Etusivu >

Ekstruusio

Kuumaekstruusio on metallinmuovausprosessi kiinteän poikkileikkauksen -profiilin valmistamiseksi työntämällä kuumennettu metalliaihio muotin läpi haluttuun muotoon. Kuumaekstruusioprosessi suoritetaan lämpötilassa, joka ylittää metallien uudelleenkiteytyspisteen, joka on tyypillisesti 50-75 % sen sulamislämpötilasta, jolloin se on muokattavampi ja helpompi muotoilla pienemmällä voimalla.

Kuvaus

Kuumaekstruusio pystyy luomaan monimutkaisia poikkileikkauksia-ja on tasainen koko suulakepuristetun profiilin pituudelta. Suulakkeen rakenne, suulakepuristussuhde, aihion lämpötila, voitelu ja suulakepuristusnopeus vaikuttavat ekstruusion laatuun. Kuten kaikki muutkin metallin -muovausprosessit, se luokitellaan lämpötilan mukaan kuuma-, kylmä- ja lämminsuulakepuristukseen, ja prosessi suoritetaan yleensä korotetuissa lämpötiloissa puristusvoiman vähentämiseksi ja materiaalin sitkeyden parantamiseksi. Kylmäekstruusio tarkoittaa alhaisempia tuotantokustannuksia, koska raaka-ainehävikki on vähentynyt ja tuotantonopeus on korkea.

Extruded Alu Profile

Kuumaekstruusio vs kylmäekstruusio

Kuumaekstruusio tarkoittaa työkappaleen saattamista sen uudelleenkiteytyslämpötilan yläpuolelle, ja tämä prosessi voi parantaa työkappaleen mekaanisia ominaisuuksia. Kuumapuristusprosessin aikana tämä kuumatyöstö työntää ja jakaa materiaalia uudelleen ja sulkee sulassa metallimateriaalissa olevat tyhjät paikat. Siksi epäpuhtaudet muodostuvat yleensä myös kiinteinä sulkeumaina ja jakautuvat koko työkappaleen massaan. Kuumatyöstö ja suulakepuristettu metalli hajottavat epäsäännölliset rakenteet ja kiteyttävät materiaalimassan uudelleen hienommaksi takorakenteeksi, jolloin osan mekaaniset ominaisuudet, kuten iskunkestävyys, sitkeys ja lujuusominaisuudet paranevat. Useimmat metallipursotukset suoritetaan aihioille, jotka on jo kuumennettu metallien uudelleenkiteytyspisteen yläpuolelle, mikä mahdollistaa suuren muodonmuutoksen. Yksi metallien kuumatyöstön suurimmista haitoista on kuumatyöstön pinnalla tapahtuva hapettuminen, jolloin työkappaleen ulkopinnoille muodostuu oksidihilsettä. Asteikko voi vaikuttaa pinnan viimeistelyyn ja osan tarkkuuteen sekä lisätä kitkaa ja kulumista metallirajapinnoissa. Kuumaekstruusio valitaan yleensä suurempiin osiin, jotka vaativat suuria muotomuutoksia ja monimutkaisempaa geometriaa.

Metallin kylmäsuulakepuristusta käytetään yleensä pienempien osien, ohuemman materiaalin, vähemmän monimutkaisten muotojen, työstettävien materiaalien ja erillisten suulakepuristusten valmistukseen, jotka muodostavat yksittäisen osan jokaisella toimenpiteellä. Kylmäekstruusiolla on seuraavat edut:

√Pienemmät energiakustannukset, tämä prosessi ei vaadi lämmitysprosessia.
√Korkeampi tuotantonopeus
√Ei hapettumista ja hilseilyä, joten se voi tuottaa paremman pinnan viimeistelyn.
√Parempi geometrinen tarkkuus
√Parempi vaikutus jännityskovettumiseen

Lyhyesti sanottuna leveämmät metallimateriaalit, kuten kupari, alumiini, teräs ja teräslejeeringit, ruostumaton teräs, lyijy ja tina jne., soveltuvat kuumapursotukseen, ja tämä prosessi sopii paremmin suurempaan kokoon. Kylmäsuulakepuristus on metallin muovausprosessi, joka suoritetaan huoneenlämpötilassa tai lähellä sitä, ja jossa metallirunko pakotetaan muotin läpi halutun poikkileikkausmuodon luomiseksi. Toisin kuin kuumasuulakepuristus, se tehdään materiaalin uudelleenkiteytyslämpötilan alapuolella, ja tämä prosessi tunnetaan myös kylmätaontana tai iskuekstruusiona, jotta saadaan aikaan tarkkoja osia, joilla on erinomainen pintakäsittely ja paremmat mekaaniset ominaisuudet. Kylmäekstruusio on erittäin tärkeä prosessi auto-, rakennus- ja infrastruktuuriteollisuudessa.

Extrusion Die

Suulakepuristus prosessimekaniikan toimesta

Suulakepuristusprosessit voidaan määrittää myös painimen, aihion ja muotin fyysisellä järjestelyllä, ja alla on poppeliluokitus:

√ Suora ekstruusio, jota kutsutaan myös eteenpäin suulakepuristamiseksi, on yleisin suulakepuristusmenetelmä. Aihio asetetaan säiliöön ja mäntä työntää sen vastakkaisessa päässä olevan kiinteän muotin läpi ja pursotettu osa virtaa samaan suuntaan kuin mäntä liikkuu. Tämä prosessi voi aiheuttaa merkittävää kitkaa, kun aihio liukuu säiliön seinää pitkin, ja normaalisti tarvitaan suurempaa voimaa. Tämä ekstruusioratkaisu voi johtaa epäjohdonmukaisuuksiin raerakenteessa tuotteen etu- ja takaosan välillä materiaalin epätasaisen virtauksen vuoksi.
√ Epäsuora ekstruusio, jota kutsutaan myös taaksepäin suulakepuristamiseksi, suulake asennetaan itse onttoon mäntään. Kun painin työntyy kiinteään säiliöön, metalli pakotetaan virtaamaan taaksepäin muotin läpi painimen liikettä vastakkaiseen suuntaan. Tämä prosessi vaatii huomattavasti vähemmän voimaa kuin suora suulakepuristus, koska säiliön pituudella ei ole kitkaa voitettavana, ja lisäksi se voi tuottaa tasaisemman raerakenteen ja yhdenmukaiset mekaaniset ominaisuudet. Siksi se mahdollistaa ohuempien-seinämäisten profiilien valmistamisen ja sopii paremmin lujille-seoksille.

√ Hydrostaattinen suulakepuristus, se on erikoismuoto, jossa aihio on täysin säiliön sisällä paineistetun nesteen ympäröimä. Puskuri paineistaa tämän nesteen, joka puolestaan kohdistaa tasaisen paineen aihion kaikille puolille pakottaen sen muotin läpi. Etuna on, että aihion ja säiliön seinämän välinen kitka eliminoituu kokonaan ja voima vähenee entisestään.
√ Iskuekstruusiota pidetään usein eräänlaisena kylmäpursotuksena. Tässä prosessissa käytetään suuren{0}}nopeasti iskevää meistiä metallirunkoon, jolloin se virtaa plastisesti suulakkeeseen. Prosessi voidaan suorittaa eteenpäin, taaksepäin tai yhdistettynä, ja se voi muodostaa valmiin osan yhdellä puristimen vedolla. Tätä metallinmuovausprosessia käytetään usein ohutseinäisten onttojen osien valmistukseen.

Alla on lyhyt yhteenveto eri ekstruusioratkaisuista:

Ekstruusiotyyppien vertailu
Ominaisuus	Suora (eteenpäin) suulakepuristus	Epäsuora (taaksepäin) suulakepuristus	Hydrostaattinen ekstruusio	Iskupuristus
Materiaalivirtaus	Sama suunta kuin ram	Vastakkaiseen suuntaan	Sama suunta kuin ram	Eteenpäin, taaksepäin tai yhdistettynä
Kitka	Suuri kitka aihion ja kontin seinän välillä	Ei kitkaa aihion ja säiliön seinän välillä	Ei kitkaa aihion ja säiliön seinämän välillä; pienentynyt muotin kitka	Riippuu eteenpäin/taaksepäin tyypistä, mutta perustuu voiteluun
Vaadittu voima	Korkein kitkan takia	Alempi kuin suora (25-30 % vähemmän)	Pienin kitkan puutteen ja paineistetun nesteen vuoksi	Suuri iskuvoima lyhyen ajan.
Billet Movement	Aihio liikkuu suhteessa säiliöön	Aihio on paikallaan säiliöön nähden.	Aihio liikkuu nesteen työntämänä.	Etana on paikallaan ennen iskua.
Materiaalijätteet	Pientä osaa (peräosaa) aihiosta ei voida suulakepuristaa.	Vähemmän jätettä, koska takapää on pienempi tai sitä ei ole ollenkaan.	Aihion jäämiä ei jää kontin seiniin.	Erittäin vähän materiaalihukkaa (lähes-verkko-muotoa).
Tuotteen laatu	Mahdollisesti epätasainen raerakenne ja -ominaisuudet.	Tasaisempi raerakenne ja tasaisemmat ominaisuudet.	Erinomainen pintakäsittely ja tasaiset ominaisuudet.	Hyvä pintakäsittely ja lujuus kylmätyöstöstä.
Yleiset käyttötavat	Kiinteät tangot, yksinkertaiset ontot muodot, rakenneprofiilit.	Ontot tai putkimaiset tuotteet,{0}}lujat metalliseosprofiilit.	Hauraat materiaalit, monimutkaiset muodot,{0}}suuret suulakepuristukset.	Tölkit, putket, sammutuskotelot, kiinnikkeet.
Monimutkaisuus	Yksinkertaisin työkalu ja prosessi.	Monimutkaisempi työkalu (ontto mäntä).	Monimutkaisin korkeapaineisen-nesteen ja tiivistyksen vuoksi.	Vaatii{0}}nopeat puristimet ja vankan työkalun.

Metallin ekstruusioprosessi

Tämä erityinen metallinmuovausprosessi on suunniteltu luomaan monimutkaisia muotoja metallitangoista viemällä tanko muotin läpi, ja prosessi on tiivistetty seuraavasti:

√ Aihion valmistus, normaalisti aihio kuumennetaan sitten suulakepuristusprosessia varten, jolloin metallista tulee muovattavampi ja helpompi muotoilla.
√ Sulan aihion työntäminen ja paineistaminen, ja aihioon kohdistetaan painetta suuttimia vasten, jotka on koneistettu erittäin tarkasti oikean istuvuuden varmistamiseksi.
√ Jäähtyessään ja kovettuessaan metallityökappale pakotetaan kokonaan muotin läpi, ja se jäähtyy ja kovettuu tunnissa.
√ Leikkaus ja mitoitus, pursotettu metalli leikataan sitten haluttuun pituuteen.
√ Hehkutus johonkin käyttötarkoitukseen, kuten esimkuparivirtakiskovaatii hehkutuksen paremman sähkönjohtavuuden saavuttamiseksi.

Yleensä alumiini ja teräs ovat yleisiä metallimateriaaleja niiden lujuuden ja muokattavuuden vuoksi, ja Fabmannilla on paljon kokemusta suulakepuristamisesta, ja työkalu- ja tuotantoinsinööritiimimme pystyy tarjoamaan sinulle edullisimmat ratkaisut.