1. Caratteristiche dei materiali speciali per estrusione di precisione in alluminio e leghe di alluminio
Questo tipo di prodotto ha forma speciale, spessore della parete sottile, peso unitario leggero e requisiti di tolleranza molto severi. Tali prodotti sono solitamente chiamati profili (tubi) di precisione (o ultraprecisione) in lega di alluminio e la tecnologia per la produzione di tali prodotti è chiamata precisione. (o ultraprecisione) estrusione.
Le caratteristiche principali delle estrusioni speciali di precisione (o ultraprecisione) delle leghe di alluminio sono:
(1) Esistono molte varietà, piccoli lotti e la maggior parte di essi sono materiali di estrusione per scopi speciali, utilizzati in quasi tutti gli ambiti della vita e in tutti gli aspetti della vita delle persone, compresi tutti i prodotti di estrusione, come tubi, barre, profili e fili, che coinvolgono varie leghe e stati. A causa della sezione trasversale ridotta, dello spessore sottile delle pareti, della leggerezza e dei lotti piccoli, generalmente non è facile organizzare la produzione.
(2) Forme complicate e contorni speciali, per lo più profili o tubi sagomati, piatti, larghi, alati, dentati, porosi. La superficie per unità di volume è ampia e la tecnologia di produzione è difficile.
(3) Ampia applicazione, prestazioni speciali e requisiti funzionali. Per soddisfare i requisiti di utilizzo del prodotto vengono selezionati numerosi stati di lega, coprendo quasi tutte le leghe dalla serie 1××× alla 8××× e decine di stati di trattamento, ad alto contenuto tecnico.
(4) Aspetto raffinato e spessore della parete sottile, generalmente inferiore a 0,5 mm, alcuni raggiungono addirittura circa 0,1 mm, il peso per metro è compreso tra pochi grammi e decine di grammi, ma la lunghezza può raggiungere diversi metri o addirittura centinaia di metri .
5) I requisiti di precisione dimensionale e tolleranza geometrica della sezione sono molto severi. In generale, le tolleranze dei profili di precisione in leghe di alluminio di piccole dimensioni sono più del doppio delle tolleranze delle qualità speciali previste dagli standard JIS, GB e ASTM. La tolleranza dello spessore della parete dei profili in lega di alluminio di precisione generale deve essere compresa tra ±0,04 mm e 0,07 mm, mentre la tolleranza della dimensione della sezione dei profili in lega di alluminio di ultraprecisione può arrivare fino a ±0,01 mm. Ad esempio, il peso del profilo di alluminio di precisione utilizzato per il potenziometro è 30 g/m e l'intervallo di tolleranza della dimensione della sezione è ±0,07 mm. La tolleranza dimensionale della sezione trasversale dei profili in alluminio di precisione per telai è ±0,04 mm, la deviazione angolare è inferiore a 0,5° e il grado di piegatura è 0,83×L. Un altro esempio è il tubo piatto ultrasottile ad alta precisione per automobili, con una larghezza di 20 mm, un'altezza di 1,7 mm, uno spessore di parete di 0,17±0,01 mm e 24 fori, tipici profili in lega di alluminio ultraprecisi.
(6) Ha un elevato contenuto tecnico ed è molto difficile da produrre e presenta requisiti speciali per le apparecchiature di estrusione, gli strumenti, le billette e i processi di produzione. La Figura 1 è un esempio della sezione di alcuni piccoli profili di precisione in lega di alluminio.
2. Classificazione dei materiali speciali per estrusione di precisione in lega di alluminio
Le estrusioni di leghe di alluminio di precisione o ultraprecisione sono ampiamente utilizzate in strumenti elettronici, apparecchiature di comunicazione e scienza all'avanguardia, difesa nazionale e industria militare, strumenti meccanici di precisione, apparecchiature a corrente debole, aerospaziale, industria nucleare, energia ed energia, sottomarini e navi, automobili e strumenti di trasporto, apparecchiature mediche, strumenti hardware, illuminazione, fotografia e apparecchi elettronici. In generale, gli estrusi di leghe di alluminio di precisione o ultraprecisione possono essere suddivisi in due categorie in base alle loro caratteristiche estetiche: la prima categoria riguarda i profili di piccole dimensioni. Questo tipo di profilo è anche chiamato profilo ultra-piccolo o mini-forma. La sua dimensione complessiva è solitamente di pochi millimetri, lo spessore minimo della parete è inferiore a 0,5 mm e il peso unitario varia da diversi grammi a decine di grammi per metro. A causa delle loro dimensioni ridotte, di solito sono richieste tolleranze strette. Ad esempio, la tolleranza delle dimensioni della sezione trasversale è inferiore a ±0,05 mm. Inoltre, anche i requisiti di rettilineità e torsione dei prodotti estrusi sono molto severi.
L'altro tipo sono i profili che non sono molto piccoli in sezione trasversale ma richiedono tolleranze dimensionali molto rigide, o profili che hanno una forma in sezione trasversale complessa e uno spessore di parete sottile sebbene la dimensione della sezione trasversale sia grande. La Figura 2 mostra il tubo dalla forma speciale (alluminio puro industriale) estruso da un'azienda giapponese su una pressa idraulica orizzontale da 16,3 MN con una speciale matrice divisa per un condensatore di climatizzazione automobilistica. La difficoltà di formatura per estrusione di questo tipo di profilo non è inferiore a quella del precedente tipo di profilo ultra-piccolo. I profili estrusi con sezioni di grandi dimensioni e requisiti di tolleranza molto severi non solo richiedono una tecnologia avanzata di progettazione degli stampi, ma richiedono anche una rigorosa tecnologia di gestione dell'intero processo produttivo, dal pezzo grezzo al prodotto finito.
Dall'inizio degli anni '80, grazie all'applicazione pratica della tecnologia di estrusione continua Conform e allo sviluppo della tecnologia industriale, l'estrusione di profili piccoli e ultrapiccoli si è sviluppata rapidamente. Tuttavia, a causa di vari motivi, quali limitazioni delle apparecchiature, requisiti di qualità del prodotto e progressi nella tecnologia di estrusione, la produzione di piccoli profili su apparecchiature di estrusione convenzionali rappresenta ancora una percentuale elevata. La Figura 2 mostra i profili di precisione dell'estrusione di matrici spaccate convenzionali. La durata dello stampo (in particolare la robustezza e la resistenza all'usura del ponte di derivazione e del nucleo dello stampo) e il flusso del materiale durante l'estrusione diventano i principali fattori che ne influenzano la produzione. Questo perché quando si estrude il profilo, la dimensione del nucleo dello stampo è piccola e la forma è complessa, e la robustezza e la resistenza all'usura sono fattori importanti che influenzano la vita dello stampo, la durata dello stampo influisce direttamente sul costo di produzione. D'altro canto, molti profili di precisione hanno pareti sottili e forme complesse e il flusso dei materiali durante il processo di estrusione influisce direttamente sulla forma e sull'accuratezza dimensionale dei profili.
Per evitare che la pellicola di ossido e l'olio sulla superficie della billetta penetrino nel prodotto e garantire una qualità uniforme e affidabile del prodotto, la billetta riscaldata alla temperatura impostata può essere sbucciata prima dell'estrusione (chiamata pelatura a caldo) e quindi inserirlo rapidamente nel cilindro di estrusione per l'estrusione. Allo stesso tempo, la guarnizione estrusa deve essere mantenuta pulita per evitare che olio e sporco aderiscano alla guarnizione durante il processo di rimozione della pressione in eccesso dopo un'estrusione e di installazione della guarnizione nell'estrusione successiva.
In base all'accuratezza dimensionale della sezione e alla tolleranza di forma e posizione, l'estrusione di leghe di alluminio di precisione speciale può essere suddivisa in profili di leghe di alluminio di precisione speciale e profili di leghe di alluminio piccoli (in miniatura) ad altissima precisione. In generale, la sua precisione supera lo standard nazionale (come GB, JIS, ASTM, ecc.) La precisione ultraelevata è chiamata profili speciali in lega di alluminio di precisione, ad esempio, la tolleranza dimensionale è superiore a ± 0,1 mm, la tolleranza dello spessore della parete di la superficie rotta è compresa tra ±0,05 mm e ±0,03 mm per profili e tubi.
Quando la sua precisione è più del doppio della precisione ultraelevata standard nazionale, viene chiamato un profilo piccolo (in miniatura) in lega di alluminio ad altissima precisione, come una tolleranza di forma di ± 0,09 mm, tolleranza di spessore della parete di ± 0,03 mm ~ ± 0,01 mm per un profilo o un tubo piccolo (in miniatura).
3. Prospettive di sviluppo di materiali speciali per estrusione di precisione in alluminio e leghe di alluminio
Nel 2017, la produzione e le vendite di materiali per la lavorazione dell'alluminio nel mondo hanno superato le 6.000 kt/anno, di cui la produzione e le vendite di materiali per estrusione di alluminio e leghe di alluminio hanno superato le 25.000 kt/anno, rappresentando oltre il 40% della produzione e delle vendite totali di alluminio. Le barre medie estruse in alluminio rappresentano il 90%, di cui profili e barre generali e profili per edilizia civile di piccole e medie dimensioni rappresentano oltre l'80%, profili di grandi e medie dimensioni e profili e barre speciali speciali rappresentano solo circa il 90%. 15%. Il tubo rappresenta circa l'8% del materiale estruso in lega di alluminio, mentre il tubo sagomato e il tubo speciale speciale rappresentano solo circa il 20% del tubo. Da quanto sopra si può vedere che la maggiore produzione e vendita di materiali per estrusione di alluminio e leghe di alluminio e che i più utilizzati sono i profili per l'edilizia civile di piccole e medie dimensioni, i profili generali e le barre e tubi. E i profili, le barre e i tubi speciali rappresentano solo il 15% circa, le caratteristiche principali di tali prodotti sono: con funzioni o prestazioni speciali; Dedicato a uno scopo particolare; Avere una dimensione specifica grande o piccola; Con precisione dimensionale o requisiti di superficie estremamente elevati. Pertanto, la varietà è maggiore e il lotto è minore, la necessità di aumentare processi speciali o aggiungere attrezzature e strumenti speciali, la produzione è difficile e il contenuto tecnico è elevato, il costo di produzione aumenta e il valore aggiunto aumenta.
Con il progresso della scienza e della tecnologia e il continuo miglioramento del tenore di vita delle persone, sono stati proposti requisiti sempre più elevati per la produzione, la qualità e la varietà dei prodotti di estrusione di alluminio e leghe di alluminio, soprattutto negli ultimi anni, l'emergere della personalizzazione del prodotto ha ha promosso lo sviluppo di profili e tubi speciali con caratteristiche personalizzate e utilizzi specifici.
I profili ultra-precisi sono ampiamente utilizzati in strumenti elettronici, comunicazioni, apparecchiature postali e di telecomunicazione, macchinari di precisione, strumenti di precisione, apparecchiature a corrente debole, aerospaziale, sottomarini e navi nucleari, industria automobilistica e altri settori con pareti piccole e sottili, dimensioni della sezione molto parti precise. Solitamente i requisiti di tolleranza sono molto severi, ad esempio la tolleranza sulla dimensione del contorno della sezione è inferiore a ±0,10 mm, la tolleranza sullo spessore della parete è inferiore a ±0,05 mm. Inoltre, anche la planarità, la torsione e altre tolleranze di forma e posizione dei prodotti estrusi sono molto rigide. Inoltre, nel processo di estrusione di piccoli profili speciali in lega di alluminio ultraprecisi, l'attrezzatura, lo stampo e il processo sono requisiti molto severi. A causa del rapido sviluppo dell'industria moderna, della difesa nazionale e della ricerca scientifica all'avanguardia e di altre imprese e del miglioramento del grado di personalizzazione, il numero, la varietà e la qualità dei piccoli profili ultraprecisi sono sempre più elevati, anche se negli ultimi anni, ha sviluppato e prodotto molti piccoli profili in lega di alluminio ultraprecisi di alta qualità, ma non riesce ancora a soddisfare le esigenze del mercato. In particolare, c'è ancora un grande divario tra la tecnologia domestica e le attrezzature per la produzione di piccoli ultra -profili di precisione in lega di alluminio e livello avanzato internazionale, che non possono soddisfare la domanda del mercato nazionale ed estero e devono essere raggiunti.
4. Conclusione
L'estrusione di precisione speciale di alluminio e leghe di alluminio (profili e tubi) è un tipo di forma complessa, spessore di parete sottile, tolleranza dimensionale e requisiti di precisione di forma e posizione sono molto esigenti, alto contenuto tecnico, difficile produzione di materiali alti e pregiati, è il nazionale materiali chiave indispensabili per l'economia e la difesa nazionale, una gamma molto ampia di usi, promettenti prospettive di sviluppo del materiale. La produzione di questo prodotto presenta requisiti speciali per billette, attrezzature, attrezzature per estrusione e processo di estrusione, e una serie di problemi tecnici chiave devono essere risolti per ottenere prodotti eccellenti in lotti.
A cura di May Jiang di MAT Aluminium
Orario di pubblicazione: 07 aprile 2024
