Ouverture de la matrice d'extrusion d'aluminium ?

J'ai travaillé une fois dans une usine où nous avons essayé plusieurs ouvertures de moules et buses. Nous avions un mauvais état de surface et des rebuts jusqu'à ce que nous découvrions que la taille de l'interstice est l'élément le plus important.

La taille de l'ouverture de la filière contrôle directement la précision du profil, l'état de surface et la vitesse d'extrusion.

Examinons les tailles standard chinoises, les effets sur la qualité, les matériaux des matrices et la sélection d'ouvertures personnalisées.

1. Quelles sont les tailles standard d'ouverture des matrices en Chine ?

Les ouvertures de filière varient en fonction de la taille du profilé et de la capacité de la machine. En Chine, de nombreuses usines d'extrusion utilisent des ouvertures de filière standard.

La largeur commune de l'ouverture de la matrice varie de 600 mm à 2200 mm, en fonction du tonnage de la presse et de la conception de l'outillage.

Ouvertures standard typiques

• Les petites presses de 250 tonnes produisent des cadres étroits (matrices de 600 mm).
• Les grandes presses de plus de 2000 tonnes permettent de traiter de larges sections structurelles (jusqu'à 2200 mm).

Je me souviens avoir visité une usine chinoise dotée d'une presse de 1500 tonnes. Elle extrudait des profilés de mur-rideau à l'aide d'une filière de 1800 mm de large. Elle nécessitait un refroidissement précis pour éviter le gauchissement.

2. Comment la taille de l'ouverture de la filière affecte-t-elle la qualité de l'extrusion ?

La taille de l'ouverture de la filière modifie de nombreux facteurs de qualité : pression, débit, chaleur et contrôle de la forme.

Les ouvertures plus grandes nécessitent davantage de pression et de contrôle du refroidissement, tandis que les petites ouvertures tendent à extruder plus proprement avec moins de force.

Principaux effets sur la qualité

• Pression d'extrusion: La pression augmente au fur et à mesure que la largeur augmente, ce qui nécessite des presses plus fortes.
• Contrôle de la température: Les profils larges restent chauds plus longtemps et risquent de présenter des défauts de surface.
• Déviation de la matrice: Les filières larges se plient sous la pression si elles ne sont pas assez épaisses.
• Cohérence du profil: Les formes longues risquent de varier ; la rigidité de la matrice est essentielle.
• Limite de vitesse: Rendement plus rapide pour les petites ouvertures ; les grandes ouvertures nécessitent une vitesse lente pour réduire les défauts.

Effets visuels

• Finition de la surface: Les filières étroites permettent d'obtenir des surfaces plus lisses. Les filières larges peuvent présenter des lignes ou des marques d'oscillation.
• Précision dimensionnelle: Les grandes ouvertures peuvent déformer les coins et les bords si le refroidissement est inégal.

J'ai utilisé une fois une filière à profil large avec une plaque d'appui inadéquate. Les coins du profil se sont flétris jusqu'à ce qu'ils remplacent une plaque d'acier plus souple par une bague d'appui durcie.

3. Quels sont les matériaux utilisés dans les filières d'extrusion chinoises ?

Le matériau de la matrice détermine la durabilité, l'état de surface et la durée de vie de l'outil.

La plupart des filières d'extrusion chinoises utilisent de l'acier rapide (HSS), de l'acier pour travail à chaud ou des inserts en carbure de tungstène.

Matériaux courants pour les matrices

• H13 équilibre bien l'usure, la résistance et le coût.
• 718 HSS dure plus longtemps mais est cassante à moins d'être traitée correctement à la chaleur.
• Plaquettes en carbure protéger les zones à haute pression et abrasives.
• Aciers à outils revêtus aident à réduire le collage de l'alliage et à faciliter la libération.

Mon expérience

Les faces des filières s'usaient rapidement lors de l'extrusion d'alliages à forte teneur en Si. L'utilisation d'inserts en carbure dans les zones d'usure a permis de doubler la durée de vie de la filière et de conserver une surface lisse.

4. Comment choisir l'ouverture de la filière pour les extrusions d'aluminium sur mesure ?

Le choix de l'ouverture de la matrice dépend de la taille, de la complexité, de l'alliage et de la capacité de la presse.

L'ouverture idéale de la matrice permet d'équilibrer la largeur de profil souhaitée, la capacité de la presse et les exigences de qualité et de rendement.

Étapes de la sélection

1. Exigences du profil:

   • Mesurer la largeur maximale, l'épaisseur de la paroi et la complexité de la forme.
   • Les murs plus larges ou plus épais nécessitent des ouvertures plus grandes et des outils plus robustes.

2. Correspondance avec la presse:

   • Se référer à la capacité de la presse. Par exemple, une presse de 1000 tonnes a généralement une ouverture maximale de 1400 mm.
   • Ne pas dépasser la charge maximale pour garantir la durée de vie et la sécurité de l'outil.

3. Choix de l'alliage:

   • Les alliages plus durs (7075, 6xxx avec Si élevé) augmentent la force requise, ce qui peut nécessiter une matrice plus petite ou une presse plus puissante.
   • Les alliages tendres permettent des ouvertures plus larges pour un même tonnage.

4. Conception d'outils:

   • L'anneau ou la plaque d'appui de la matrice permet de réduire la déflexion.
   • Utiliser une zone de support de matrice plus épaisse pour les ouvertures larges.

5. Refroidissement et vitesse:

   • Les filières larges nécessitent une vitesse plus lente et un refroidissement important après l'extrusion.
   • Utiliser des tables d'eau ou des lames d'air pour contrôler la température.

6. Essais et tests:

   • Effectuer des essais pour vérifier la finition, la tension, la rectitude et la dureté.
   • Ajuster l'écartement, la conicité et le refroidissement de la filière en fonction des résultats.

Guide des matrices sur mesure

Lors de la conception d'un nouveau profil, je travaille en étroite collaboration avec les fabricants de moules. Nous ajustons avec précision la longueur et l'angle de la matrice, ainsi que le support, pour qu'ils correspondent à l'alliage et à la profondeur de la cavité. Après les essais, nous ajustons souvent l'ouverture de ±0,1 mm jusqu'à ce que la qualité soit stable.

Conclusion

En Chine, les ouvertures standard des matrices sont comprises entre 600 et 2200 mm en fonction de la taille de la presse. La largeur de l'ouverture influe sur la pression requise, l'état de surface, le contrôle de la forme et la vitesse de sortie. Les matériaux couramment utilisés pour les matrices sont le H13, le 718 HSS et les inserts en carbure. Le choix d'ouvertures personnalisées nécessite d'équilibrer les spécifications du profil, les limites de la presse, les caractéristiques de l'alliage, la conception de l'outillage et le refroidissement. Avec une planification minutieuse, vous pouvez obtenir des extrusions de haute qualité de manière fiable et rentable.

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