اکستروژن های فلزی

شرح

اکستروژن های فلزی فلزات یا آلیاژهایی هستند که به شکل میله ها، میله ها، زاویه ها، کانال ها، سه راهی ها یا سایر اشکال پروفیل اکسترود می شوند. نمونه هایی از فلزات و آلیاژهایی که می توانند اکسترود شوند عبارتند از: آلومینیوم، مس، منیزیم، روی، تیتانیوم، سرب، قلع و فولاد.

اکستروژن فرآیندی است که برای ایجاد شکل یک پروفیل مقطعی ثابت استفاده می شود. اکستروژن با فشار دادن فلز در یک حفره بسته از طریق ابزاری به نام قالب اکستروژن با استفاده از پرس مکانیکی یا هیدرولیک انجام می شود. اکستروژن باعث ایجاد نیروهای فشاری و برشی در انبار می شود. هیچ کششی تولید نمی شود که تغییر شکل زیاد را بدون پاره شدن فلز ممکن می کند. حفره ای که مواد خام در آن قرار دارد با مواد مقاوم در برابر سایش پوشیده شده است. این می تواند بارهای شعاعی بالایی را که هنگام عبور مواد از درون قالب ایجاد می شود، تحمل کند.

انواع

انواع مختلفی از روش های اکستروژن وجود دارد، اما همه آنها را می توان به عنوان فرآیند سرد یا فرآیند گرم طبقه بندی کرد.

اکستروژن سرد اکستروژنی است که در دمای اتاق یا دمای کمی بالا انجام می شود. این فرآیند را می توان برای اکثر مواد مورد استفاده قرار داد، مشروط بر اینکه ابزار به اندازه کافی قوی باشد تا در برابر تنش های ایجاد شده توسط اکستروژن مقاومت کند. نمونه هایی از قطعاتی که به صورت سرد اکسترود می شوند عبارتند از: لوله های تاشو، قوطی های آلومینیومی، سیلندرها و جعبه دنده ها. از مزایای اکستروژن سرد می توان به استحکام بالاتر به دلیل کار سرد، تلرانس نزدیک تر، پرداخت سطح خوب و عدم اکسیداسیون اشاره کرد.

اکستروژن گرم در دماهای نسبتاً بالا، تقریباً 50 تا 75 درصد از نقطه ذوب فلز انجام می شود. فشارها می تواند از 35 تا 700 مگاپاسکال (5076 - 101525 psi) باشد. روانکاری خوب برای حفظ عمر قالب به دلیل سایش دما و فشار روی ماشین آلات ضروری است. روغن و گرافیت در دماهای پایین تر کار می کنند، در حالی که در دماهای بالاتر از پودر شیشه استفاده می شود. بزرگترین عیب این فرآیند هزینه آن برای ماشین آلات و نگهداری آن است. قطعات معمولی که توسط اکستروژن گرم تولید می شوند، قطعات تریم مورد استفاده در خودروها و کاربردهای ساختمانی، اعضای قاب پنجره، نرده ها و قطعات ساختاری هواپیما هستند.

سایر فرآیندهای اکستروژن خاص عبارتند از اکستروژن هیدرواستاتیک، که شامل یک مایع تحت فشار در اطراف قطعه کار برای کاهش نیروی مورد نیاز است، و اکستروژن ضربه ای، که از یک راب فلزی با سرعت بالا برای فشار دادن قطعه کار به داخل قالب استفاده می کند.

مزایای اکستروژن

اکستروژن یک فرآیند نزدیک به شبکه است، به این معنی که ضایعات و ضایعات فلزات تولید شده از فرآیندهای ماشینی را که مواد را از یک بلوک بزرگتر برش می دهند، حذف می کند. ضایعات کمتر به معنای هزینه کمتر مواد و عدم استفاده از زمان و هزینه برای ماشینکاری و دفع فلزات زائد است.

اکستروژن اغلب نیاز به ماشینکاری ثانویه را به حداقل می رساند، اما محصولات دارای دقت ابعادی یا پرداخت سطحی مشابه قطعات ماشینکاری شده نیستند. سطح پرداخت برای فولاد 3 میکرومتر (125 میکرومتر) و 0.8 میکرومتر (30 میکرومتر) برای آلومینیوم و منیزیم است.

با این حال، این فرآیند می تواند طیف گسترده ای از مقاطع را ایجاد کند که تولید مقرون به صرفه با استفاده از روش های دیگر دشوار است. فرآیند اکستروژن به طور کلی زمانی مقرون به صرفه است که بسته به ماده ای که اکسترود می شود، بین چندین کیلوگرم (پوند) تا چندین تن تولید شود. یک نقطه متقاطع وجود دارد که در آن رول‌فرمینگ اقتصادی‌تر می‌شود. به عنوان مثال، برخی از فولادها در صورت تولید بیش از 20000 کیلوگرم (50000 پوند) برای نورد اقتصادی تر می شوند.

اکستروژن توانایی ساخت مواد روکش (فلزات چند لایه) را از طریق اکستروژن همزمان دو لایه فراهم می کند. کامپوزیت های زمینه فلزی همچنین می توانند با اکسترود و فشرده سازی یا کنسرو کردن فلزات پودری یا ذرات سرامیکی تشکیل شوند.

فرآیند اکستروژن فلز را می توان برای ساخت پروفیل های پیچیده برای صنایع مختلف استفاده کرد. فلزات و آلیاژها را می توان به شکل لوله های گرد یا بیضی، لوله مربع توخالی، شکل کانال، اشکال Zee یا Z، اشکال سه راهی یا T، اشکال تیر H یا I، اشکال L و سایر اشکال ساختاری اکسترود کرد. اشکال پره‌دار و لوله‌های پره‌دار برای سینک‌های حرارتی، مبدل‌های حرارتی و سایر کاربردهای اتلاف حرارتی با استفاده از آلومینیوم، مس یا آلیاژهای رسانایی حرارتی بالا ساخته می‌شوند. دکل ها و بوم های قایق بادبانی آلومینیومی اغلب با استفاده از فرآیند اکستروژن آلومینیوم از آلیاژهای آلومینیوم درجه دریایی ساخته می شوند.

انتخاب محصول

انتخاب یک شکل اکسترود شده می تواند بر اساس تعدادی از عوامل مختلف، از جمله مشخصات طراحی، نیازهای بار، یا انواع مواد باشد. پایگاه داده GlobalSpec SpecSearch به کاربر این امکان را می دهد که محصول مورد نظر را بر اساس ابعاد اندازه مانند ضخامت کلی و عرض کلی یا قطر خارجی (OD)، خواص مکانیکی مانند استحکام تسلیم و استحکام کششی یا انواع مواد مانند آلومینیوم و مس مشخص کند.

منبع: globalspec