1 Introduzione
Con il rapido sviluppo dell'industria dell'alluminio e il continuo aumento del tonnellaggio delle macchine per l'estrusione di alluminio, è emersa la tecnologia dell'estrusione di alluminio con stampo poroso. L'estrusione di alluminio con stampo poroso migliora notevolmente l'efficienza produttiva dell'estrusione e impone inoltre requisiti tecnici più elevati alla progettazione degli stampi e ai processi di estrusione.
2 Processo di estrusione
L'impatto del processo di estrusione sull'efficienza produttiva dell'estrusione di alluminio tramite stampo poroso si riflette principalmente nel controllo di tre aspetti: temperatura del pezzo grezzo, temperatura dello stampo e temperatura di uscita.
2.1 Temperatura vuota
Una temperatura uniforme del grezzo ha un impatto significativo sulla resa dell'estrusione. Nella produzione effettiva, le macchine di estrusione soggette a scolorimento superficiale vengono generalmente riscaldate utilizzando forni multi-lastre. I forni multi-lastre garantiscono un riscaldamento del grezzo più uniforme e completo, con buone proprietà isolanti. Inoltre, per garantire un'elevata efficienza, viene spesso utilizzato il metodo "bassa temperatura e alta velocità". In questo caso, la temperatura del grezzo e la temperatura di uscita devono essere strettamente correlate alla velocità di estrusione, con impostazioni che tengano conto delle variazioni della pressione di estrusione e delle condizioni della superficie del grezzo. Le impostazioni della temperatura del grezzo dipendono dalle condizioni di produzione effettive, ma come linea guida generale, per l'estrusione di stampi porosi, le temperature del grezzo vengono in genere mantenute tra 420 e 450 °C, con le filiere piane impostate a una temperatura leggermente superiore di 10-20 °C rispetto alle filiere divise.
2.2 Temperatura dello stampo
In base all'esperienza di produzione in loco, le temperature degli stampi devono essere mantenute tra 420 e 450 °C. Tempi di riscaldamento eccessivi possono causare l'erosione dello stampo durante il funzionamento. Inoltre, il corretto posizionamento degli stampi durante il riscaldamento è essenziale. Gli stampi non devono essere impilati troppo vicini tra loro, lasciando un po' di spazio tra loro. L'ostruzione dell'uscita del flusso d'aria del forno dello stampo o un posizionamento errato possono causare un riscaldamento non uniforme e un'estrusione non uniforme.
3 fattori di muffa
La progettazione, la lavorazione e la manutenzione degli stampi sono fondamentali per la formatura tramite estrusione e influiscono direttamente sulla qualità superficiale del prodotto, sulla precisione dimensionale e sull'efficienza produttiva. Analizziamo questi aspetti partendo dalle pratiche di produzione e dalle esperienze condivise nella progettazione di stampi.
3.1 Progettazione dello stampo
Lo stampo è la base della formazione del prodotto e svolge un ruolo fondamentale nel determinarne la forma, la precisione dimensionale, la qualità superficiale e le proprietà del materiale. Per profili di stampo porosi con elevati requisiti superficiali, è possibile migliorare la qualità superficiale riducendo il numero di fori di deviazione e ottimizzando il posizionamento dei ponti di deviazione per evitare la superficie decorativa principale del profilo. Inoltre, per gli stampi piani, l'utilizzo di un design a fossa a flusso inverso può garantire un flusso uniforme del metallo nelle cavità dello stampo.
3.2 Lavorazione dello stampo
Durante la lavorazione dello stampo, è fondamentale ridurre al minimo la resistenza al flusso del metallo in corrispondenza dei ponti. La fresatura uniforme dei ponti di deviazione garantisce la precisione delle posizioni dei ponti di deviazione e contribuisce a ottenere un flusso uniforme del metallo. Per profili con elevati requisiti di qualità superficiale, come i pannelli solari, si consiglia di aumentare l'altezza della camera di saldatura o di utilizzare un processo di saldatura secondario per garantire buoni risultati di saldatura.
3.3 Manutenzione della muffa
Altrettanto importante è la manutenzione regolare degli stampi. Lucidare gli stampi e implementare la manutenzione mediante azoto può prevenire problemi come una durezza non uniforme nelle aree di lavoro degli stampi.
4 Qualità vuota
La qualità del grezzo ha un impatto cruciale sulla qualità superficiale del prodotto, sull'efficienza di estrusione e sui danni allo stampo. Grezzi di scarsa qualità possono causare problemi di qualità come scanalature, scolorimento dopo ossidazione e riduzione della durata dello stampo. La qualità del grezzo include la corretta composizione e l'uniformità degli elementi, entrambi fattori che influiscono direttamente sulla resa di estrusione e sulla qualità superficiale.
4.1 Configurazione della composizione
Prendendo come esempio i profili dei pannelli solari, la corretta configurazione di Si, Mg e Fe nella lega 6063 specializzata per l'estrusione in stampi porosi è essenziale per ottenere una qualità superficiale ideale senza compromettere le proprietà meccaniche. La quantità totale e la proporzione di Si e Mg sono cruciali e, sulla base di un'esperienza produttiva pluriennale, mantenere Si+Mg nell'intervallo 0,82-0,90% è idoneo per ottenere la qualità superficiale desiderata.
Dall'analisi dei grezzi non conformi per pannelli solari, è emerso che oligoelementi e impurità erano instabili o superavano i limiti, influendo significativamente sulla qualità superficiale. L'aggiunta di elementi durante la legatura in fonderia deve essere effettuata con cura per evitare instabilità o eccesso di oligoelementi. Nella classificazione dei rifiuti del settore, i rifiuti di estrusione includono rifiuti primari come scarti e materiale di base, i rifiuti secondari includono rifiuti di post-lavorazione derivanti da operazioni come l'ossidazione e la verniciatura a polvere, mentre i profili per l'isolamento termico sono classificati come rifiuti terziari. I profili ossidati devono utilizzare grezzi speciali e, in genere, non vengono aggiunti scarti quando i materiali sono sufficienti.
4.2 Processo di produzione del grezzo
Per ottenere grezzi di alta qualità, è essenziale rispettare rigorosamente i requisiti di processo per quanto riguarda la durata del lavaggio con azoto e il tempo di sedimentazione dell'alluminio. Gli elementi di lega vengono solitamente aggiunti in blocchi e miscelati accuratamente per accelerarne la dissoluzione. Una miscelazione adeguata impedisce la formazione di zone localizzate ad alta concentrazione di elementi di lega.
Conclusione
Le leghe di alluminio sono ampiamente utilizzate nei veicoli a nuova energia, con applicazioni in componenti strutturali e parti come carrozzeria, motore e ruote. Il crescente utilizzo di leghe di alluminio nell'industria automobilistica è trainato dalla domanda di efficienza energetica e sostenibilità ambientale, combinata con i progressi nella tecnologia delle leghe di alluminio. Per profili con elevati requisiti di qualità superficiale, come i vassoi per batterie in alluminio con numerosi fori interni e elevate esigenze di prestazioni meccaniche, migliorare l'efficienza dell'estrusione di stampi porosi è essenziale affinché le aziende possano prosperare nel contesto della trasformazione energetica.
A cura di May Jiang di MAT Aluminum
Data di pubblicazione: 30 maggio 2024
