Yleisesti ottaen parempien mekaanisten ominaisuuksien saavuttamiseksi tulisi valita korkeampi suulakepuristuslämpötila. 6063-seoksen tapauksessa profiilin mekaaniset ominaisuudet eivät kuitenkaan parane, kun yleinen suulakepuristuslämpötila on yli 540 °C, ja vetolujuus voi olla mitätön alle 480 °C:ssa.
Jos suulakepuristuslämpötila on liian korkea, tuotteeseen ilmestyy kuplia, halkeamia, pintanaarmuja ja jopa purseita alumiinin tarttuessa muottiin. Siksi käytetään usein suhteellisen alhaisia suulakepuristuslämpötiloja, jotta saadaan aikaan korkealaatuisia tuotteita.
Hyvät laitteet ovat myös avainasemassa alumiinipursotuksen tuotantotehokkuuden parantamisessa, erityisesti alumiinipursottimen, alumiinitangon lämmitysuunin ja muotin lämmitysuunin osalta. Lisäksi tärkeintä on erinomainen pursotusoperaattori.
Lämpöanalyysi
Alumiinitangot ja -vavat on esilämmitettävä ennen puristamista lähellä Solvus-lämpötilaa olevaan lämpötilaan, jotta alumiinitangon magnesium voi sulaa ja virrata tasaisesti alumiinimateriaalissa. Kun alumiinitanko laitetaan puristimeen, lämpötila ei muutu paljon.
Kun ekstruuderi käynnistyy, ekstruuderisauvan valtava työntövoima työntää pehmennettyä alumiinimateriaalia ulos suulakkeen reiästä, mikä aiheuttaa paljon kitkaa, joka muuttuu lämpötilaksi, jolloin ekstrudoidun profiilin lämpötila ylittää solvuslämpötilan. Tällöin magnesium sulaa ja virtaa ympäriinsä, mikä on erittäin epävakaata.
Kun lämpötilaa nostetaan, se ei saa olla korkeampi kuin soliduslämpötila, muuten alumiini sulaa eikä profiilia voida muodostaa. Esimerkiksi 6000-sarjan seoksen alumiinitangon lämpötila tulisi pitää 400–540 °C:n, mieluiten 470–500 °C:n, välillä.
Liian korkea lämpötila aiheuttaa repeämistä, ja liian alhainen lämpötila hidastaa puristusnopeutta, jolloin suurin osa puristuksessa syntyvästä kitkasta muuttuu lämmöksi, mikä aiheuttaa lämpötilan nousun. Lämpötilan nousu on verrannollinen puristusnopeuteen ja puristuspaineeseen.
Ulostulolämpötilan tulisi olla 550–575 °C, vähintään 500–530 °C:n yläpuolella, muuten alumiiniseoksen magnesium ei sula ja vaikuttaa metallin ominaisuuksiin. Se ei kuitenkaan saa olla korkeampi kuin soliduslämpötila, sillä liian korkea ulostulolämpötila aiheuttaa repeämistä ja vaikuttaa profiilin pinnan laatuun.
Alumiinitangon optimaalinen pursotuslämpötila tulisi säätää yhdessä pursotusnopeuden kanssa siten, että pursotuslämpötilaero ei ole alhaisempi kuin solvuslämpötila eikä korkeampi kuin soliduslämpötila. Eri seoksilla on erilaiset solvuslämpötilat. Esimerkiksi 6063-seoksen solvuslämpötila on 498 °C, kun taas 6005-seoksen se on 510 °C.
Traktorin nopeus
Traktorin nopeus on tärkeä tuotantotehokkuuden mittari. Erilaiset profiilit, muodot, seokset, koot jne. voivat kuitenkin vaikuttaa traktorin nopeuteen, eikä tätä voida yleistää. Nykyaikaiset länsimaiset profiilien puristustehtaat voivat saavuttaa jopa 80 metrin minuutin traktorinopeuden.
Puristussauvan nopeus on toinen tärkeä tuottavuuden mittari. Se mitataan millimetreinä minuutissa, ja puristussauvan nopeus on usein luotettavampi kuin traktorin nopeus tuotantotehokkuutta tutkittaessa.
Muotin lämpötila on erittäin tärkeä suulakepuristettujen profiilien laadulle. Muotin lämpötila tulisi pitää noin 426 °C:ssa ennen suulakepuristusta, muuten muotti tukkeutuu helposti tai jopa vaurioituu. Sammutuksen tarkoituksena on "jäädyttää" seosaine magnesium, vakauttaa epävakaat magnesiumatomit ja estää niiden laskeutuminen profiilin lujuuden ylläpitämiseksi.
Kolme pääasiallista sammutusmenetelmää ovat: ilmajäähdytys, vesisumujäähdytys ja vesisäiliöjäähdytys. Käytettävä sammutustyyppi riippuu suulakepuristusnopeudesta, profiilin paksuudesta ja vaadituista fysikaalisista ominaisuuksista, erityisesti lujuusvaatimuksista. Seostyyppi on kattava osoitus seoksen kovuudesta ja elastisista ominaisuuksista. American Aluminum Association on määritellyt alumiiniseostyypit yksityiskohtaisesti, ja on olemassa viisi perustilaa:
F tarkoittaa "valmistettuna".
O tarkoittaa ”hehkutettuja taottuja tuotteita”.
T tarkoittaa, että se on "lämpökäsitelty".
W tarkoittaa, että materiaali on käsitelty liuoslämpökäsittelyllä.
H viittaa ei-lämpökäsiteltäviin seoksiin, jotka on "kylmämuokattu" tai "muokkauslujitettu".
Lämpötila ja aika ovat kaksi tekijää, jotka vaativat tarkkaa valvontaa keinotekoisessa vanhentamisessa. Keinotekoisessa vanhentamisuunissa lämpötilan on oltava sama joka puolella. Vaikka matalan lämpötilan vanhentaminen voi parantaa profiilien lujuutta, tarvittavan ajan on vastaavasti pidennettävä. Parhaan metallin fysikaalisten ominaisuuksien saavuttamiseksi on valittava sopiva alumiiniseos ja sen optimaalinen muoto, käytettävä sopivaa sammutustilaa sekä hallittava sopivaa vanhentamislämpötilaa ja -aikaa saannon parantamiseksi. Saanto on toinen tärkeä tuotantotehokkuuden mittari. Teoriassa on mahdotonta saavuttaa 100 %:n saantoa, koska vetolaitteiden ja paarien puristusjäljet voivat katkaista materiaalin.
Toimittanut May Jiang MAT Aluminiumista
Julkaisun aika: 05.06.2023
