اکستروژن آلومینیوم چیست؟ اکسترود آلومینیوم فرآیندی صنعتی است که طی آن شمش آلومینیومی گرم شده، تحت فشار شدید از قالب های مخصوص عبور داده می شود و به شکل های گوناگون و پیچیده ای در می آید. این روش تولید، به دلیل قابلیت شکل دهی آلومینیوم به مقاطع متنوع و پیچیده، در صنایع مختلف از جمله ساختمان، خودرو، هوافضا و الکترونیک کاربرد گسترده ای یافته است. در این مقاله، به بررسی نحوه اکسترود پروفیل آلومینیوم، انواع آن، مزایا، کاربردها و چالش های موجود در این فرآیند خواهیم پرداخت.
آلومینیوم اکسترود شده به دلیل فرآیند تولید منحصر به فرد خود، از استحکام و مقاومت بسیار بالاتری نسبت به آلومینیوم خالص یا حتی بسیاری از آلیاژهای آن برخوردار است. این افزایش استحکام نتیجه ترکیبی از عوامل مختلفی از جمله آلیاژسازی دقیق، پیش گرم کردن بیلت قبل از اکستروژن، اعمال فشار مکانیکی شدید در حین فرآیند اکستروژن و همچنین فرآیند پیرسازی (ایجینگ) پس از اکستروژن است. این عوامل در کنار هم باعث بهبود خواص مکانیکی آلومینیوم و افزایش استحکام آن می شوند.
علاوه بر افزایش استحکام، فرآیند اکستروژن پروفیل آلومینیوم مزایای دیگری نیز به همراه دارد. یکی از این مزایا، بهبود سطح و ایجاد یک سطح صاف و یکنواخت روی پروفیل های اکسترود شده است. همچنین، اکستروژن معمولا منجر به افزایش استحکام کششی مواد می شود. به دلیل همین ویژگی ها و قابلیت شکل پذیری بالای آلومینیوم، این فلز به یکی از محبوب ترین مواد برای فرآیند اکستروژن تبدیل شده است.
به طوری که می توان تقریبا هر شکل هندسی قابل تصوری را با استفاده از روش اکسترود آلومینیوم تولید کرد. لازم به ذکر است که پروفیل های تولید شده به دلیل خواص بهتری که دارد قیمت بیشتری نسبت به آلومینیوم خالص دارد. در سایت مرکز آهن می توانید اطلاعات دقیقی در مورد قیمت این محصول یا قیمت پروفیل آهن کسب کنید.
فرآیند تولید اکستروژن های آلومینیومی یکی از روش های پرکاربرد شکل دهی فلزات است که در آن، بیلت آلومینیومی گرم شده تحت فشار از قالب‌های مخصوص عبور کرده و به شکل های مختلفی در می آید. روش های مختلف اکستروژن، هرکدام ویژگی ها و کاربردهای خاص خود را دارند؛ همین موضوع نیز روی قیمت پروفیل آلومینیوم تولید شده تاثیر می گذارد. در ادامه به بررسی انواع اکستروژن الومینیوم می پردازیم.
1. اکستروژن مستقیم
اکستروژن مستقیم آلومینیوم یکی از روش های رایج شکل دهی این فلز است که در آن، بیلت آلومینیومی پس از گرم شدن تا دمای حدود 400 درجه سانتی گراد تحت فشار شدید یک سمبه قرار می گیرد و از یک قالب با شکلی خاص عبور داده می شود. سرعت خروج مواد از این قالب نرخ اکستروژن نامیده می شود.
نرخ اکستروژن بسته به نوع آلیاژ متفاوت است و می تواند از چند ده متر در دقیقه برای آلیاژهای نرم تر مانند سری 6000 تا کمتر از یک متر در دقیقه برای آلیاژهای سخت تر مانند سری 2000 و 7000 متغیر باشد. نکته قابل توجه این است که حدود 30 درصد از نیروی پرس صرف غلبه بر اصطکاک بین بیلت و محفظه نگه دارنده می شود. این روش به دلیل سادگی و قابلیت تولید پروفیل های بلند، متداول ترین روش اکستروژن آلومینیوم محسوب می شود.
2. اکستروژن غیرمستقیم
اکستروژن غیر مستقیم یا اکستروژن معکوس روشی است که در آن برخلاف اکستروژن مستقیم، قالب به جای ثابت بودن، متحرک است و در انتهای یک سمبه توخالی قرار دارد. با حرکت سمبه به سمت جلو، قالب به بیلت که در یک محفظه ثابت قرار دارد، فشار وارد کرده و آلومینیوم اکسترود شده از انتهای سمبه خارج می شود.
این روش به دلیل ثابت بودن بیلت نسبت به محفظه، اصطکاک بسیار کمتری را ایجاد می کند و به همین دلیل برای آلیاژهای سخت تر مانند سری های 2000، 5000 و 7000 که تحمل کار گرم بیشتری دارند، مناسب تر است. همچنین، از اکستروژن غیر مستقیم به دلیل تقارن نیروی وارده، برای تولید اکستروژن آلومینیوم با شکل متقارن، لوله ها و میلگردها استفاده می شود.
3. اکستروژن هیدرواستاتیک
اکستروژن هیدرواستاتیک روشی نوین در شکل دهی آلومینیوم است که در آن برخلاف روش های سنتی، از یک سیال معمولا روغن گیاهی برای اعمال فشار بر بیلت استفاده می شود. در این روش، بیلت با دیواره های سیلندر و پیستون تماسی نداشته و به همین دلیل اصطکاک به حداقل می رسد. پیستون با اعمال نیرو روی سیال، فشار را به صورت یکنواخت به تمام سطح بیلت منتقل می کند.
این امر باعث می شود که فرآیند اکسترود آلومینیوم با نیروی کمتری انجام شود و کیفیت سطح محصول نهایی بسیار بهبود یابد. همچنین، به دلیل عدم وجود اصطکاک، احتمال بروز عیوب سطحی مانند ترک خوردگی و خراشیدگی به شدت کاهش می یابد. اکستروژن هیدرواستاتیک به دلیل مزایای فراوانی که دارد، در تولید قطعات پیچیده و با دقت بالا، به ویژه در صنایع هوافضا و پزشکی، کاربرد گسترده ای یافته است.
نحوه اکستروژن آلومینیوم با قرار دادن یک بیلت آلومینیومی پیش گرم شده درون دستگاه اکستروژن آغاز می شود. سپس با اعمال نیروی بسیار زیاد توسط یک سنبه پرس هیدرولیکی، بیلت آلومینیومی به سمت قالب رانده می شود. در اثر این فشار شدید و گرمای ایجاد شده، آلومینیوم نرم شده و از روزنه های قالب عبور می کند تا شکل پروفیل موردنظر را به خود بگیرد. وجود اصطکاک بین بیلت و قالب می تواند باعث افزایش فشار دستگاه و مشکلات تولید شود. به همین دلیل، روانکاری مناسب بین این دو سطح از اهمیت بالایی برخوردار است و می تواند به کاهش فشار و بهبود کیفیت محصول نهایی کمک کند.
یکی از چالش های رایج در فرآیند اکسترود آلومینیوم، افزایش ناگهانی فشار دستگاه در ابتدای فرایند است که می تواند به ناپایداری تولید منجر شود. برای بررسی و رفع این مشکل، از سرشاخه ای که از قالب خارج می شود، استفاده می شود.
با بررسی دقیق این سرشاخه، می توان به اطلاعات ارزشمندی درباره وضعیت قالب و فرایند تولید دست یافت و در صورت نیاز، اصلاحات لازم را انجام داد. به طور کلی، فرآیند اکسترود آلومینیوم یک فرآیند پیچیده و حساس بوده که نیازمند کنترل دقیق پارامترهای مختلف از جمله دما، فشار، سرعت و روانکاری است تا بتوان به محصول نهایی با کیفیت مطلوب دست یافت. برای برطرف سازی ابهامات خود در مورد آلومینیوم اکستروژن می توانید با مشاوران مجرب مجموعه تماس بگیرید.
مراحل اکستروژن آلومینیوم به صورت زیر است.
1.پیش گرمایش بیلت: بیلت آلومینیومی تا دمایی بین 426 تا 496 درجه سانتی‌گراد گرم می شود تا نرم شده و قابلیت شکل دهی پیدا کند.
2.چرب کاری: برای جلوگیری از چسبیدن بیلت به قالب و کاهش اصطکاک، سطح بیلت را با دوده یا چربی مخصوص چرب می کنند.
3.انتقال به کرایدل: بیلت چرب شده به کرایدل منتقل می شود تا برای مرحله بعدی آماده شود.
4.اعمال فشار و ورود به قالب: یک رام با فشار بسیار زیاد به بیلت وارد شده و آن را به سمت قالب می راند. بیلت با عبور از قالب شکل آن را به خود می گیرد.
5.خنک کاری قالب: برای افزایش طول عمر قالب، از نیتروژن مایع برای خنک کردن اطراف قالب استفاده می شود.
6.شکل گیری محصول: با ادامه فشار، بیلت به طور کامل از قالب عبور کرده و شکل موردنظر را به خود می گیرد.
7.کنترل دمای محصول: دمای محصول خروجی به دقت کنترل می شود تا اطمینان حاصل شود که فرآیند با حداکثر سرعت انجام می شود و دمای آن برای عملیات بعدی مناسب است.
8.استفاده مجدد از قالب: پس از هر بار اکستروژن، پوسته اکسیدی روی بیلت باقی می ماند که باید برداشته شود و بیلت جدیدی جایگزین آن شود.
9.برش محصول: اکستروژن های آلومینیوم به طول های دلخواه برش داده می شود.
10.خنک کاری: محصولات برش خورده برای خنک شدن به میز خنک کننده منتقل می شوند.
11.تاب گیری: محصولات خنک شده برای صاف و یکنواخت شدن تحت فرآیند تاب گیری قرار می گیرند.
12.برش نهایی: محصولات تاب گیری شده به اندازه های استاندارد یا سفارشی برش داده می شوند.
پروفیل اکسترود آلومینیومی محصولی است که از فرآیند اکستروژن آلومینیوم به دست می آید. در این فرآیند، یک بیلت آلومینیومی گرم شده تحت فشار بسیار زیاد از یک قالب با شکل مشخص عبور داده می شود و به شکل دلخواه در می آید.
پروفیل‌های اکسترود آلومینیومی در انواع مختلفی از جمله توپر، توخالی و نیمه توخالی با اشکال هندسی متنوع تولید می شوند. این محصولات به دلیل خواصی مانند سبک بودن، مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری بالا، در صنایع مختلفی همچون ساختمان سازی، خودروسازی، صنایع الکترونیکی وغیره کاربرد گسترده ای دارند.
سوالات شما:
اکسترود آلومینیوم یکی از روش های شکل دهی فلزات است که در آن، یک بیلت آلومینیومی گرم شده تحت فشار بسیار زیاد از یک قالب با شکل مشخص عبور داده می شود و به شکل دلخواه در می آید.
در این فرآیند بلوک آلومینیومی تا دمایی بسیار بالا رسیده سپس تحت فشار بسیار زیاد از یک قالب با شکل مشخص عبور داده می شود و در حین عبور از قالب به پروفیل آلومینیومی تبدیل می شود.
مرکزآهن، مرجعی تخصصی و به روز برای کسب دانش و اطلاع از آخرین تحولات بازار آهن و فولاد است. با وبلاگ جامع ما، همیشه از آخرین اخبار و اطلاعات این صنعت آگاه باشید.