Alyuminiy ekstruziya jarayoni va ishlashni nazorat qilish: sanoat texnik bilimlari

Alyuminiy ekstruziyasi alyuminiyni qayta ishlash sanoati zanjirida asosiy plastik shakllantirish jarayonidir. Alyuminiy qotishma ignabargli plitalarga eksenel bosim o'tkazib, ularni qolip bo'shliqlaridan o'tkazish uchun oldindan belgilangan kesma shakllari va o'lchamlari bilan me'moriy va sanoat profillarini ishlab chiqaradi. Ushbu jarayon yuqori materiallardan foydalanish, yuqori hosil qilish samaradorligi va zich mahsulot mikro tuzilishiga ega va uning mahsulotlari qurilish, temir yo'l tranziti, yangi energiya vositalari, elektrotexnika va elektronika, aerokosmik va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi. Ekstruziya jarayoni parametrlarining mos kelishi va jarayonni nazorat qilish alyuminiyni qayta ishlash korxonalarining asosiy texnik imkoniyatlarining konsentrlangan aksi bo'lgan ekstruziya profillarining mikro tuzilishini, mexanik xususiyatlarini, o'lchov aniqligini va sirt sifatini bevosita aniqlaydi.

I. Asosiy ekstruziya jarayoni oqimi va asosiy havolalar

Alyuminiy ekstruziyasi ko'p jarayonli hamkorlik bilan tizimli jarayon bo'lib, uni uch bosqichga bo'lish mumkin: ignabargli oldindan ishlov berish, ekstruziyani shakllantirish va ekstruziyadan keyingi ishlov berish. Har bir bo'g'inning jarayonning aniqligi birgalikda yakuniy mahsulot sifatini belgilaydi.

1. Tuxumni oldindan tozalash jarayoni

(1) Gomogenizatsiya bilan davolash

Yarim uzluksiz quyish jarayonida alyuminiy qotishma ingotlari intragranular segregatsiya, qo'pol ikkinchi fazalar va konsentrlangan ichki kuchlanish kabi mikroyapı nuqsonlariga moyil bo'ladi. To'g'ridan-to'g'ri ekstruziya notekis deformatsiyaga chidamliligiga, yomon sirt sifatiga va katta ishlash tebranishlariga olib keladi. Gomogenizatsiya bilan ishlov berish ignabargli qatlamni solidus chizig'idan past haroratgacha qizdirishni va uni uzoq vaqt ushlab turishni o'z ichiga oladi (6xxx seriyali qotishmalar uchun, odatda 540 ~ 580 daraja, 4 ~ 12 soat davomida ushlab turish). U atomik diffuziya orqali kompozitsiyani ajratishni yo'q qiladi va qo'pol intermetalik birikmalarni eritadi va cho'ktiradi, bu esa ekstruziya sifatini ta'minlashning zaruriy sharti bo'lgan ignabargli plastmassa va deformatsiyaning bir xilligini sezilarli darajada yaxshilaydi.

(2) Idish va qolipni oldindan qizdirish

Isitish harorati qotishma tizimiga muvofiq o'rnatilishi kerak: 6xxx alyuminiy qotishmalari uchun 460 ~ 530 daraja va 7xxx yuqori quvvatli alyuminiy qotishmalari uchun 400 ~ 480 daraja. Printsip qotishmaning yaxshi plastikligini ta'minlash va haddan tashqari kuyishdan qochishdir. Shu bilan birga, ekstruziya idishi va matritsa sinxron tarzda oldindan qizdirilishi kerak. Haroratning pasayishi natijasida hosil bo'lgan qarshilik va termal zarbaning keskin o'sishini kamaytirish uchun qolipning harorati odatda ignabargli haroratdan 10 ~ 30 daraja past bo'ladi.

2. Ekstruziyani shakllantirish jarayoni

Metall oqimi va kuchlanish xususiyatlariga ko'ra, asosiy ekstruziya jarayonlari mahsulotning turli joylashuviga moslashgan holda uchta toifaga bo'linadi:

To'g'ridan-to'g'ri ekstruziya: Eng ko'p ishlatiladigan jarayon. Idish ekstruziya novdasi bilan oldinga siljiydi va metall oqim yo'nalishi ekstruziya novdasiga mos keladi. U oddiy operatsiya va qulay o'zgarishlarni o'z ichiga oladi, lekin konteyner devorida katta ishqalanish qarshiligiga ega va profilning boshi va dumi o'rtasida mikro tuzilma va xususiyatlarda ma'lum farqlar mavjud.

Bilvosita ekstruziya: matritsa ekstruziya novdasi bilan sinxron harakat qiladi. Metall va ekstruziya idishi o'rtasida nisbiy sirpanish yo'q, buning natijasida past ishqalanish qarshiligi, bir xil deformatsiya va past ekstruziya kuchi mavjud. Bu yuqori quvvatli qotishmalar va yuqori aniqlikdagi sanoat profillari uchun javob beradi, ammo uskunaning tuzilishi murakkab va texnik xizmat ko'rsatish narxi yuqori.

Izotermik ekstruziya: Plitkaning eksenel harorat gradientini oldindan belgilash va ekstruziya tezligini real vaqtda tartibga solish orqali deformatsiya zonasidagi metall harorati doimiy ravishda saqlanadi. Tezlik va harorat o'rtasidagi bog'lanish qarama-qarshiligini to'liq hal qiladi va profilning butun uzunligi bo'ylab bir xil mikro tuzilma va xususiyatlarni amalga oshiradi. Bu yuqori darajadagi sanoat profillari uchun asosiy jarayondir.

Ekstruziya jarayonining asosiy parametri hisoblanadiekstruziya nisbati(ekstruziya idishining tasavvurlar maydonining profilning tasavvurlar maydoniga nisbati), bu deformatsiya darajasini aks ettiradi. Arxitektura profillarining ekstruziya nisbati odatda 20 ~ 50 ni tashkil qiladi va sanoat strukturaviy profillar 50 ~ 100 ga yetishi mumkin. Ekstruziya koeffitsientining etarli emasligi donni tozalashning zaif ta'siriga va past kuchga olib keladi, ortiqcha nisbat esa uskunaning tonnaji va qolip kuchi bilan cheklanadi.

3. Ekstruziyadan keyingi ishlov berish jarayoni

(1) Onlayn o'chirish

Kalıpdan chiqadigan profilning harorati eritma bilan ishlov berish haroratiga yaqin, shuning uchun qotishma elementlarning alyuminiy matritsasida o'ta to'yingan holatda erishi uchun zudlik bilan sovutilishi va söndürülmesi kerak, bu esa keyingi yoshni mustahkamlash uchun sharoit yaratadi. Sovutish usullari uchta toifaga bo'linadi: havo sovutish, suv bug'ini sovutish va suvni sovutish, turli xil mahsulot temperatlariga mos keladi:

T5 Temper: O'rtacha sovutish tezligi bilan havo sovutish yoki suv bug'ini sovutishni qabul qilish, keyingi sun'iy qarish bilan birgalikda, yaxshi shakllanish aniqligiga ega va me'moriy dekorativ profillarda keng qo'llaniladi.

T6 temper: Tez sovutish tezligi va etarli eritma bilan ishlov berish bilan iliq suv yoki kuchli suv bug'ini o'chirishni qabul qilish, qarishdan keyin yuqori quvvatga ega va yuk ko'taruvchi sanoat profillari uchun ishlatiladi.

Sovutish tezligi qotishma tarkibiga mos kelishi kerak: etarli darajada sovutish ikkinchi fazaning erta yog'ingarchilikka olib keladi va yoshni mustahkamlash ta'sirini kamaytiradi; haddan tashqari sovutish osongina katta ichki stressni keltirib chiqaradi, bu esa profilning deformatsiyasiga va yorilishiga olib keladi.

(2) Stretch tekislash va tugatish

Söndürülmüş profilda qoldiq ichki stress va egilish / burish nuqsonlari mavjud. 0,5% ~ 2% kuchlanish deformatsiyasi kuchlanishni bartaraf etish va to'g'rilik va o'lchov aniqligini to'g'rilash uchun nosilka tomonidan qo'llaniladi. Shundan so'ng, belgilangan uzunlikdagi arralash, sun'iy qarish va sirtni tozalash (anodlash, elektroforetik qoplama, chang bo'yash va boshqalar) talablarga muvofiq amalga oshiriladi.

(3) Sun'iy qarish

Sun'iy qarish - bu profilni belgilangan haroratgacha qizdirish va uni ushlab turishning asosiy jarayoni, shuning uchun o'ta to'yingan qattiq eritma nano-miqyosdagi mustahkamlash fazalarini cho'ktirib, mustahkamlikni sezilarli darajada yaxshilaydi. Odatdagi jarayonlarga quyidagilar kiradi: 6 ~ 8 soat davomida 170 ~ 180 daraja 6063 qotishma T5 qarishi; 6061 qotishma T6 qarishi 8 ~ 10 soat davomida 175 daraja. Qarish harorati va vaqtini aniq nazorat qilish kuch va plastika mosligini sozlashning asosiy vositasidir.

II. Mikrostruktura va xossalari bo'yicha jarayon parametrlarining mexanizmi

Ekstruziya jarayoni - bu harorat, tezlik va deformatsiyaning ko'p maydonli ulanishi bilan issiq deformatsiya jarayoni. Jarayon parametrlari oxir-oqibat, qayta kristallanish harakati va ikkinchi fazaning yog'ingarchilik holatini o'zgartirib, profilning mikro tuzilishi va xususiyatlarini aniqlaydi.

1. Harorat parametri

Idishning haroratini oshirish qotishma plastisiyasini yaxshilaydi va deformatsiyaga chidamliligini pasaytiradi, bu murakkab tasavvurlar hosil qilish uchun qulaydir. Biroq, harorat kritik qiymatdan oshib ketganda, u donning qo'pollashishiga, ortiqcha qayta kristallanishga va hatto haddan tashqari yonib ketish nuqsonlariga olib keladi, bu esa mexanik xususiyatlarning jarlikka o'xshash pasayishiga olib keladi. Shu bilan birga, ekstruziya paytida plastik deformatsiya ishi issiqlikka aylanadi, bu esa profilning qolib chiqish haroratini dastlabki ignabargli haroratdan sezilarli darajada yuqori qiladi. Ekstruziya tezligi qanchalik tez bo'lsa, haroratni oshirish effekti shunchalik aniq bo'ladi, bu jarayonni boshqarishning asosiy qiyinligi.

2. Ekstruziya tezligi

Ekstruziya tezligi harorat bilan dinamik ravishda mos kelishi kerak: juda tez tezlik konsentrlangan deformatsiya issiqligiga, profildagi yirtiq va apelsin qobig'i kabi sirt nuqsonlariga va yadro va sirt o'rtasidagi katta harorat farqiga olib keladi, bu notekis mikroyapı va xususiyatlarni keltirib chiqaradi; juda sekin tezlik past ishlab chiqarish samaradorligiga olib keladi va profil uzoq vaqt davomida yuqori haroratli zonada qoladi, bu esa qayta kristallangan don o'sishiga moyil bo'ladi. Sanoat odatda "past harorat + tez ekstruziya" yoki "yuqori harorat + sekin ekstruziya" ning mos strategiyasini qabul qiladi va samaradorlik va sifat o'rtasidagi muvozanatga erishish uchun izotermik ekstruziya texnologiyasini birlashtiradi.

3. Deformatsiya darajasi

Plastik deformatsiya nazariyasiga ko'ra, ekstruziya nisbatini oshirish dislokatsiya zichligini oshiradi, dinamik qayta kristallanishni rag'batlantiradi, don tuzilishini yaxshilaydi va profilning mustahkamligi va plastisiyasining keng qamrovli xususiyatlarini yaxshilaydi. Ekstruziya nisbati 10 dan kam bo'lsa, donni tozalash effekti aniq emas va qo'pol don halqasi nuqsonlari paydo bo'lishiga moyil; haddan tashqari ekstruziya nisbati ekstruziya kuchining keskin o'sishiga olib keladi, bu uskunaning tonnaji va qolip kuchi bilan cheklangan.

4. Söndürme va qarish rejimi

Söndürme sovutish tezligi eritma bilan ishlov berish darajasini to'g'ridan-to'g'ri aniqlaydi: sovutish tezligi qanchalik tez bo'lsa, o'ta to'yingan qattiq eritmaning konsentratsiyasi shunchalik yuqori bo'ladi va qarishdan keyin cho'kma mustahkamlash fazalari ko'proq tarqaladi, bu esa yuqori kuchga olib keladi. 6xxx seriyali qotishmalar uchun kritik sovutish tezligi taxminan 1 ~ 5 daraja / s ni tashkil qiladi. Ushbu qiymatdan past bo'lsa, Mg₂Si fazasi oldindan cho'kadi va mustahkamlovchi ta'sirini yo'qotadi.

Qarish jarayoni mustahkamlash fazalarining yog'ingarchilik holatini belgilaydi: kam qarish mustahkamlash fazalarining yog'ingarchilikning etarli emasligiga va past quvvatga olib keladi; eng yuqori qarish maksimal kuchga etadi, lekin plastika kamayadi; haddan tashqari qarish mustahkamlash fazalarining qo'pollashishiga, kuchning pasayishiga va plastiklikning yaxshilanishiga olib keladi. Tegishli rejim mahsulotning ishlash talablariga muvofiq tanlanishi kerak.

III. Asosiy ishlash ko'rsatkichlari uchun aniq nazorat qilish usullari

Alyuminiy ekstrudirovka qilingan mahsulotlarning ishlashini nazorat qilish to'rtta asosiy o'lchovga qaratilgan: mexanik xususiyatlar, o'lchov aniqligi, sirt sifati va korroziyaga chidamlilik va elektr o'tkazuvchanligi.

1. Mexanik mulkni nazorat qilish

Mexanik xususiyatlar (tortishish kuchi, oquvchanlik kuchi, sinishdan keyin cho'zilish) sanoat profillarining asosiy ko'rsatkichlari hisoblanadi. To'liq jarayonni boshqarish yo'li quyidagilarni o'z ichiga oladi:

Tarkibi manbasini boshqarish: Mg₂Si mustahkamlash bosqichining etarli darajada shakllanishini ta'minlash uchun 6xxx seriyali qotishmalarda Mg va Si umumiy tarkibini va Mg / Si nisbatini nazorat qilish kabi qotishma tarkibidagi mustahkamlovchi elementlarning tarkibini aniq nazorat qilish; Plastisitni kamaytiradigan mo'rt fazalarni oldini olish uchun Fe va Cu kabi nopoklik elementlarini qat'iy nazorat qiling.

Gomogenizatsiya adekvatligi: Plitaning bir xil tarkibi va mikro tuzilishini ta'minlash va mahalliy ishlash tebranishlarini bartaraf etish.

Ekstruziya jarayonini moslashtirish: Etarlicha dinamik qayta kristallanish va donni tozalashni ta'minlash uchun o'rtacha ekstruziya harorati va ekstruziya nisbatini nazorat qiling.

Quenching-Aging Yopiq aylanish nazorati: Söndürme sovutish tezligi standartga mos kelishini ta'minlang va mustahkamlash bosqichlarining optimal yog'ingarchilikka erishish uchun qarish pechining harorat bir xilligini va ushlab turish vaqtini aniq nazorat qiling.

2. O'lchov aniqligini nazorat qilish

Alyuminiy profillarning o'lchov aniqligiga o'lim, asbob-uskunalar va jarayon kabi ko'plab omillar ta'sir qiladi. Nazorat nuqtalariga quyidagilar kiradi:

Kalıp o'lchami: Yuqori aniqlikdagi ishlov berish va oynani parlatish, metall oqimi tezligidagi farqni qoplash uchun oqilona rulman uzunligi va teshik tuzilishini loyihalash.

Jarayon o'lchami: notekis oqim tezligidan kelib chiqadigan tasavvurlar deformatsiyasini oldini olish uchun ekstruziya harorati va tezligini barqarorlashtirish; o'lchamdagi og'ishning oldini olish uchun cho'zilgan tekislashning cho'zilgan miqdorini nazorat qiling.

Uskunaning o'lchami: Ekstruderning tekislash to'g'riligini va uskuna bo'shlig'idan kelib chiqadigan burilish va egilishni kamaytirish uchun hidoyat rayining to'g'riligini ta'minlang.

Yuqori darajadagi sanoat profillarining o'lchov aniqligi IT6 ~ IT7 darajasiga yetishi mumkin, bu aniq montaj talablariga javob beradi.

3. Sirt sifatini nazorat qilish

Umumiy sirt muammolari tirnalgan, chuqurchalar, chiziqlar, pufakchalar va boshqalarni o'z ichiga oladi. Asosiy oldini olish va nazorat qilish choralari:

Teshiklar va qo'shimchalar kabi quyma nuqsonlarni kamaytirish uchun ignabargli materiallarning metallurgiya sifatini yaxshilang.

Ekstruziya idishini saqlang va muntazam ravishda o'lib turing, sirt qoldiqlari va alyuminiy chiplarini tozalang va qolipli erni oyna holatida saqlang.

Haddan tashqari metall oqim tezligidan kelib chiqadigan sirt yirtilishiga yo'l qo'ymaslik uchun ekstruziya tezligi va haroratining mosligini optimallashtiring.

Mexanik chizishlarni kamaytirish uchun tushirish stoli va sovutish to'shagining tashish strukturasini optimallashtiring.

4. Korroziyaga chidamlilik va elektr o'tkazuvchanligini nazorat qilish

Korroziyaga chidamlilik: don strukturasining bir xilligini nazorat qilish va qo'pol ikkinchi fazalarni kamaytirish orqali elektrokimyoviy korroziya tendentsiyasini kamaytirish; anodizatsiya va elektroforetik qoplama kabi sirt ishlov berish bilan birgalikda tuz purkash qarshiligi va kislota-asos qarshiligi sezilarli darajada yaxshilanishi mumkin.

Elektr o'tkazuvchanligi: Elektr o'tkazuvchanligi uchun alyuminiy profillar uchun nopoklik elementlarining tarkibini nazorat qilish va panjara buzilishini kamaytirish kerak; shu bilan birga, o'tkazuvchanlik va quvvat o'rtasidagi muvozanatni ta'minlash uchun ortiqcha qarish natijasida yuzaga keladigan ikkinchi bosqichning qo'pollashishiga yo'l qo'ymang.

IV. Umumiy sifat nuqsonlari va oldini olish echimlari

V. Sanoat texnologiyasini rivojlantirish tendentsiyalari

Yuqori darajadagi quyi oqim ishlab chiqarishdan talabni oshirish bilan alyuminiy ekstruziya texnologiyasi yuqori aniqlik, yuqori mahsuldorlik, past karbonizatsiya va aql-zakovatga qarab rivojlanishda davom etmoqda.

Katta murakkab kesmalarning integral ekstruziyasiYangi energiyali avtomobil shassilari va temir yo'l tranzit vagonlari kabi sohalarga bo'lgan talab 10 000 tonnalik katta tonnajli ekstruderlarni ommalashtirishga yordam beradi, katta yupqa devorli, g'ovakli ichi bo'sh va murakkab kesma profillarni kompleks shakllantirishni amalga oshiradi, an'anaviy payvandlash moslamasini almashtiradi va strukturaviy quvvat darajasini oshiradi.

Yuqori quvvatli va yuqori chidamli qotishmalar uchun ekstruziya texnologiyasi7xxx, 2xxx yuqori quvvatli alyuminiy qotishmalari va alyuminiy-litiy qotishmalari uchun ekstruziya texnologiyasidagi yutuqlar aerokosmik va yangi energiya vositalarining engil talabini qo'llab-quvvatlaydi. Asosiy qiyinchiliklar deformatsiyaning yorilishini nazorat qilish va mikro tuzilmaning bir xilligini yaxshilashda yotadi. Bilvosita ekstruziya, izotermik ekstruziya, gradient isitish va boshqa texnologiyalar standart konfiguratsiyaga aylandi.

Aqlli ekstruziya ishlab chiqarish liniyalariRaqamli egizak, on-line infraqizil haroratni o'lchash, vizual o'lchamlarni tekshirish va boshqa texnologiyalar orqali ekstruziya parametrlarini real vaqt rejimida yopiq pastadir nazorati amalga oshiriladi; qolip dizaynini optimallashtirish va jarayon parametrlarini moslashtirish uchun AI algoritmi bilan birgalikda qo'lda sinov va xatolik kamayadi va hosil va ishlab chiqarish samaradorligi sezilarli darajada yaxshilanadi.

Yashil va kam uglerodli ekstruziya jarayoniEkstruziya jarayonida energiya sarfini kamaytirish uchun elektromagnit induksion isitish va chiqindi issiqlikni qayta tiklash kabi energiya tejovchi texnologiyalarni rag'batlantirish; qisqa oqimli ekstruziya jarayonlarini ishlab chiqish, ignabargli isitish havolasini bekor qilish va to'g'ridan-to'g'ri ekstruziya uchun quyma chiqindi issiqlikdan foydalanish, bu esa keng qamrovli energiya sarfini 30% dan ortiq qisqartirishi mumkin.