En general, per obtenir propietats mecàniques més elevades, s'ha de seleccionar una temperatura d'extrusió més alta. Tanmateix, per a l'aliatge 6063, quan la temperatura d'extrusió general és superior a 540 °C, les propietats mecàniques del perfil ja no augmentaran, i quan és inferior a 480 °C, la resistència a la tracció pot no estar qualificada.
Si la temperatura d'extrusió és massa alta, apareixeran bombolles, esquerdes, ratllades superficials i fins i tot rebaves al producte a causa de l'adherència de l'alumini al motlle. Per tant, per obtenir productes amb una alta qualitat superficial, sovint s'utilitzen temperatures d'extrusió relativament baixes.
Un bon equipament també és clau per millorar l'eficiència de la producció d'extrusió d'alumini, especialment les tres peces principals: l'extrusora d'alumini, el forn de calefacció de varetes d'alumini i el forn de calefacció de motlles. A més, el més important és tenir un operador d'extrusió excel·lent.
Anàlisi tèrmica
Les barres i varetes d'alumini s'han de preescalfar abans de l'extrusió per assolir una temperatura propera a la temperatura de solvus, de manera que el magnesi de la vareta d'alumini es pugui fondre i fluir uniformement en el material d'alumini. Quan la vareta d'alumini es col·loca a l'extrusora, la temperatura no canvia gaire.
Quan l'extrusora s'engega, l'enorme força d'empenta de la vareta d'extrusió empeny el material d'alumini estovat fora del forat de la matriu, cosa que genera molta fricció, que es converteix en temperatura, de manera que la temperatura del perfil extrudit supera la temperatura de solvus. En aquest moment, el magnesi es fon i flueix, cosa que és extremadament inestable.
Quan s'augmenta la temperatura, no ha de ser superior a la temperatura de sòlidus, ja que altrament l'alumini també es fondrà i el perfil no es podrà formar. Prenent com a exemple l'aliatge de la sèrie 6000, la temperatura de la vareta d'alumini s'ha de mantenir entre 400-540 °C, preferiblement 470-500 °C.
Si la temperatura és massa alta, esquinçarà, si és massa baixa, es reduirà la velocitat d'extrusió i la major part de la fricció generada per l'extrusió es convertirà en calor, cosa que farà que la temperatura augmenti. L'augment de temperatura és proporcional a la velocitat d'extrusió i a la pressió d'extrusió.
La temperatura de sortida s'ha de mantenir entre 550-575 °C, com a mínim per sobre de 500-530 °C, ja que en cas contrari el magnesi de l'aliatge d'alumini no es pot fondre i això afectarà les propietats del metall. Però no ha de ser superior a la temperatura de sòlidus, ja que una temperatura de sortida massa alta provocarà esquinçaments i afectarà la qualitat superficial del perfil.
La temperatura òptima d'extrusió de la vareta d'alumini s'ha d'ajustar en combinació amb la velocitat d'extrusió de manera que la diferència de temperatura d'extrusió no sigui inferior a la temperatura de solvus ni superior a la temperatura de solidus. Els diferents aliatges tenen diferents temperatures de solvus. Per exemple, la temperatura de solvus de l'aliatge 6063 és de 498 °C, mentre que la de l'aliatge 6005 és de 510 °C.
Velocitat del tractor
La velocitat del tractor és un indicador important de l'eficiència de la producció. Tanmateix, diferents perfils, formes, aliatges, mides, etc. poden afectar la velocitat del tractor, cosa que no es pot generalitzar. Les fàbriques modernes de perfils d'extrusió occidentals poden aconseguir una velocitat del tractor de 80 metres per minut.
La velocitat de la vareta d'extrusió és un altre indicador important de la productivitat. Es mesura en mil·límetres per minut i la velocitat de la vareta d'extrusió sovint és més fiable que la velocitat del tractor a l'hora d'estudiar l'eficiència de la producció.
La temperatura del motlle és molt important per a la qualitat dels perfils extrudits. La temperatura del motlle s'ha de mantenir a uns 426 °C abans de l'extrusió, ja que en cas contrari s'obstruirà fàcilment o fins i tot es farà malbé el motlle. L'objectiu del refredament és "congelar" el magnesi, element d'aliatge, estabilitzant els àtoms de magnesi inestables i evitant que s'assentin, per tal de mantenir la resistència del perfil.
Tres mètodes principals de refredament inclouen: refredament per aire, refredament per boira d'aigua i refredament per dipòsit d'aigua. El tipus de refredament utilitzat depèn de la velocitat d'extrusió, el gruix i les propietats físiques requerides del perfil, especialment els requisits de resistència. El tipus d'aliatge és una indicació completa de la duresa i les propietats elàstiques de l'aliatge. Els tipus d'aliatge d'alumini han estat especificats detalladament per l'Associació Americana d'Alumini, i hi ha cinc estats bàsics:
F significa "tal com està fabricat".
O significa "productes forjats recuits".
La T significa que ha estat "tractat tèrmicament".
W significa que el material ha estat tractat tèrmicament en solució.
H fa referència a aliatges no tractables tèrmicament que són "treballats en fred" o "endurits per deformació".
La temperatura i el temps són dos índexs que necessiten un control estricte de l'envelliment artificial. En el forn d'envelliment artificial, cada part de la temperatura ha de ser la mateixa. Tot i que l'envelliment a baixa temperatura pot millorar la resistència dels perfils, el temps necessari hauria d'augmentar en conseqüència. Per aconseguir les millors propietats físiques metàl·liques, cal seleccionar l'aliatge d'alumini adequat i la seva forma òptima, utilitzar el mode de refredament adequat, controlar la temperatura d'envelliment i el temps d'envelliment adequats per millorar el rendiment, el rendiment és un altre índex important de l'eficiència de la producció. Teòricament és impossible aconseguir un rendiment del 100%, perquè les culates tallaran el material a causa de les marques de pinçament dels tractors i les lliteres.
Editat per May Jiang de MAT Aluminum
Data de publicació: 05 de juny de 2023
