Alumiini on hyvin yleisesti käytetty materiaali ekstruusio- ja muotoprofiileihin, koska sen mekaaniset ominaisuudet tekevät siitä ihanteellisen materiaalin metallin muovaukseen ja muotoiluun aihioista. Alumiinin korkea sitkeys tarkoittaa, että metallia voidaan helposti muovata erilaisiksi poikkileikkauksiksi ilman, että työstö- tai muovausprosessissa kuluu paljon energiaa, ja alumiinin sulamispiste on tyypillisesti noin puolet tavallisen teräksen sulamispisteestä. Molemmat nämä seikat tarkoittavat, että alumiiniprofiilien ekstruusioprosessi on suhteellisen vähän energiaa kuluttava, mikä vähentää työkalu- ja valmistuskustannuksia. Lopuksi, alumiinilla on myös korkea lujuus-painosuhde, mikä tekee siitä erinomaisen valinnan teollisiin sovelluksiin.
Ekstruusioprosessin sivutuotteena profiilin pinnalle voi joskus ilmestyä hienoja, lähes näkymättömiä viivoja. Tämä johtuu aputyökalujen muodostumisesta ekstruusion aikana, ja näiden viivojen poistamiseksi voidaan määrittää lisäpintakäsittelyjä. Profiiliosan pinnanlaadun parantamiseksi voidaan suorittaa useita toissijaisia pintakäsittelytoimenpiteitä, kuten tasojyrsintää, pääekstruusiomuovausprosessin jälkeen. Nämä työstötoimenpiteet voidaan määrittää parantamaan pinnan geometriaa ja siten parantamaan osan profiilia vähentämällä ekstrudoidun profiilin pinnan karheutta. Näitä käsittelyjä tarvitaan usein sovelluksissa, joissa osan tarkkaa sijoittelua vaaditaan tai joissa vastinpintojen on oltava tarkasti hallittuja.
Materiaalisarakkeessa näkyy usein merkintä 6063-T5/T6 tai 6061-T4 jne. Tässä merkinnässä 6063 tai 6061 viittaa alumiiniprofiilin merkkiin ja T4/T5/T6 alumiiniprofiilin kuntoon. Mitä eroa niillä sitten on?
Esimerkiksi: Yksinkertaisesti sanottuna 6061-alumiiniprofiililla on parempi lujuus ja leikkausominaisuudet, korkea sitkeys, hyvä hitsattavuus ja korroosionkestävyys; 6063-alumiiniprofiililla on parempi plastisuus, mikä voi parantaa materiaalin tarkkuutta ja samalla sillä on suurempi vetolujuus ja myötölujuus, parempi murtumissitkeys sekä korkea lujuus, kulutuskestävyys, korroosionkestävyys ja korkea lämmönkestävyys.
T4-tila:
Liuoskäsittely + luonnollinen vanheneminen, eli alumiiniprofiili jäähdytetään ekstruuderista puristamisen jälkeen, mutta sitä ei vanhenneta vanhentusuunissa. Vanhentamattomalla alumiiniprofiililla on suhteellisen alhainen kovuus ja hyvä muodonmuutoskyky, mikä soveltuu myöhempään taivutukseen ja muuhun muodonmuutoskäsittelyyn.
T5-tila:
Liuoskäsittely + epätäydellinen keinotekoinen vanhentaminen, eli ilmajäähdytyksen ja sammutuksen jälkeen suulakepuristuksen jälkeen, ja sitten siirto vanhenesuuniin pitämään lämpimänä noin 200 asteessa 2-3 tuntia. Tässä tilassa alumiinilla on suhteellisen korkea kovuus ja tietty muodonmuutoskyky. Sitä käytetään yleisimmin verhoseinissä.
T6-tila:
Liuoskäsittely + täydellinen keinotekoinen vanhentaminen, eli vesijäähdytyksen ja sammutuksen jälkeen suulakepuristuksen jälkeen keinotekoinen vanhentaminen sammutuksen jälkeen on korkeampi kuin T5-lämpötila ja eristysaika on myös pidempi, jotta saavutetaan korkeampi kovuustila, mikä sopii tilanteisiin, joissa materiaalin kovuuden vaatimukset ovat suhteellisen korkeat.
Eri materiaaleista ja eri olomuodoissa valmistettujen alumiiniprofiilien mekaaniset ominaisuudet on esitetty alla olevassa taulukossa:
Myötölujuus:
Metallimateriaalien myötöraja on niiden myötöraja eli jännitys, joka kestää mikroplastista muodonmuutosta. Metallimateriaaleille, joilla ei ole selvää myötörajaa, myötörajaksi määrätään jännitysarvo, joka aiheuttaa 0,2 %:n jäännösmuodonmuutoksen. Tätä kutsutaan ehdolliseksi myötörajaksi tai myötörajaksi. Tätä rajaa suuremmat ulkoiset voimat aiheuttavat osien pysyvän vikaantumisen, eikä niitä voida enää korjata.
Vetolujuus:
Kun alumiini antaa periksi tiettyyn pisteeseen asti, sen muodonmuutoksen vastustuskyky kasvaa jälleen sisäisten rakeiden uudelleenjärjestymisen ansiosta. Vaikka muodonmuutos kehittyy tällöin nopeasti, se voi vain kasvaa jännityksen kasvaessa, kunnes jännitys saavuttaa maksimiarvon. Tämän jälkeen profiilin muodonmuutoksen vastustuskyky heikkenee merkittävästi ja heikoimmassa kohdassa tapahtuu suuri plastinen muodonmuutos. Näytteen poikkileikkaus kutistuu tässä nopeasti ja kuroutuu, kunnes se murtuu.
Websterin kovuus:
Webster-kovuuden perusperiaate on painaa tietyn muotoista sammutettua neulaa näytteen pintaan standardijousen voimalla ja määrittää Webster-kovuusyksiköksi 0,01 mm:n syvyyden. Materiaalin kovuus on kääntäen verrannollinen tunkeutumissyvyyteen. Mitä matalampi tunkeutumissyvyys, sitä suurempi kovuus ja päinvastoin.
Plastinen muodonmuutos:
Tämä on muodonmuutostyyppi, joka ei palautu itsestään. Kun teknisiä materiaaleja ja komponentteja kuormitetaan elastisen muodonmuutoksen alueen ulkopuolella, tapahtuu pysyvää muodonmuutosta eli kuormituksen poistamisen jälkeen tapahtuu peruuttamatonta muodonmuutosta eli jäännösmuodonmuutosta, jota kutsutaan plastiseksi muodonmuutokseksi.
Julkaisun aika: 09.10.2024
