welke grondstoffen kunnen worden gebruikt voor aluminiumextrusie?

Aluminiumextrusie begint lang voordat een billet de pers ontmoet. De grondstof - de aluminiumlegering, de zuiverheid en zelfs of het gerecycled is - bepaalt alles, van hoe het metaal vloeit tot hoe sterk en schoon het eindproduct is.

Voor aluminiumextrusie worden knuppels gebruikt die gemaakt zijn van specifieke aluminiumlegeringen, vaak 6000-reeksen zoals 6063 of 6061. De kwaliteit, samenstelling en staat van deze grondstoffen hebben een directe invloed op de extrusiesnelheid, de oppervlakteafwerking, de mechanische sterkte en de betrouwbaarheid op lange termijn.

Als de verkeerde legering wordt gebruikt of als de kwaliteit van de billet laag is, kan het eindresultaat gebrekkig, inconsistent of zelfs onbruikbaar zijn. Laten we eens kijken welke materialen het belangrijkst zijn en waarom.

Welke legeringen zijn het meest geschikt voor extrusie?

Aluminium is verkrijgbaar in vele kwaliteiten. Maar slechts enkele zijn gemakkelijk te extruderen en leveren resultaten van hoge kwaliteit. Als je de verkeerde legering kiest, zijn profielen moeilijker te vormen of zwak na het vervormen.

Legeringen uit de 6000-reeks zoals 6063 en 6061 zijn het meest geschikt voor extrusie vanwege hun evenwicht in vloeibaarheid, oppervlakteafwerking en mechanische sterkte.

Niet alle aluminium gedraagt zich hetzelfde onder hitte en druk. De meest voorkomende extrusielegeringen zijn uit de 6000-reeks, omdat ze magnesium en silicium combineren. Deze combinatie zorgt voor een goede sterkte en een soepele vloei door matrijzen. Laten we twee van de populairste legeringen vergelijken:

• 6063 legering
  Dit is het werkpaard van de aluminium extrusie. Het heeft een gemiddelde sterkte, een uitstekende corrosiebestendigheid en een uitstekende oppervlakteafwerking. Het extrudeert gemakkelijk, waardoor het ideaal is voor architecturale toepassingen waar het uiterlijk belangrijk is. Het reageert goed op anodiseren en wordt vaak gebruikt voor raamkozijnen, deurstijlen en decoratieve sierlijsten.

• 6061 legering
  Deze legering heeft een hogere sterkte dan 6063 en betere mechanische eigenschappen. Het wordt vaak gebruikt voor structurele toepassingen, vrachtwagenframes en ruimtevaartonderdelen. Het vloeit echter niet zo gemakkelijk als 6063 en de oppervlakteafwerking is mogelijk niet zo glad. Het is vatbaarder voor scheuren als de matrijs of het proces niet goed is geoptimaliseerd.

Andere legeringen die gebruikt worden bij extrusie zijn:

• 6082 - Biedt hoge sterkte en wordt gebruikt in de bouw.
• 6106 - Staat bekend om zijn hoge corrosiebestendigheid.
• 6463 - Gebruikt voor architecturale profielen met heldere afwerking.

Gebruikelijke extrusielegeringen en toepassingen

De keuze van de juiste legering hangt af van het uiteindelijke gebruik van het product. Als het onderdeel er perfect uit moet zien, is 6063 beter. Als sterkte belangrijk is, wordt de voorkeur gegeven aan 6061 of 6082. De keuze beïnvloedt alles, van extrusiesnelheid tot afwerkingskosten.

Waarom beïnvloedt de zuiverheid van billets de kwaliteit?

Zelfs de beste legering faalt als de billet een slechte zuiverheid heeft. Onzuiverheden of slecht gietwerk leiden tot barsten, ongelijkmatige extrusie of zwakke plekken in het uiteindelijke onderdeel.

De zuiverheid van de billets beïnvloedt de korrelstructuur, de oppervlakteafwerking en de interne sterkte. Schonere billets produceren betere extrusies met minder defecten en consistentere eigenschappen.

Een billet is het ruwe stuk aluminium dat wordt verhit en door de matrijs wordt geperst. Om goede extrusies te maken, moet de billet een uniforme chemische samenstelling hebben en vrij zijn van gasbellen, vuil of oxidatie.

Zuiverheid wordt op verschillende manieren gecontroleerd:

• Primaire knuppels worden gemaakt van nieuw geproduceerde aluminium blokken. Deze zijn het schoonst en meest uniform. Ze worden gebruikt voor profielen van hoge kwaliteit, precisieonderdelen en kritische toepassingen.
• Secundaire knuppels worden gemaakt van omgesmolten aluminiumschroot. De kwaliteit hangt af van hoe schoon en goed gesorteerd het schroot is voor het smelten.

In de staaf is de korrelstructuur zaken. Een goede billet heeft fijne, uniforme korrels zonder barsten of ontmenging. Deze structuur zorgt ervoor dat het aluminium gelijkmatig door de matrijs stroomt en gladde en consistente profielen produceert.

Oorzaken van slechte zuiverheid van de billets:

• Stromingsdefecten - metaal kan zich verzetten tegen het binnendringen in smalle matrijssecties.
• Oppervlaktefouten - vuil of insluitsels zorgen voor ruwe texturen.
• Zwakke plekken - Een onjuiste hechting tijdens extrusie kan leiden tot breuk onder belasting.
• Sterfschade - harde onzuiverheden kunnen matrijzen doen slijten of barsten.

De knuppels gaan ook door homogenisatie, Een warmtebehandeling die de interne structuur egaliseert en de billet voorbereidt op gladde extrusie. Als je deze stap overslaat of slechte billets gebruikt, is de kans op mislukking groter.

Vergelijking tussen primaire en secundaire billetkwaliteit

Welke invloed heeft gerecycled aluminium op de eigenschappen?

Gerecycled aluminium biedt een groene oplossing, maar alleen als het recyclingproces onder controle is. Slecht schroot leidt tot slechtere extrusie, terwijl goede gerecyclede billets nieuwe billets kunnen evenaren.

Gerecycled aluminium kan, als het goed gesorteerd en gesmolten is, net zo goed nieuw aluminium extruderen. Maar slecht schrootbeheer leidt tot onzuiverheden, slechte vloei en zwakke onderdelen.

Aluminium is zeer goed recyclebaar. Veel extrusiefabrieken gebruiken zelfs afvalmateriaal om knuppels te produceren. Dit verlaagt het energieverbruik en de materiaalkosten. Maar het gebruik van schroot betekent meer zorg tijdens de billetproductie.

Aluminiumschroot is afkomstig van twee bronnen:

1. Postindustrieel schroot - Snijresten van fabrieken. Vaak schoon en gesorteerd op legering.
2. Schroot na consumptie - oude ramen, blikjes, gemengde onderdelen. Moeilijker te sorteren en schoon te maken.

Wanneer gerecycled schroot wordt gesmolten, moet het worden:

• Ontsmet - om verf, olie en coatings te verwijderen.
• Gesorteerd op legering - om ongewenste elementcombinaties te voorkomen.
• Verfijnd - met vloeimiddelen om onzuiverheden te verwijderen.

Goede gieterijen kunnen schroot omzetten in knuppels met een zuiverheid van 95-98% en een stabiel legeringsgehalte. Deze billets extruderen goed, vooral voor niet-kritieke onderdelen.

Problemen ontstaan wanneer:

• Verschillende schrootlegeringen worden gemengd
• Verontreinigingen worden niet verwijderd
• Smelt niet goed gehomogeniseerd

Dit veroorzaakt poreusheid, variabele hardheid, inconsistente sterkte en extrusiescheuren.

Duurzame bedrijven streven vaak naar gerecycleerde inhoud boven 50% in profielen voor algemeen gebruik. Voor onderdelen voor de ruimtevaart of met hoge specificaties worden bij voorkeur nieuwe of gecertificeerde knuppels gebruikt.

Kunnen additieven het gedrag van legeringen veranderen?

Soms zijn standaardlegeringen niet genoeg. Additieven of extra legeringselementen kunnen de prestaties verbeteren, maar maken extrusie ook complexer.

Additieven zoals koper, zink of chroom kunnen de eigenschappen van aluminiumlegeringen verbeteren, zoals sterkte, corrosiebestendigheid of thermische stabiliteit.

Aluminiumlegeringen worden gemaakt door andere elementen toe te voegen. In de 6000-serie zijn magnesium en silicium essentieel. Maar andere elementen veranderen de prestaties van aluminium:

• Koper - verbetert de sterkte en hardheid, gebruikt in de ruimtevaart.
• Zink - toegevoegd in legeringen uit de 7000-reeks voor hoogwaardige structurele toepassingen.
• Chroom / mangaan - de corrosiebestendigheid verhogen.
• IJzer / titanium - soms toegevoegd voor korrelcontrole of slijtvastheid.

Deze additieven helpen te voldoen aan veeleisende toepassingen, zoals vrachtwagenchassis, koellichamen of extrusies van militaire kwaliteit. Maar daar staat een prijs tegenover:

• Moeilijker te extruderen - metaal vloeit niet zo gemakkelijk.
• Meer matrijsslijtage - abrasieve elementen zorgen voor snellere degradatie van het gereedschap.
• Strengere procesgrenzen - smalle temperatuur- en drukbereiken vereist.
• Lagere oppervlaktekwaliteit - ruwere afwerkingen tenzij geoptimaliseerd.

Het matrijsontwerp speelt ook een grotere rol bij gemodificeerde legeringen. Kleine veranderingen in de matrijshoek of lagerdikte kunnen vloeiproblemen oplossen of verergeren. Operators moeten de snelheid, billettemperatuur en containerdruk zorgvuldiger afstellen.

Toch zijn deze legeringen waardevol. Ze zorgen ervoor dat onderdelen sterker, lichter en corrosiebestendiger kunnen zijn - mits ze op de juiste manier worden geproduceerd.

Conclusie

De extrusie van aluminium begint met de juiste grondstof. Het type legering, de zuiverheid van de billet en de aanwezigheid van gerecycled materiaal spelen allemaal een rol in de kwaliteit van het eindproduct. Legeringen zoals 6063 en 6061 bieden een goede balans tussen verwerkbaarheid en sterkte. Zuivere billets zorgen voor een soepele vloei en betrouwbare eigenschappen. Gerecycled aluminium helpt kosten en emissies te verlagen, maar alleen als het zorgvuldig wordt verwerkt. En als geavanceerde prestaties nodig zijn, zorgen additieven voor verfijnde eigenschappen - maar ze maken het proces moeilijker. Kies verstandig en uw extrusies zijn sterk, consistent en klaar om te presteren.