W rzeczywistości proces wytłaczania stopu aluminium rozpoczyna się od zaprojektowania produktu, ponieważ projekt produktu opiera się na danych wymaganiach użytkowania, które określają końcowe parametry produktów, takie jak wydajność obróbki mechanicznej produktu, wydajność obróbki powierzchni i zastosowanie wymagań środowiskowych, które określiły wybór typu wytłaczanego stopu aluminium. Przy tym samym stopie aluminium wydajność wytłaczanego profilu aluminiowego zależy od kształtu konstrukcyjnego produktu, który określa kształt matrycy do wytłaczania. Po rozwiązaniu problemu projektowego rzeczywisty proces wytłaczania rozpoczyna się od wytłaczania pręta odlewanego aluminium. Aluminiowy pręt odlewany musi być podgrzany, aby zmiękczyć przed wytłoczeniem i włożyć podgrzewany pręt do cylindra wlewka wytłaczarki, a następnie siłownik hydrauliczny o dużej mocy popycha pręt wytłaczający, który ma podkładkę wytłaczającą z przodu, tak że podgrzany i zmiękczony stop aluminium zostanie wytłaczony z precyzyjnego otworu formującego matrycy pod silnym ciśnieniem podkładki wytłaczającej. Taka jest rola formy: wytworzenie kształtu pożądanego produktu.
(To zdjęcie jest schematycznym schematem typowej poziomej wytłaczarki hydraulicznej, a kierunek wytłaczania jest od lewej do prawej)
Jest to prosty opis bezpośredniego wytłaczania, który jest najczęściej stosowany. Pośrednie wytłaczanie jest podobnym procesem, ale z pewnymi różnicami. W bezpośrednim procesie wytłaczania matryca nie porusza się, a ciśnienie pręta wytłaczającego popycha stop aluminium przez otwór matrycy. Podczas procesu wytłaczania pośredniego matryca jest montowana na pustym drążku wytłaczania, dzięki czemu matryca jest wytłaczana do nieruchomego półfabrykatu pręta aluminiowego, przepychając stop aluminium przez matrycę do pustego pręta wytłaczania.
W rzeczywistości proces wytłaczania jest podobny do wyciskania pasty do zębów. Po przyłożeniu nacisku na zamknięty koniec pasty do zębów, cylindryczna pasta do zębów jest wyciskana z okrągłego otworu. Jeśli otwór jest płaski, pasta do zębów jest wyciskana ze wstążki. Oczywiście złożone kształty można również wycisnąć z otworów o tym samym kształcie. Na przykład producenci ciast wykonują wszelkiego rodzaju dekoracyjne krawędzie, używając specjalnie ukształtowanych rurek do wyciskania lodów. To, co robią, to formowanie wytłaczania. Nawet jeśli nie można wytwarzać produktów z pasty do zębów lub lodów, ani wyciskać stopu aluminium w aluminiowe rurki palcami, ale polegać na prasie hydraulicznej o dużej mocy, aby wycisnąć stop aluminium z określonego kształtu otworu matrycy, aby wyprodukować szeroką gamę przydatnych produktów o prawie dowolnym kształcie.
(Poniżej (po lewej) pierwszy profil został właśnie wytłoczony na początku wytłaczania, a (po prawej) profil aluminiowy jest w procesie produkcyjnym.)
Pręt aluminiowy
Pręt aluminiowy jest półfabrykatem w procesie wytłaczania, bez względu na to, czy jest stały, czy pusty, jest zwykle cylindrem, którego długość jest określana przez cylinder wlewkowy do wytłaczania. Ogólnie rzecz biorąc, pręty aluminiowe są formowane przez odlewanie, ale także przez kucie lub kucie proszkowe, poprzez regulację składu stopu cięcia piłą prętową ze stopu aluminium. Ponadto stopy aluminium składają się z więcej niż jednego pierwiastka metalowego (zwykle nie więcej niż 5%) pierwiastków (takich jak miedź, magnez, krzem, mangan lub), które wzmacniają właściwości czystego aluminium i wpływają na proces wytłaczania.
Długość pręta aluminiowego od każdego producenta nie jest spójna, co zależy od końcowej długości profilu aluminiowego, współczynnika wytłaczania, długości wylotu i naddatku wytłaczania. Standardowe długości zazwyczaj wahają się od 26 cali (660 mm) do 72 cali (1 830 mm), a średnice zewnętrzne wahają się od 3 cali (76 mm) do 33 cali (838 mm) i od 6 cali (155 mm) do 9 cali (228 mm).
Proces produkcji wytłaczania bezpośredniego
Kęs - piec grzewczy - prasa do wytłaczania z matrycą - piła - prostowanie - piec do starzenia
(Ten schemat ilustruje podstawowe etapy wytłaczania profilu aluminiowego)
Po potwierdzeniu kształtu produktu końcowego wybrano odpowiedni stop aluminium i zakończono produkcję matrycy do wytłaczania, rozpoczyna się rzeczywisty proces wytłaczania i kończy się przygotowanie. Pręt aluminiowy i narzędzie do wytłaczania są następnie wstępnie podgrzewane. Podczas procesu wytłaczania pręt aluminiowy jest pierwotnie stały, ale stał się miękki w piecu grzewczym. Temperatura topnienia stopu aluminium wynosi około 660°C. Typowa temperatura ogrzewania dla procesu wytłaczania jest na ogół wyższa niż 375 ° C i może wynosić nawet 500 ° C w zależności od warunków wytłaczania metalu.
Rzeczywisty proces wytłaczania rozpoczyna się, gdy pręt wytłaczania zaczyna wywierać nacisk na pręt aluminiowy wewnątrz wlewka. Różne prasy hydrauliczne są przeznaczone do ściskania od 100 ton do 15 000 ton, prawie każdego ciśnienia. Ta siła wytłaczania określa wielkość wytłaczanego produktu wytwarzanego przez maszynę do wytłaczania. Specyfikacje wytłaczanego produktu są wyrażone przez maksymalny rozmiar przekroju poprzecznego produktu, czasami odnosząc się do średnicy zewnętrznego okręgu produktu.
Gdy wytłaczanie właśnie się rozpoczęło, pręty aluminiowe dotknięte reakcją zmiany formy są krótkie i grube, aż ekspansja prętów aluminiowych zostanie ograniczona przez ścianę wlewki pojemnika, a następnie, gdy ciśnienie nadal rośnie, miękki (nieruchomy) stały metal nie ma miejsca do przepływu, zacznij od otworu formującego formę wyciśniętego na drugi koniec formy, spowoduje to utworzenie profilu.
Około 10% pręta aluminiowego (w tym skórka pręta) pozostaje w bębnie wlewka, produkt wytłaczania jest wycinany z formy, a metal pozostający w bębnie wlewkowym jest czyszczony i poddawany recyklingowi. Po opuszczeniu matrycy produkt wytłaczany na gorąco jest hartowany, poddawany obróbce mechanicznej i starzony.
Po podgrzaniu aluminium jest wytłaczane z formy przez cylinder wlewka, metal płynie szybciej w środku pręta niż na krawędziach. Jak pokazuje czarna opaska we wstawce, metal na krawędziach pozostaje jako pozostałość do recyklingu.
Prędkość wytłaczania zależy od wytłaczanego stopu i kształtu otworu matrycy. Wytłaczanie materiałów o złożonym kształcie z twardymi stopami może być tak powolne, jak 1-2 stopy na minutę, podczas gdy wytłaczanie prostych materiałów miękkimi stopami może osiągnąć 180 stóp na minutę, a nawet szybciej.
Długość produktu wytłaczania zależy od otworu wylotowego pręta i matrycy, a pojedyncza ciągła wytłaczanie może wytłaczać do 200 stóp produktu. W najnowszym wytłaczaniu formowania, gdy wytłaczany produkt opuszcza maszynę do wytłaczania, jest umieszczany na wysuwanym (odpowiednik przenośnika taśmowego). Zgodnie z innym stopem, sposób chłodzenia wytłaczanego produktu dzieli się na naturalne chłodzenie, hartowanie powietrzem lub wodą. Jest to krytyczny krok w zapewnieniu właściwości metalowych produktu po starzeniu. Wytłaczany produkt jest następnie przenoszony na zimne złoże.
Wyprostować
Po hartowaniu (schłodzeniu) wytłaczanego produktu przechodzi on do prostowania i korygowania noszami lub prostownicą (rozciąganie jest również klasyfikowane jako praca na zimno po wytłaczaniu). Na koniec urządzenie transportowe wyśle produkt do maszyny tnącej piłę.
Piłowanie
Typowym gotowym cięciem jest piłowanie produktu do określonej długości handlowej. Obecnie piła tarczowa jest najczęściej stosowana, ponieważ piła z ramieniem spiralnym będzie pionowo wytłaczana z długiej piły materiałowej. Istnieją również piły, które tną od góry profilu (takie jak elektryczne piły ukośne). Ponadto istnieje stół piły, który jest brzeszczotem piły tarczowej wznoszącym się od dołu, aby przeciąć produkt, a następnie brzeszczotem z powrotem na dno stołu na następny cykl.
Typowa gotowa piła tarczowa ma średnicę od 16 do 20 cali i ma ponad 100 zębów z węglika spiekanego. Brzeszczoty piły wielkogabarytowej są używane do wytłaczarki o dużej średnicy.
Piły samosmarujące są wyposażone w system, który dostarcza smar do pił, aby zapewnić optymalną wydajność cięcia i powierzchnię piły.
Automatyczne urządzenie prasujące utrzymuje profil na miejscu do piłowania, a zanieczyszczenia piły są zbierane do recyklingu.
Starzenie się
Niektóre wytłaczane produkty muszą być starzone, aby osiągnąć optymalną wytrzymałość, co nazywa się utwardzaniem wiekowym. Naturalne starzenie odbywa się w temperaturze pokojowej, podczas gdy ręczne starzenie odbywa się w piecu do starzenia. Akademicko nazywa się to wytrącaniem - ulepszoną fazową obróbką cieplną.
Gdy profil jest wytłaczany z wytłaczarki, profil staje się półgłęsty. Ale szybko staje się ciałem stałym po schłodzeniu lub hartowaniu (chłodzonym powietrzem lub wodą). Wzmocnione stopy aluminium bez obróbki cieplnej (takie jak te z magnezem lub manganem) są wzmacniane przez naturalne starzenie i obróbkę na zimno. Wzmocnione stopy aluminium poddawane obróbce cieplnej (takie jak stopy aluminium z miedzią,, magnezem i krzemem) mogą uzyskać lepszą wytrzymałość i twardość poprzez obróbkę cieplną, która wpływa na strukturę stopu aluminium.
Ponadto starzenie to równomierne wytrącanie się wzmocnionych cząstek fazy w celu uzyskania maksymalnej granicy plastyczności, twardości i elastyczności specjalnego stopu.
Pakowania
Po pełnym starzeniu, zarówno w piecu, jak i w temperaturze pokojowej, profile są przenoszone do warsztatu obróbki powierzchni lub głębokiej obróbki, aby zostać zapakowane i gotowe do transportu do klientów.
Profile aluminiowe mogą być pakowane na różne sposoby
Większość warsztatów wytłaczania jest pakowana zgodnie z wymaganiami dotyczącymi opakowań. Profile powinny być ułożone w stosy, aby zapobiec uszkodzeniom powierzchni, zniekształceniom i innym uszkodzeniom. Czasami klienci mają własne wymagania dotyczące opakowań. Oczywiście określone produkty wytłaczane mają określone metody pakowania do przechowywania i transportu.
Części jednostki wytłaczania
Przednie i tylne płyty, drążki i nakrętki powinny być równoległe.
Na poniższym zdjęciu przedstawiono wytłaczarkę z czterema słupkami napinającymi. Wytłaczarka może mieć tylko dwa lub trzy słupki napinające.
Trzpień tłoka jest popychany do przodu przez tłok / cylinder tłoka i wpychany do pojemnika przed wytłoczeniem do matrycy (przymocowanej do nośnika narzędzia).
Poniższe etykiety wskazują wszystkie części procesu
(przekroje matrycy, podkładu i podpory).
