Экструзия алюминия — это основной процесс формования алюминиевых заготовок в профили различного сечения-с помощью формовки под давлением, а также центральный этап производства архитектурных и промышленных алюминиевых профилей. Весь процесс регулируется строгим контролем температуры, давления и точности. От необработанной заготовки до готового продукта он проходит множество стандартизированных операций, чтобы в конечном итоге получить продукцию из алюминиевого профиля с точными размерами и стабильными характеристиками.
1. Подготовка заготовки: от слитка к гомогенизированной заготовке.
Алюминиевые сплавы серии 6000 являются основным выбором для экструзионных заготовок. Слитки первичного алюминия и переработанный алюминий плавятся и отливаются в бревна длинного литья в заданных пропорциях, а затем разрезаются на заготовки фиксированной длины в соответствии с производственными требованиями.
После литья заготовки подвергаются гомогенизирующей термической обработке для растворения легкоплавких эвтектических фаз, уменьшения композиционной сегрегации, улучшения последующей экструдируемости и уменьшения износа матрицы. Перед загрузкой в печь заготовки проверяются ультразвуковым не-разрушающим контролем для устранения внутренних дефектов, таких как пористость и трещины, тем самым обеспечивая качество формовки.
2. Нагрев и экструзия: точный контроль температуры и давления.
Нагрев – это критически важный пред-этап экструзионного формования. Заготовку необходимо нагреть до пластического состояния при температуре 450–500 градусов; любое отклонение температуры напрямую влияет на результаты формовки и качество поверхности. Слишком низкая температура увеличивает сопротивление экструзии и вызывает разрывы поверхности, а слишком высокая температура приводит к таким дефектам, как возгорание и вздутие.
Нагретая заготовка подается в контейнер экструзионного пресса, где гидравлический цилиндр оказывает высокое давление, чтобы протолкнуть алюминиевый сплав через специальную-матрицу и сформировать экструдированную форму. Матрица изготовлена из инструментальной стали для горячей-обработки Н13, точность обработки полости контролируется в пределах ±0,03 мм; сложные поперечные-сечения требуют оптимизированного проектирования, поддерживаемого моделированием-потока металла. Скорость экструзии регулируется в зависимости от-сложности поперечного сечения-простые секции могут достигать 5–15 м/мин, тогда как нестандартные секции требуют пониженной скорости для контроля точности формования.
3. Охлаждение и выпрямление: установка формы и калибровка точности размеров.
После выхода из матрицы профиль имеет температуру примерно 300–400 градусов и должен быть быстро охлажден с помощью воздушного охлаждения или онлайн-закалки распылением, чтобы стабилизировать внутреннюю микроструктуру и зафиксировать размеры поперечного- сечения.
Охлажденные профили могут иметь небольшой изгиб или скручивание, и их необходимо пропустить через машину для правки растяжением, чтобы исправить геометрию, снять часть остаточного напряжения экструзии и сохранить прямолинейность в указанном диапазоне. После правки профили распиливают-на фиксированную длину, удаляют передний и хвостовой лом, а готовые секции сортируют и штабелируют.
4. Старение: основной контроль механических свойств
Обработка старением является основным процессом улучшения механических свойств алюминиевых профилей. В результате выдержки при низких-температурах выделяются упрочняющие фазы, повышающие твердость и прочность на разрыв.
Обычно используемые закалки делятся на Т5 и Т6. T5 представляет собой прямое искусственное старение после онлайн-охлаждения при температуре 175±5 градусов в течение 6–8 часов и подходит для стандартных архитектурных профилей 6063. Т6 требует обработки раствором при температуре 520–530 градусов с последующей закалкой в воде, а затем старением при температуре 175±5 градусов в течение 8 часов; он обеспечивает более высокую прочность и подходит для промышленных профилей с высокими требованиями к -несущей нагрузке. Отклонение температуры в печи для выдержки должно контролироваться в пределах ±5 градусов, чтобы избежать чрезмерного-старения или чрезмерного-старения, которое может привести к тому, что свойства не будут соответствовать стандарту.
5. Отделка и проверка: контроль качества перед поставкой.
После старения профили переходят на стадию финишной обработки-снимаются заусенцы с поверхности, корректируются торцы и проводится последующая обработка поверхности по мере необходимости.
Перед доставкой проводится многомерный-контроль: точность размеров проверяется допуски на поперечное-сечение, испытания механических свойств проверяют прочность и твердость (6063-T5 предел прочности на разрыв не менее 160 МПа; 6063-T6 предел прочности не менее 205 МПа) и визуальный осмотр проверяет наличие дефектов, таких как царапины и деформация. Соответствующая готовая продукция упаковывается в соответствии со спецификациями, с четкой маркировкой марки сплава, состояния и размеров, и, наконец, доставляется для использования.
Качество процесса экструзии алюминия зависит от полного -контроля параметров процесса-точность каждой отдельной операции влияет на характеристики и внешний вид конечного продукта. Полностью контролируемый по параметрам-процесс экструзии является основой обеспечения стабильности и надежности изделий из алюминиевых профилей.