Krav til varmebehandling af aluminiumsekstrudering?

Mange fejl i aluminiumsstrækninger skyldes forkert varmebehandling. Dele bøjer, revner eller mister styrke under brug. Købere fokuserer ofte på legering og form. Varmebehandling diskuteres for sent.

Varmebehandling af aluminiumsekstrudering styrer styrke, hårdhed og stabilitet ved at regulere temperatur, tid og afkøling under og efter ekstrudering.

I reel produktion er varmebehandling ikke valgfri. Den definerer den endelige ydeevne. Denne artikel forklarer, hvilke varmebehandlinger der anvendes, hvordan ældning ændrer egenskaberne, hvilke legeringer der reagerer på varmebehandling, og hvordan T5 og T6 adskiller sig i praksis.

Hvilke varmebehandlinger anvendes på aluminiumsprofiler?

Varmebehandling lyder kompliceret, men målet er simpelt. Det ændrer aluminiumets indre struktur for at opnå en brugbar styrke. Ikke alle behandlinger har samme effekt.

Aluminiumsprofiler bruger normalt opløsningsvarmebehandling, slukning og ældning for at opnå de krævede mekaniske egenskaber.

Hvorfor varmebehandling er nødvendig

Efter ekstrudering er aluminium blødt. Metalkonstruktionen er ikke stabil. Uden varmebehandling kan de fleste profiler ikke opfylde krav til belastning eller tolerance.

Varmebehandling hjælper med at:

• Øg styrken
• Forbedre hårdheden
• Kontrol af dimensionsstabilitet
• Reducer restspændinger

Dette er afgørende for strukturelle og industrielle profiler.

Vigtigste trin i varmebehandlingen

Varmebehandling af ekstruderede produkter omfatter normalt flere trin.

Varmebehandling med opløsning

Ekstruderingen opvarmes til en høj temperatur. Dette opløser legeringselementer i aluminiumsmatricen. Temperaturen afhænger af legeringstypen.

Slukning

Efter opvarmning afkøles profilen hurtigt. Der anvendes vand eller luft. Hurtig afkøling fastholder legeringselementerne på plads.

Aldring

Profilen holdes ved stuetemperatur eller forhøjet temperatur. Dette muliggør kontrolleret udfældning. Styrken øges under dette trin.

Almindelige behandlingsmetoder

Ikke alle ekstruderingsprocesser omfatter alle trin. Processen afhænger af legeringen og den endelige anvendelse.

Produktionsrealitet

I virkelige fabrikker tilføjer ekstruderingshastighed og presstemperatur allerede varme. Nogle legeringer bruger denne varme direkte. Andre har brug for separate ovne.

Købere bør spørge:

• Er aldring naturlig eller kunstig?
• Er slukningen kontrolleret?
• Registreres temperaturerne?

Disse detaljer påvirker konsistensen på tværs af batcher.

Hvordan påvirker aldringsprocessen de mekaniske egenskaber?

Aldring bliver ofte misforstået. Det lyder passivt, men det definerer den endelige styrke. Aldringsfejl forårsager bløde eller skøre dele.

Aldringsprocessen styrer styrke, hårdhed og duktilitet ved at regulere, hvordan legeringselementer udfældes inde i aluminium.

Hvad aldring virkelig gør

Under ældningen dannes der små partikler inde i metallet. Disse partikler blokerer for forskydningsbevægelser. Dette øger styrken.

Der er to hovedtyper af aldring:

• Naturlig ældning ved stuetemperatur
• Kunstig ældning ved forhøjet temperatur

Begge ændrer egenskaber over tid.

Naturlige aldringseffekter

Naturlig ældning sker efter afkøling. Det kan tage dage eller uger.

Effekterne omfatter:

• Gradvis styrkeforøgelse
• Ejendomsændringer over tid
• Lavere slutstyrke end ved kunstig ældning

Dette er almindeligt for enkle profiler med lav styrkekrav.

Kunstige aldringseffekter

Kunstig ældning foregår i ovne. Tid og temperatur kontrolleres.

Fordelene omfatter:

• Hurtigere ejendomsudvikling
• Højere og mere stabil styrke
• Bedre batchkonsistens

Dette foretrækkes til industrielle og strukturelle ekstruderinger.

Ejendomsændringer under aldring

Overmodning kan reducere styrken. Undermodning gør delen for blød.

Almindelige aldersrelaterede problemer

I praksis skyldes aldersrelaterede problemer ofte:

• Forkert ovntemperatur
• Ujævn profilstykkelse
• Dårlig luftcirkulation

Disse problemer forårsager styrkevariationer inden for en profil.

Gode leverandører overvåger:

• Tid ved temperatur
• Belastningsafstand i ovne
• Afkøling efter modning

Dette holder egenskaberne inden for specifikationerne.

Kan alle ekstruderingslegeringer varmebehandles?

Mange købere antager, at alle aluminiumslegeringer kan varmebehandles. Dette er forkert. Legeringsfamilien bestemmer reaktionen.

Kun visse aluminiumsekstruderingslegeringer kan varmebehandles, hovedsageligt dem, der indeholder magnesium og silicium eller zink.

Varmebehandlingsbare legeringer kontra ikke-varmebehandlingsbare legeringer

Aluminiumslegeringer kan inddeles i to store grupper.

Varmebehandlingsbare legeringer får styrke gennem ældning. Ikke-varmebehandlingsbare legeringer er afhængige af koldbearbejdning og sammensætning.

Almindelige ekstruderingslegeringsfamilier

Denne tabel viser, hvorfor 6xxx dominerer ekstruderingsmarkederne.

Hvorfor 6xxx-serien er populær

6xxx-legeringer balancerer ekstruderingslethed og varmebehandlingsrespons.

De tilbyder:

• God overfladefinish
• Middel til høj styrke
• God korrosionsbestandighed
• Fleksible muligheder for varmebehandling

Dette gør dem velegnede til mange brancher.

Designkonsekvenser

Brug af en legering, der ikke kan varmebehandles, begrænser styrkeindstillingerne. Designere skal bruge tykkere sektioner. Dette øger vægten og omkostningerne.

Varmebehandlingsbare legeringer muliggør:

• Tyndere vægge
• Højere lastekapacitet
• Bedre dimensionel kontrol

At forstå dette tidligt undgår redesign senere.

Hvad er forskellen mellem T5- og T6-behandlinger?

T5 og T6 er almindelige udtryk i tegninger. Mange købere bruger dem ombytteligt. De er ikke det samme.

Den væsentligste forskel mellem T5- og T6-behandlinger er, om der anvendes varmebehandling af opløsningen før ældning.

Definition af T5-behandling

T5 betyder, at ekstruderingen afkøles fra ekstruderingstemperaturen og derefter kunstigt ældes.

Hovedpunkter:

• Ingen separat løsning varmebehandling
• Anvender varme fra ekstrudering
• Lavere energiomkostninger
• Lidt lavere styrke

Dette er almindeligt for enkle profiler.

Definition af T6-behandling

T6 omfatter fuldstændig varmebehandling, hærdning og kunstig ældning.

Hovedpunkter:

• Separat opvarmningstrin
• Kontrolleret slukning
• Højere styrke
• Bedre ejendomskonsistens

Dette bruges til krævende applikationer.

Sammenligning af styrke

Forskellen er vigtig for belastning og sikkerhed.

Overvejelser ved udvælgelsen

Valget mellem T5 og T6 afhænger af:

• Nødvendig styrke
• Profilens tykkelse
• Tolerancekrav
• Omkostningsmål

T6 koster mere, men reducerer risikoen. T5 sparer energi, men begrænser ydeevnen.

Rigtige produktionslektioner

I praksis kan nogle profiler ikke opnå T6 ensartet på grund af tykkelsen. Andre har ikke brug for fuld T6-styrke.

Tydelig kommunikation i RFQ-fasen hjælper leverandører med at vælge den rigtige vej. Senere ændringer i temperament kræver ofte rekvalificering.

Konklusion

Varmebehandling af aluminiumsekstruderinger afgør den endelige ydeevne. Valget af den korrekte behandling afhænger af legering, ældningskontrol og valg af hærdning. Klare krav til varmebehandling forhindrer tab af styrke, forvrængning og kostbar omarbejdning.