1 Einleitung
Mit der rasanten Entwicklung der Aluminiumindustrie und der kontinuierlichen Steigerung der Tonnage für Aluminium-Strangpressmaschinen hat sich die Technologie des porösen Aluminium-Strangpressens herausgebildet. Das Strangpressen von Aluminium mit porösen Formen verbessert die Produktionseffizienz des Strangpressens erheblich und stellt auch höhere technische Anforderungen an das Formendesign und die Strangpressprozesse.
2 Extrusionsprozess
Der Einfluss des Extrusionsprozesses auf die Produktionseffizienz der Aluminiumextrusion mit porösen Formen spiegelt sich hauptsächlich in der Steuerung von drei Aspekten wider: Rohlingstemperatur, Formtemperatur und Austrittstemperatur.
2.1 Leertemperatur
Eine gleichmäßige Rohlingstemperatur hat einen erheblichen Einfluss auf die Extrusionsleistung. In der tatsächlichen Produktion werden Extrusionsmaschinen, die anfällig für Oberflächenverfärbungen sind, im Allgemeinen mithilfe von Mehrkammeröfen erhitzt. Multi-Rohling-Öfen sorgen für eine gleichmäßigere und gründlichere Rohlingerwärmung mit guten Isolationseigenschaften. Um eine hohe Effizienz zu gewährleisten, wird außerdem häufig die Methode „Niedrige Temperatur und hohe Geschwindigkeit“ eingesetzt. In diesem Fall sollten die Rohlingstemperatur und die Austrittstemperatur eng an die Extrusionsgeschwindigkeit angepasst werden, wobei die Einstellungen Änderungen im Extrusionsdruck und den Zustand der Rohlingsoberfläche berücksichtigen. Die Einstellungen der Rohlingstemperatur hängen von den tatsächlichen Produktionsbedingungen ab. Als allgemeine Richtlinie gilt jedoch, dass die Rohlingstemperaturen bei der Extrusion mit porösen Formen typischerweise zwischen 420 und 450 °C gehalten werden, wobei flache Düsen im Vergleich zu geteilten Düsen um 10 bis 20 °C etwas höher eingestellt werden.
2.2 Formtemperatur
Basierend auf den Produktionserfahrungen vor Ort sollten die Formtemperaturen zwischen 420 und 450 °C gehalten werden. Zu lange Aufheizzeiten können während des Betriebs zu Schimmelpilzerosion führen. Darüber hinaus ist die richtige Platzierung der Form während des Erhitzens von entscheidender Bedeutung. Die Formen sollten nicht zu dicht gestapelt werden und etwas Platz zwischen ihnen lassen. Eine Blockierung des Luftstromauslasses des Formofens oder eine unsachgemäße Platzierung können zu ungleichmäßiger Erwärmung und inkonsistenter Extrusion führen.
3 Schimmelfaktoren
Formdesign, Formverarbeitung und Formwartung sind für die Extrusionsformung von entscheidender Bedeutung und wirken sich direkt auf die Oberflächenqualität, Maßhaltigkeit und Produktionseffizienz des Produkts aus. Lassen Sie uns diese Aspekte anhand von Produktionspraktiken und gemeinsamen Erfahrungen beim Formenbau analysieren.
3.1 Formenbau
Schimmel ist die Grundlage der Produktbildung und spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Form, Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität und Materialeigenschaften des Produkts. Bei porösen Formprofilen mit hohen Anforderungen an die Oberfläche kann eine Verbesserung der Oberflächenqualität erreicht werden, indem die Anzahl der Umleitungslöcher reduziert und die Platzierung der Umleitungsbrücken optimiert wird, um die dekorative Hauptoberfläche des Profils zu vermeiden. Darüber hinaus kann bei Flachmatrizen die Verwendung eines Rückflussgrubendesigns einen gleichmäßigen Metallfluss in die Matrizenhohlräume gewährleisten.
3.2 Formenverarbeitung
Bei der Formbearbeitung ist die Minimierung des Widerstands gegen den Metallfluss an den Brücken von entscheidender Bedeutung. Das reibungslose Fräsen der Umleitungsbrücken gewährleistet die Genauigkeit der Positionen der Umleitungsbrücken und trägt dazu bei, einen gleichmäßigen Metallfluss zu erreichen. Bei Profilen mit hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität, wie z. B. Solarpaneelen, sollten Sie erwägen, die Höhe der Schweißkammer zu erhöhen oder einen sekundären Schweißprozess zu verwenden, um gute Schweißergebnisse zu gewährleisten.
3.3 Formwartung
Ebenso wichtig ist die regelmäßige Pflege der Schimmelpilze. Durch das Polieren der Formen und die Durchführung einer Stickstoff-Wartung können Probleme wie ungleichmäßige Härte in den Arbeitsbereichen der Formen verhindert werden.
4 Rohlingsqualität
Die Qualität des Rohlings hat einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität der Produktoberfläche, die Effizienz der Extrusion und auf Schäden an der Form. Rohlinge von schlechter Qualität können zu Qualitätsproblemen wie Rillen, Verfärbungen nach Oxidation und einer verkürzten Formlebensdauer führen. Zur Rohlingsqualität gehört die richtige Zusammensetzung und Gleichmäßigkeit der Elemente, die sich direkt auf die Extrusionsleistung und die Oberflächenqualität auswirken.
4.1 Kompositionskonfiguration
Am Beispiel von Solarpaneelprofilen ist die richtige Konfiguration von Si, Mg und Fe in der speziellen 6063-Legierung für die Extrusion poröser Formen entscheidend für die Erzielung einer idealen Oberflächenqualität ohne Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften. Die Gesamtmenge und der Anteil von Si und Mg sind entscheidend, und basierend auf langjähriger Produktionserfahrung ist es geeignet, Si+Mg im Bereich von 0,82–0,90 % zu halten, um die gewünschte Oberflächenqualität zu erzielen.
Bei der Analyse nicht konformer Rohlinge für Solarmodule wurde festgestellt, dass Spurenelemente und Verunreinigungen instabil waren oder die Grenzwerte überschritten, was die Oberflächenqualität erheblich beeinträchtigte. Die Zugabe von Elementen beim Legieren in der Schmelzerei sollte mit Vorsicht erfolgen, um Instabilität oder einen Überschuss an Spurenelementen zu vermeiden. In der Abfallklassifizierung der Branche umfassen Extrusionsabfälle primäre Abfälle wie Verschnitt und Grundmaterial, sekundäre Abfälle umfassen Nachbearbeitungsabfälle aus Vorgängen wie Oxidation und Pulverbeschichtung und Wärmedämmprofile werden als tertiäre Abfälle kategorisiert. Für oxidierte Profile sollte ein spezieller Rohling verwendet werden. Bei ausreichender Materialmenge wird im Allgemeinen kein Abfall hinzugefügt.
4.2 Rohling-Produktionsprozess
Um qualitativ hochwertige Rohlinge zu erhalten, ist die strikte Einhaltung der Prozessanforderungen an die Stickstoffspüldauer und die Aluminium-Absetzzeit unerlässlich. Legierungselemente werden typischerweise in Blockform zugegeben und durch gründliches Mischen beschleunigt sich ihre Auflösung. Richtiges Mischen verhindert die Bildung lokaler Zonen mit hoher Konzentration von Legierungselementen.
Abschluss
Aluminiumlegierungen werden häufig in Fahrzeugen mit neuer Energie verwendet und finden Anwendung in Strukturkomponenten und Teilen wie Karosserie, Motor und Rädern. Der zunehmende Einsatz von Aluminiumlegierungen in der Automobilindustrie wird durch die Forderung nach Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit in Kombination mit Fortschritten in der Aluminiumlegierungstechnologie vorangetrieben. Bei Profilen mit hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität, wie z. B. Batterieträger aus Aluminium mit zahlreichen Innenlöchern und hohen mechanischen Leistungsanforderungen, ist die Verbesserung der Effizienz der porösen Formenextrusion für Unternehmen von entscheidender Bedeutung, um im Kontext der Energiewende erfolgreich zu sein.
Herausgegeben von May Jiang von MAT Aluminium
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 30. Mai 2024
