EN
Ալյումինե պրոֆիլները արտադրվում են ջերմամեխանիկական գործընթացով, որի ընթացքում գլանաձև ալյումինե բլոկները վերածվում են ճշգրիտ ձևավորված լայնական հատվածների: Այս մեթոդը հավասարակշռում է արդյունավետությունը նյութի ամբողջականության հետ, դա դարձնելով իդեալական ընտրություն շինարարության, ավտոմոբիլային և ավիացիոն արդյունաբերություններում օգտագործվող բաղադրիչների ստեղծման համար:
Գործընթացն սկսվում է ալյումինե բիլեթների տաքացմամբ մինչև 480-500°C, որպեսզի մետաղը դառնա պլաստիկ դեֆորմացիայի համար: Հետո հիդրավլիկ ճնշումը ստիպում է բիլեթը անցնել պողպատե մատրիցով և ձևավորել անընդհատ պրոֆիլ: Էքստրուզիայից հետո պրոֆիլը արագ հովացվում է՝ պահպանելու նրա մեխանիկական հատկությունները, այնուհետև կտրվում և մշակվում է:
Էքստրուզիայի հիմքում ընկած է ջերմության և ճնշման փոխազդեցությունը: Բիլեթները, որոնք տաքացված են մինչև օպտիմալ պլաստիկություն, մղվում են մատրիցներով՝ ճնշման տակ, որը գերազանցում է 100 ՄՊա-ն: Օրինակ, 200 մմ տրամագծով բիլեթից կարող է ստացվել մինչև 500 մմ լայնությամբ պրոֆիլ, ինչը ցույց է տալիս այս մեթոդի մասշտաբային հնարավորությունը:
Ալյումինե համաձուլվածքները ուղղակիորեն որոշում են պրոֆիլի ամրությունը, կոռոզիայի դիմադրությունը և ձևավորման հնարավորությունը: 6063 համաձուլվածքը, որը պարունակում է 0,4% սիլիցիում և 0,7% մագնեզիում, տարածված է լավ հավասարակշռված կարուցում և ջերմահաղորդականություն ապահովելու շնորհիվ: Բարձր լարվածության կիրառումների համար նախընտրելի են համաձուլվածքներ, ինչպիսին է 7075-ը (5,6% ցինկ), քանի որ դրանք ապահովում են մինչև 572 ՄՊա մարման ամրություն:
Էքստրուզիայի պարամետրերի ճշգրիտ վերահսկումը ապահովում է համատեղ որակը.
Այս գործոնների ±5% ճշգրտումը կարող է էներգիայի սպառման նվազեցնել 12%-ով՝ պահպանելով պրոֆիլի ամբողջականությունը:
Ձևը ալյումինե պրոֆիլների սեղման համար ծառայում է որպես կապույտ նախագիծ, որը տաքացված բիլետները վերածում է ճշգրիտ կտրվածքային ձևերի: Հիմնական բաղադրիչներն են՝
Արտադրությունում սովորաբար օգտագործվում են երեք տեսակի ձևեր՝
Արդյունավետ առանցքակի երկարությունը՝ մատրիցի և ալյումինի միջև հպման տիրույթը, կարևոր է նյութի հոսքը վերահսկելու համար: Ավելի հաստ պրոֆիլային հատվածները պահանջում են ավելի երկար առանցքակի երկարություններ՝ հավասարեցնելու էքստրուզիայի արագությունը բարակ տեղամասերի հետ, կանխելով թերություններ, ինչպիսին են պտույտը կամ մակերեսային ալիքավորումը:
Ժամանակակից CAD ծրագրաշարերը թույլատրում են միկրոնային ճշգրտություն մատրիցների նախագծման մեջ՝ հզոր սիմուլյացիաներով, որոնք կանխատեսում են ջերմային ընդարձակումը (0.1-0.3%՝ 450-500°C-ում) և նյութի հոսքի դինամիկան: Նախագծողները նախատեսում են՝
Բարդ բազմակորիզ պրոֆիլները պահանջում են միջուկային համակարգեր՝ ջերմային հատկությունների համար նախատեսված հատկանիշներով: 2023 թվականի ուսումնասիրությունը ցույց տվեց, որ մատրիցային նախագծերի օպտիմալացումը նյութերի թափոնները կրճատում է 22%-ով, իսկ էքստրուզիոն ճնշման արտադրողականությունը մեծացնում է 15-18%-ով կամուրջային խոռոչային պրոֆիլներում:
Առկա առաջընթացների դեպքում էլ պահպանվում են հիմնարար սահմանափակումները.
| Եղանակ | Գործնական սահմանափակում |
|---|---|
| Նվազագույն Պատի Հաստություն | 0,5 մմ՝ ստանդարտ մատրիցաներում 6xxx համաձուլվածքների համար |
| Անկյունների սուրություն | Լարման բաշխման համար նվազագույն 0,8 մմ շառավիղ |
| Խոռոչների միջև հեռավորությունը | 3:1 խորության և լայնության հարաբերակցություն |
1 մմ-ից ցածր բարակ պատերը վտանգավոր են ճեղքվելու էքստրուզիայի ընթացքում, իսկ սուր անկյունները կուտակում են մնացորդային լարումները: Բազմախցիկ պրոֆիլների համար պահանջվում է էքստրուզիայի արագություն 12 մ/ր-ից ցածր՝ չափական կայունությունը պահպանելու համար՝ 40%-ով ցածր, քան մեկ խոռոչ ունեցող էքստրուզիաների դեպքում: արագության կրճատում
Լավ ջերմային վերահսկումը կարևոր է ալյումինե պրոֆիլների ամբողջականությունը պահպանելու համար, քանի որ դրանք արտամղման մատրիցով են անցնում արտադրման ընթացքում։ Երբ բրուտները տաքացվում են մոտ 400-ից մինչև 500 աստիճան Ցելսիուսի սահմաններում (ճշգրիտ միջակայքը կախված է այն համաձուլվածքի տեսակից, որի հետ աշխատում ենք), սա իրականում կրճատում է արտամղման ճնշումը մոտ 30-40 տոկոսով սենյակային ջերմաստիճանից սկսելու դեպքում անհրաժեշտ ճնշման նկատմամբ։ Նյութի միջով ջերմաստիճանային տարբերությունների ճիշտ պահումը օգնում է խուսափել անհաճելի մակերևութային ճեղքերից, որոնք առաջանում են, երբ մետաղը անհավասարաչափ է հոսում։ Այն նաև պահում է հատույթի չափերը հաստատուն մեկ ամբողջ պրոֆիլի երկայնքով, ինչը շատ կարևոր է ավտոմեքենաների կամ շենքերի մասերի համար, որտեղ ճշգրտությունը կարևոր է։ Ժամանակակից արտամղման գծերը այժմ սարքավորված են ինֆրակարմիր սենսորներով, որոնք իրական ժամանակում ստուգում են բրուտների ջերմաստիճանները՝ մնալով մոտավորապես պլյուս կամ մինուս 5 աստիճան Ցելսիուսի սահմաններում։ Այս մոնիթորինգի մակարդակը զգալիորեն կրճատում է արտադրության ընթացքում ջերմաստիճանի տատանումների պատճառով առաջացած թափոնների քանակը։
6000 շարքի համաձուլվածքները, ինչպիսին են 6061-ը և 6063-ը, պահանջում են էքստրուզիայի ջերմաստիճանը մոտավորապես 470-ից մինչև 510 աստիճան Ցելսիուս, եթե ցանկանում ենք ապահովել լավ դեֆորմացնելիություն առանց հալման խնդիրների մեջ ընկնելու: Սակայն ամբողջական այլ իրավիճակ է առաջանում ավելի ամուր 7000 շարքի նյութերի դեպքում: Նրանք իսկապես պահանջում են ջերմաստիճանի խիստ վերահսկողություն մոտավորապես 380-ից մինչև 420 աստիճան Ցելսիուս, որպեսզի հանգույցների սահմանները չթուլանան: Որոշ վերջին հետազոտություններ ցույց են տվել, որ 6082 համաձուլվածքի պրոֆիլների հովացումը մոտ 25 աստիճան Ցելսիուսով րոպեում դիել լքելուց հետո կարող է բարելավել նրանց ձգման դիմադրությունը մոտ 15%: Երբ ջերմաստիճանները դուրս են գալիս այդ խորապես ցուցված տիրույթներից, խնդիրները սկսվում են արագ երևալ:
Օպերատորները դինամիկ կերպով կարգավորում են պարամետրերը՝ համաձուլվածքին բնորոշ ֆազային դիագրամների հիման վրա, հավասարակշռելով արտադրողականությունը (15-50 մ/րոպե) մետաղագիտական պահանջների հետ:
Էքստրուդված ալյումինե պրոֆիլները անմիջապես սառեցվում են կայունացնելու նրանց կառուցվածքը: Օդով սառեցումը հարմար է ստանդարտ համաձուլվածքների համար, իսկ ջրով սառեցումը ապահովում է արագ բյուրեղացում ջերմամշակման ենթակա աստիճանների համար՝ կարուցում ամրությունը 15-20%: Այս փուլն է որոշում չափական ճշգրտությունը՝ անհավասար սառեցման դեպքում կարող է առաջանալ մնացորդային լարումներ, որոնք կարող են գերազանցել 25 ՄՊա-ն կրիտիկական հատվածներում:
Պրոֆիլները ձգվում են 0.5-3% համար հարմարեցնելու համար հատիկային կառուցվածքները և վերացնելու ներքին լարումները: Ճշգրիտ կտրումը ապահովում է երկարությունների համապատասխանությունը թույլատրելի շեղումներին՝ ±1 մմ/մ: Արտադրական լազերային համակարգերը հասնում են կտրման արագության 12 մ/րոպե-ով, մինչդեռ պահպանվում է մակերեսի կոպտությունը Ra 3.2 մկմ-ից ցածր:
T6 ջերմային մշակումը պրոֆիլները տաքացնում է մինչև 530°F (277°C) 4-6 ժամ տևողությամբ, ինչը մետաղական համաձուլվածքների դիմացկունությունը մեծացնում է 30-40%-ով չմշակված համաձուլվածքների համեմատ: 50°F/ժամ արագությամբ վերահսկվող վառարանային սառեցումը կանխում է միկրոճաքերի առաջացումը բարդ երկրաչափության դեպքում:
Արհեստական տարիքային մշակում 320-390°F (160-200°C) ջերմաստիճանում 8-18 ժամ տևողությամբ ապահովում է 6000/7000-շարքի համաձուլվածքներում նստվածքային պնդացման օպտիմալ ցուցանիշները: Այս գործընթացը մեծացնում է ձգման դիմացկունությունը մինչև 55 ksi (380 MPa), մինչդեռ երկարացման տոկոսը մնում է 8%-ից բարձր՝ կարևոր ավիացիոն և ավտոմոբիլային կիրառումների համար, որտեղ անհրաժեշտ է ճնշման դիմացկունություն:
Ճիշտ մակերեսային մշակումը կարող է սովորական ալյումինե պրոֆիլները վերածել այնպիսի բաղադրիչների, որոնք իրոք դիմանում են ծանր պայմանների: Վերցրեք, օրինակ, անոդացումը: Այս գործընթացի ընթացքում էլեկտրականության միջոցով առաջանում է պաշտպանիչ օքսիդային շերտ, որն այնքան ավելի դիմացկուն է կոռոզիայի նկատմամբ, քան սովորական ալյումինը: Որոշ փորձարկումներ ցույց են տվել, որ այն կարող է երեք անգամ ավելի երկար ժամանակ դիմանալ մաշվածքի նշանների առաջացմանը: Բացի այդ, նույն գործընթացի ընթացքում արտադրողները կարող են ավելացնել գույներ, որոնք տարիներ շարունակ պահպանվում են առանց թուլանալու: Հետո կա նաև փոշիային ծածկույթը, որն աշխատում է այլ սկզբունքով, սակայն առաջարկում է նմանատիպ առավելություններ: Ծածկույթը մետաղին ամրանում է էլեկտրաստատիկ լիցքի շնորհիվ, իսկ հետո ամրանում է տաքացնելու միջոցով՝ ստեղծելով այնպիսի վերջավորություն, որն դիմացկուն է և՛ արևի վնասների, և՛ ամբարձիչ գծերի նկատմամբ: Իրական պայմաններում փորձարկումները ցույց են տվել, որ անոդացված մակերեսները կարող են դիմանալ ավելի քան երկու հազար ժամ աղային մղձույթի խցում՝ ըստ ASTM ստանդարտների, և պահպանել իրենց գունային ամբողջականությունը տասնամյակներ շարունակ: Այդ իսկ պատճառով էլ մենք հաճախ տեսնում ենք այդպիսի մշակումներ այն տեղերում, որտեղ պայմանները իսկապես ծանր են՝ ափի մոտ գտնվող շենքերից մինչև քիմիական գործարաններում օգտագործվող սարքավորումներ: Նախնական ներդրումը մեծ չափով վճարվում է, քանի որ այդ մշակված մասերը իրենց կյանքի ընթացքում ավելի քիչ նույնական պահպանման կարիք ունեն:
Արդյունաբերական ոլորտները օգտագործում են էքստրուզիայի դիզայնի ճկունությունը՝ ստեղծելու համար նպատակային ալյումինե լուծումներ, որոնք համապատասխանում են տարածական, գործառնական և կանոնավորման ճշգրիտ պահանջներին: Հիմնարար հարմարեցման մոտեցումները ներառում են.
Արտադրողական ոլորտը տոպոլոգիապես օպտիմալ էքստրուզիոն դիզայնների շնորհիվ ապահովում է 15-25% նյութի խնայում, իսկ շինարարությունը օգտվում է ինտեգրված ջերմային արգելափակումից, որն ավելացնում է էներգաարդյունավետությունը: Երկրորդային մշակումը պրոֆիլներին տարբերակում է ճշգրիտ կտրված հնարավորություններով, ինչպիսիք են թելային կամ ամրացման միջերեսները: Այս ճկուն ինժեներական մոտեցումը հնարավորություն է տալիս կիրառման հատուկ նորարարությունների իրականացմանը տարբեր ոլորտներում:
Ալյումինե պրոֆիլական արտամղումը մի թերմոմեխանիկական մեթոդ է, որն ալյումինե ձողերը փոխակերպում է կտրվածքային պրոֆիլների, որոնք օգտագործվում են տարբեր արդյունաբերության ճյուղերում, ինչպես օրինակ՝ շինարարությունը և ավտոմոբիլային արդյունաբերությունը
Համաձուլվածքի ընտրությունը կարևոր է, քանի որ այն որոշում է պրոֆիլի ամրությունը, կոռոզիայի դիմադրությունը և ձևավորման հնարավորությունը: Տարբեր համաձուլվածքներ են ընտրվում կիրառման ճնշումների և պահանջների հիման վրա
Ճիշտ ջերմաստիճանի վերահսկումը և տաքացումը ապահովում են ալյումինե պրոֆիլների ամբողջականությունը արտամղման գործընթացի ընթացքում, կանխելով սխալներ, ինչպես օրինակ՝ մակերեսային ճաքերը և ապահովելով հատվածքի չափերի համապատասխանությունը
Մի կետային լուծումների մատակարար, որն իր մեջ ներառում է հետազոտություններ, արտադրությունը, վաճառքը և մատակարարման շղթայի կառավարումը
