera atende aos requisitos do processo de têmpera.
Os fabricantes podem instalar um dispositivo de resfriamento online e realizar o resfriamento a ar, pulverização, e processos de têmpera por aspersão de água em divisórias e grades, para atingir as propriedades mecânicas básicas exigidas pelo perfil de alumínio.
A segunda é que durante o processo de extrusão de alta velocidade, especialmente a seção da cauda, muitas vezes porque a temperatura do tarugo sobe rapidamente com o processo de extrusão, o metal será superaquecido e queimado demais, e a superfície do perfil de alumínio aparecerá rachaduras ou o perfil de alumínio será danificado, resultando em desperdício.
Atualmente, o método geral para resolver este problema é basicamente usar a tecnologia de molde de resfriamento de nitrogênio líquido para reduzir a temperatura da zona de deformação para resolver o problema da deterioração da qualidade da superfície do tarugo durante a extrusão rápida, melhorando assim o rendimento e garantindo a implementação do processo de extrusão de alta velocidade e baixa temperatura.
2.3 Processo de extrusão de baixa velocidade em alta temperatura
A temperatura de extrusão de velocidade lenta de alta temperatura é de 500 ~ 520 ° C, e não deve ser rápido durante a extrusão.
Isto é porque: primeiramente quando a temperatura de saída do molde for superior a 525°C e o resfriamento do ar for insuficiente, o produto geralmente produz uma estrutura de grãos grandes e grosseiros;
em segundo lugar, magnésio e silício não podem ser completamente dissolvidos, e a dureza e resistência da liga são baixas;
Terceiro, a vigia combinada morre, se a extrusão for muito rápida, a temperatura está alta, e o suprimento de metal é insuficiente, uma estrutura solta será formada ao longo da linha do corredor, que serão facilmente corroídos e expostos durante a limpeza alcalina, o que afetará a qualidade do perfil de alumínio após o tratamento, então a velocidade de extrusão deve ser mais lenta.
2.4 Processo de extrusão a frio de nitrogênio
Durante o processo de extrusão, nitrogênio líquido frio armazenado no tanque é introduzido na correia de trabalho da matriz de extrusão.
Primeiro, pode reduzir o atrito de contato entre o produto e a correia de trabalho do núcleo do molde;
Segundo, pode resfriar a matriz de extrusão e a zona de deformação, e tirar o calor da deformação.
Ao mesmo tempo, a saída do núcleo do molde é controlada por nitrogênio, que não só reduz a oxidação da superfície do produto, e reduzir a ligação e acumulação de alumina.
Portanto, extrusão fria de nitrogênio não só melhora a qualidade da superfície do produto, mas também aumenta muito a velocidade de extrusão.
3. Efeito da velocidade de extrusão na qualidade do produto
Na produção por extrusão de perfis de alumínio, devido à velocidade de extrusão inadequada, problemas comuns de sucatas e causas são os seguintes:
Rachaduras: A velocidade de saída da extrusão é muito rápida e a velocidade de deformação é muito rápida, e a tensão de tração de deformação excede a resistência à tração, que destrói a continuidade da estrutura e produz trincas, que muitas vezes aparecem na cauda e na borda do produto.
Listras brancas em forma de agulha aparecem na superfície: a temperatura de extrusão é alta e a velocidade é muito rápida
Superfície esburacada: A temperatura de extrusão é muito rápida, a deformação do metal é grande, e o metal é fácil de ligar à correia de trabalho do núcleo do molde, fazendo com que o produto produza uma superfície corroída
Ondas: Controle de velocidade inadequado, velocidade de fluxo desigual ao longo de toda a seção da matriz de extrusão, e acena do lado que é muito rápido.
mudança de tamanho: Para perfis ocos com grande cavidade interna ou perfis de alumínio com grande relação largura-espessura, a velocidade de saída da extremidade frontal do produto é muito rápida, resultando na abertura do perfil oco. Se a velocidade de saída da extremidade frontal do produto for lenta, o perfil vazado estará fechando.
Funil de extrusão: A velocidade de extrusão é rápida, e a tendência de um metal fluir de forma desigual ao longo da direção de extrusão aumenta. No final da extrusão, a sujeira na superfície do tarugo de alumínio entra no interior do produto, causando o funil de extrusão.
4. Conclusão
A velocidade de extrusão é um dos fatores importantes que afetam a qualidade e os benefícios econômicos dos produtos de perfil.
Através da análise acima, na produção real, pode ser melhorado a partir do seguinte:
*Para melhorar a qualidade do tarugo de liga de alumínio, adote parâmetros de processo de extrusão adequados e moldes de alta qualidade para melhorar a qualidade e a eficiência do produto;
*Durante a produção, o operador deve controlar e ajustar adequadamente a velocidade de extrusão de acordo com a forma, Tamanho, grau de deformação, estrutura do molde e parâmetros de processo do produto, de modo a melhorar a qualidade do produto;
*Estude ativamente a nova tecnologia de extrusão para melhorar a qualidade do produto e a eficiência da produção.
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