Generell gilt, dass zur Erzielung höherer mechanischer Eigenschaften eine höhere Extrusionstemperatur gewählt werden sollte. Wenn jedoch bei der 6063-Legierung die allgemeine Extrusionstemperatur höher als 540 °C ist, verbessern sich die mechanischen Eigenschaften des Profils nicht mehr, und wenn sie niedriger als 480 °C ist, kann die Zugfestigkeit ungeeignet sein.
Wenn die Extrusionstemperatur zu hoch ist, entstehen Blasen, Risse, Oberflächenkratzer und sogar Grate auf dem Produkt, weil das Aluminium an der Form haftet. Um Produkte mit hoher Oberflächenqualität zu erhalten, werden daher häufig relativ niedrige Extrusionstemperaturen verwendet.
Eine gute Ausrüstung ist auch der entscheidende Punkt, um die Produktionseffizienz der Aluminiumextrusion zu verbessern, insbesondere der drei Hauptteile Aluminiumextruder, Aluminiumstabheizofen und Formheizofen. Darüber hinaus ist es am wichtigsten, einen hervorragenden Extruder zu haben.
Thermische Analyse
Aluminiumstäbe und -stäbe müssen vor dem Strangpressen vorgewärmt werden, um eine Temperatur nahe der Lösungstemperatur zu erreichen, damit das Magnesium im Aluminiumstab schmelzen und gleichmäßig im Aluminiummaterial fließen kann. Wenn der Aluminiumstab in den Extruder gegeben wird, ändert sich die Temperatur nicht wesentlich.
Wenn der Extruder startet, drückt die enorme Druckkraft des Strangpressstabs das erweichte Aluminiummaterial aus dem Düsenloch, wodurch viel Reibung entsteht, die in Temperatur umgewandelt wird, sodass die Temperatur des extrudierten Profils die Lösungstemperatur überschreitet. Zu diesem Zeitpunkt schmilzt das Magnesium und fließt herum, was äußerst instabil ist.
Bei einer Temperaturerhöhung darf diese nicht höher als die Solidustemperatur sein, da sonst auch das Aluminium schmilzt und das Profil nicht umgeformt werden kann. Am Beispiel einer Legierung der Serie 6000 sollte die Temperatur des Aluminiumstabs zwischen 400 und 540 °C, vorzugsweise zwischen 470 und 500 °C, gehalten werden.
Ist die Temperatur zu hoch, kommt es zum Reißen, ist sie zu niedrig, verringert sich die Extrusionsgeschwindigkeit und der größte Teil der durch die Extrusion erzeugten Reibung wird in Wärme umgewandelt, was zu einem Temperaturanstieg führt. Der Temperaturanstieg ist proportional zur Extrusionsgeschwindigkeit und zum Extrusionsdruck.
Die Austrittstemperatur sollte zwischen 550–575 °C, mindestens über 500–530 °C, gehalten werden, da sonst das Magnesium in der Aluminiumlegierung nicht geschmolzen werden kann und die Metalleigenschaften beeinträchtigt. Sie darf jedoch nicht höher als die Solidustemperatur sein, da eine zu hohe Austrittstemperatur zu Rissen führt und die Oberflächenqualität des Profils beeinträchtigt.
Die optimale Extrusionstemperatur des Aluminiumstabs sollte in Kombination mit der Extrusionsgeschwindigkeit so eingestellt werden, dass die Extrusionstemperaturdifferenz nicht niedriger als die Lösungstemperatur und nicht höher als die Solidustemperatur ist. Unterschiedliche Legierungen haben unterschiedliche Lösungstemperaturen. Beispielsweise beträgt die Lösungstemperatur der Legierung 6063 498 °C, während die der Legierung 6005 510 °C beträgt.
Traktorgeschwindigkeit
Die Traktorgeschwindigkeit ist ein wichtiger Indikator für die Produktionseffizienz. Allerdings können unterschiedliche Profile, Formen, Legierungen, Größen usw. die Geschwindigkeit des Traktors beeinflussen, was nicht verallgemeinert werden kann. Moderne westliche Extrusionsprofilfabriken können eine Traktorgeschwindigkeit von 80 Metern pro Minute erreichen.
Die Extrusionsstangenrate ist ein weiterer wichtiger Indikator für die Produktivität. Sie wird in Millimetern pro Minute gemessen und bei der Untersuchung der Produktionseffizienz ist die Geschwindigkeit der Extrusionsstange oft zuverlässiger als die Geschwindigkeit des Traktors.
Die Formtemperatur ist für die Qualität extrudierter Profile von großer Bedeutung. Die Formtemperatur sollte vor der Extrusion bei etwa 426 °C gehalten werden, da es sonst leicht zu Verstopfungen oder sogar Schäden an der Form kommt. Der Zweck des Abschreckens besteht darin, das Legierungselement Magnesium „einzufrieren“, die instabilen Magnesiumatome zu stabilisieren und an ihrer Ablagerung zu hindern, um die Festigkeit des Profils aufrechtzuerhalten.
Zu den drei wichtigsten Abschreckmethoden gehören: Luftkühlung, Wassernebelkühlung und Wassertankkühlung. Die Art der verwendeten Abschreckung hängt von der Extrusionsgeschwindigkeit, der Dicke und den geforderten physikalischen Eigenschaften des Profils, insbesondere den Festigkeitsanforderungen, ab. Der Legierungstyp ist ein umfassender Hinweis auf die Härte und die elastischen Eigenschaften der Legierung. Die Arten von Aluminiumlegierungen wurden von der American Aluminium Association detailliert spezifiziert und es gibt fünf Grundzustände:
F bedeutet „wie hergestellt“.
O bedeutet „geglühte Schmiedeprodukte“.
T bedeutet, dass es „wärmebehandelt“ wurde.
W bedeutet, dass das Material lösungsgeglüht wurde.
H bezieht sich auf nicht wärmebehandelbare Legierungen, die „kaltverformt“ oder „kaltgehärtet“ sind.
Temperatur und Zeit sind zwei Indizes, die einer strengen Kontrolle der künstlichen Alterung bedürfen. Im künstlichen Alterungsofen muss die Temperatur in allen Teilen gleich sein. Obwohl die Festigkeit von Profilen durch Tieftemperaturalterung verbessert werden kann, müsste sich der Zeitaufwand entsprechend erhöhen. Um die besten physikalischen Eigenschaften des Metalls zu erreichen, ist es notwendig, die geeignete Aluminiumlegierung und ihre optimale Form auszuwählen, einen geeigneten Abschreckmodus zu verwenden, die geeignete Alterungstemperatur und Alterungszeit zu steuern, um die Ausbeute zu verbessern. Die Ausbeute ist ein weiterer wichtiger Produktionsindex Effizienz. Es ist theoretisch unmöglich, eine 100-prozentige Ausbeute zu erreichen, da die Kolben aufgrund der Quetschspuren der Traktoren und Tragen das Material abschneiden.
Herausgegeben von May Jiang von MAT Aluminium
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 05.06.2023
