Alumiiniumprofiilide kuumtöötlemise nõuded?

Paljud alumiiniumi ekstrusiooni tõrked tulenevad valest kuumtöötlusest. Osad painduvad, pragunevad või kaotavad kasutamisel tugevust. Ostjad keskenduvad sageli sulamile ja kujule. Kuumtöötlusest räägitakse liiga hilja.

Alumiiniumi ekstrusiooni kuumtöötlemine kontrollib tugevust, kõvadust ja stabiilsust, juhtides temperatuuri, aega ja jahutamist ekstrusiooni ajal ja pärast seda.

Reaalses tootmises ei ole kuumtöötlemine vabatahtlik. See määrab lõpliku jõudluse. Selles artiklis selgitatakse, milliseid kuumtöötlusi kohaldatakse, kuidas vananemine muudab omadusi, millised sulamid reageerivad kuumtöötlusele ja kuidas T5 ja T6 praktikas erinevad.

Milliseid kuumtöötlusi kohaldatakse alumiiniumprofiilide suhtes?

Kuumtöötlemine kõlab keeruliselt, kuid eesmärk on lihtne. See muudab alumiiniumi sisemist struktuuri, et saavutada kasutatav tugevus. Kõik töötlemisviisid ei tee sama tööd.

Alumiiniumprofiilide puhul kasutatakse nõutavate mehaaniliste omaduste saavutamiseks üldjuhul lahuse kuumtöötlemist, karastamist ja vananemist.

Miks on vajalik kuumtöötlemine

Pärast pressimist on alumiinium pehme. Metalli struktuur ei ole stabiilne. Ilma kuumtöötlemata ei vasta enamik profiile koormus- või tolerantsinõuetele.

Kuumtöötlus aitab:

• Tugevuse suurendamine
• Parandada kõvadust
• Kontrollida mõõtmete stabiilsust
• Vähendada jääkstressi

See on kriitilise tähtsusega struktuuri- ja tööstusprofiilide puhul.

Peamised kuumtöötlemise etapid

Kuumtöötlemine hõlmab tavaliselt mitut etappi.

Lahuse kuumtöötlemine

Ekstrusiooni kuumutatakse kõrgele temperatuurile. See lahustab legeerivaid elemente alumiiniummaatriksis. Temperatuur sõltub sulami tüübist.

Kustutamine

Pärast kuumutamist jahutatakse profiil kiiresti. Kasutatakse vett või õhku. Kiire jahutamine lukustab legeerivate elementide paigale.

Vananemine

Profiili hoitakse toatemperatuuril või kõrgemal temperatuuril. See võimaldab kontrollitud sadestumist. Tugevus suureneb selle etapi jooksul.

Tavalised raviviisid

Mitte iga ekstrusioon ei kasuta kõiki etappe. Marsruut sõltub sulamist ja lõppkasutusest.

Tootmise tegelikkus

Reaalsetes tehastes lisavad juba ekstrusiooni kiirus ja pressimistemperatuur soojust. Mõned sulamid kasutavad seda soojust otse. Teised vajavad eraldi ahjusid.

Ostjad peaksid küsima:

• Kas vananemine on loomulik või kunstlik
• Kas kustutamine on kontrollitud
• Kas temperatuurid on registreeritud

Need üksikasjad mõjutavad partiide järjepidevust.

Kuidas mõjutab vananemisprotsess mehaanilisi omadusi?

Vananemist mõistetakse sageli valesti. See kõlab passiivselt, kuid see määratleb lõpliku tugevuse. Vananemisvead põhjustavad pehmeid või hapraid osi.

Vananemisprotsess kontrollib tugevust, kõvadust ja plastilisust, juhtides legeerivate elementide sadestumist alumiiniumi sees.

Mida vananemine tegelikult teeb

Vananemise käigus moodustuvad metalli sees väikesed osakesed. Need osakesed takistavad nihestusliikumist. See suurendab tugevust.

On olemas kaks peamist vananemise tüüpi:

• Loomulik laagerdumine toatemperatuuril
• Kunstlik vananemine kõrgel temperatuuril

Mõlemad muudavad aja jooksul omadusi.

Loomulik vananemise mõju

Loomulik vananemine toimub pärast kustutamist. See võib võtta päevi või nädalaid.

Mõjud hõlmavad:

• Järkjärguline tugevuse suurenemine
• Kinnisvara muutumine aja jooksul
• Madalam lõpptugevus kui kunstlikul vananemisel

See on tavaline lihtsate profiilide puhul, mille tugevus on väike.

Kunstliku vananemise mõju

Kunstliku vananemise puhul kasutatakse ahjusid. Aega ja temperatuuri kontrollitakse.

Eelised hõlmavad järgmist:

• Kiirem kinnisvaraarendus
• Suurem ja stabiilsem tugevus
• Parem partiide järjepidevus

Seda eelistatakse tööstus- ja konstruktsiooniprofiilide puhul.

Vananemise käigus toimuvad omaduste muutused

Liigne vananemine võib vähendada tugevust. Liiga vähene vananemine jätab osa liiga pehmeks.

Üldised vananemisprobleemid

Praktikas tulenevad vananemisprobleemid sageli:

• Vale ahju temperatuur
• Ebavõrdne profiili paksus
• Kehv õhuringlus

Need probleemid põhjustavad tugevuse varieerumist ühe profiili piires.

Head tarnijad jälgivad:

• Aeg temperatuuril
• Koormuse vahekaugus ahjudes
• Jahutamine pärast vananemist

See hoiab omadused spetsifikatsiooni piires.

Kas kõik ekstrusioonisulamid on kuumtöödeldavad?

Paljud ostjad eeldavad, et kõiki alumiiniumisulameid saab kuumtöödelda. See on vale. Vastus sõltub sulami perekonnast.

Ainult teatavad alumiiniumist ekstrusioonisulamid on kuumtöödeldavad, peamiselt need, mis sisaldavad magneesiumi ja räni või tsinki.

Kuumtöödeldavad versus mittetöödeldavad sulamid

Alumiiniumisulamid jagunevad kahte suurde rühma.

Kuumtöödeldavad sulamid saavutavad tugevuse vananemise käigus. Mittesoojendatavad sulamid sõltuvad külmtöötlusest ja koostisest.

Tavalised ekstrusioonisulamite perekonnad

See tabel näitab, miks 6xxx domineerib ekstrusiooniturgudel.

Miks 6xxx seeria on populaarne

6xxx sulamid tasakaalustavad ekstrusiooni lihtsust ja kuumtöötlemise reaktsiooni.

Nad pakuvad:

• Hea pinnaviimistlus
• Keskmine kuni kõrge tugevus
• Hea korrosioonikindlus
• Paindlikud kuumtöötlemisvõimalused

See muudab need sobivaks paljudele tööstusharudele.

Disaini tagajärjed

Kuumtöötlemata sulami kasutamine piirab tugevuse võimalusi. Projekteerijad peavad kasutama paksemaid sektsioone. See suurendab kaalu ja kulusid.

Kuumtöödeldavad sulamid võimaldavad:

• Õhemad seinad
• Suurem kandevõime
• Parem mõõtmete kontroll

Selle varajase mõistmisega välditakse hilisemat ümberkujundamist.

Mis vahe on T5- ja T6-ravi vahel?

T5 ja T6 on joonistel levinud terminid. Paljud ostjad kasutavad neid omavahel. Need ei ole samad.

Peamine erinevus T5- ja T6-töötluse vahel on see, kas enne vanandamist rakendatakse lahustemperatuurilist kuumtöötlust.

T5 ravi määratlus

T5 tähendab, et ekstrusiooni jahutatakse ekstrusioonitemperatuurilt ja seejärel kunstlikult laagerdatakse.

Olulisemad punktid:

• Eraldi lahuse kuumtöötlemine puudub
• Kasutab ekstrusioonist saadavat soojust
• Madalamad energiakulud
• Veidi madalam tugevus

See on tavaline lihtsate profiilide puhul.

T6 ravi määratlus

T6 sisaldab täielikku lahustöötlust, karastamist ja kunstlikku vananemist.

Olulisemad punktid:

• Eraldi kuumutusetapp
• Kontrollitud kustutamine
• Suurem tugevus
• Parem omandi järjepidevus

Seda kasutatakse nõudlike rakenduste puhul.

Tugevuse võrdlus

Erinevus on oluline koormuse ja ohutuse seisukohalt.

Valikuga seotud kaalutlused

Valik T5 ja T6 vahel sõltub järgmistest asjaoludest:

• Nõutav tugevus
• Profiili paksus
• Tolerantsusnõuded
• Kulueesmärgid

T6 maksab rohkem, kuid vähendab riski. T5 säästab energiat, kuid piirab jõudlust.

Reaalsed tootmistunnid

Tegelikkuses ei saa mõned profiilid paksuse tõttu ühtlaselt saavutada T6. Teised ei vaja täielikku T6 tugevust.

Selge teabevahetus pakkumiskutse etapis aitab tarnijatel valida õige tee. Hilinenud temperatuuri muutused nõuavad sageli uut kvalifitseerimist.

Kokkuvõte

Alumiiniumi ekstrusiooni kuumtöötlus määrab lõpliku jõudluse. Õige kuumtöötluse valik sõltub sulamist, vananemise kontrollimisest ja karastuse valikust. Selged kuumtöötlusnõuded hoiavad ära tugevuse vähenemise, moonutused ja kuluka järeltöötluse.