תהליך שחול אלומיניום ונקודות בקרה טכניות

באופן כללי, על מנת להשיג תכונות מכניות גבוהות יותר, יש לבחור בטמפרטורת שיחול גבוהה יותר. עם זאת, עבור סגסוגת 6063, כאשר טמפרטורת השחול הכללית גבוהה מ-540 מעלות צלזיוס, התכונות המכניות של הפרופיל לא יעלו עוד, וכאשר היא נמוכה מ-480 מעלות צלזיוס, חוזק המתיחה עלול להיות בלתי מוסמך.
אם טמפרטורת השיחול גבוהה מדי, יופיעו בועות, סדקים, שריטות על פני השטח ואפילו קוצים על המוצר עקב הידבקות אלומיניום לתבנית. לכן, על מנת להשיג מוצרים בעלי איכות פני שטח גבוהה, משתמשים לעתים קרובות בטמפרטורות שיחול נמוכות יחסית.
ציוד טוב הוא גם נקודת המפתח לשיפור יעילות הייצור של שחול אלומיניום, במיוחד שלושת החלקים העיקריים של שחול אלומיניום, תנור חימום מוט אלומיניום ותנור חימום עובש. בנוסף, הדבר החשוב ביותר הוא שיהיה מפעיל שחול מצוין.
ניתוח תרמי
יש לחמם מראש מוטות ומוטות אלומיניום לפני האקסטרוזיה כדי להגיע לטמפרטורה הקרובה לטמפרטורת הסולבוס, כך שהמגנזיום במוט האלומיניום יוכל להימס ולזרום באופן שווה בחומר האלומיניום. כאשר מוט האלומיניום מוכנס למכונת האקסטרודר, הטמפרטורה אינה משתנה הרבה.
כאשר המכבש מתחיל לפעול, כוח הדחיפה העצום של מוט האקסטרודציה דוחף את חומר האלומיניום המרוכך אל מחוץ לחור התבנית, מה שיוצר חיכוך רב, אשר מומר לטמפרטורה, כך שטמפרטורת הפרופיל האקסטרודי עולה על טמפרטורת הסולבוס. בשלב זה, המגנזיום נמס וזורם מסביב, דבר שאינו יציב במיוחד.
כאשר הטמפרטורה עולה, אסור שהיא תהיה גבוהה מטמפרטורת הסולידוס, אחרת האלומיניום יימס גם הוא, ולא יווצר הפרופיל. אם ניקח לדוגמה סגסוגת סדרה 6000, יש לשמור על טמפרטורת מוט האלומיניום בין 400-540 מעלות צלזיוס, רצוי 470-500 מעלות צלזיוס.
אם הטמפרטורה גבוהה מדי, היא תגרום לקרע, אם היא נמוכה מדי, מהירות השיחול תפחת, ורוב החיכוך שנוצר על ידי השיחול יהפוך לחום, מה שיגרום לטמפרטורה לעלות. עליית הטמפרטורה פרופורציונלית למהירות השיחול וללחץ השיחול.
יש לשמור על טמפרטורת היציאה בין 550-575 מעלות צלזיוס, לפחות מעל 500-530 מעלות צלזיוס, אחרת המגנזיום בסגסוגת האלומיניום לא יוכל להתיך ולהשפיע על תכונות המתכת. אך אסור שהיא תהיה גבוהה מטמפרטורת הסולידוס, טמפרטורת יציאה גבוהה מדי תגרום לקרע ותשפיע על איכות פני השטח של הפרופיל.
יש להתאים את טמפרטורת השיחול האופטימלית של מוט האלומיניום בשילוב עם מהירות השיחול כך שהפרש טמפרטורות השיחול לא יהיה נמוך מטמפרטורת הסולבוס ולא גבוה מטמפרטורת הסולבוס. לסגסוגות שונות יש טמפרטורות סולבוס שונות. לדוגמה, טמפרטורת הסולבוס של סגסוגת 6063 היא 498 מעלות צלזיוס, בעוד שזו של סגסוגת 6005 היא 510 מעלות צלזיוס.
מהירות הטרקטור
מהירות הטרקטור היא מדד חשוב ליעילות הייצור. עם זאת, פרופילים, צורות, סגסוגות, גדלים וכו' שונים עשויים להשפיע על מהירות הטרקטור, דבר שלא ניתן להכליל. מפעלי פרופילי שיחול מערביים מודרניים יכולים להשיג מהירות טרקטור של 80 מטרים לדקה.
קצב חילוץ מוטות הוא מדד חשוב נוסף לפרודוקטיביות. הוא נמדד במילימטרים לדקה ומהירות מוט החילוץ לרוב אמינה יותר ממהירות הטרקטור כאשר בוחנים את יעילות הייצור.
טמפרטורת התבנית חשובה מאוד לאיכות הפרופילים האקסטרודיים. יש לשמור על טמפרטורת התבנית על כ-426 מעלות צלזיוס לפני האקסטרוזיה, אחרת היא תיסתם בקלות או אף תזיק לתבנית. מטרת הקירוי היא "להקפיא" את יסוד הסגסוגת מגנזיום, לייצב את אטומי המגנזיום הלא יציבים ולמנוע מהם לשקוע, על מנת לשמור על חוזק הפרופיל.
שלוש שיטות קירור עיקריות כוללות: קירור אוויר, קירור ערפל מים, קירור מיכל מים. סוג הקירור בו נעשה שימוש תלוי במהירות השיחול, בעובי ובתכונות הפיזיקליות הנדרשות של הפרופיל, ובמיוחד בדרישות החוזק. סוג הסגסוגת הוא אינדיקציה מקיפה לתכונות הקשיות והאלסטיות של הסגסוגת. סוגי סגסוגות האלומיניום פורטו בפירוט על ידי איגוד האלומיניום האמריקאי, וישנם חמישה מצבים בסיסיים:
F פירושו "כפי שיוצר".
O פירושו "מוצרים מחושלים".
T פירושו שהוא "עברו טיפול בחום".
W פירושו שהחומר עבר טיפול בחום בתמיסה.
H מתייחס לסגסוגות שאינן ניתנות לטיפול בחום שהן "מעובדות בקור" או "מוקשחות במאמץ".
טמפרטורה וזמן הם שני מדדים הדורשים שליטה קפדנית בהזדקנות מלאכותית. בתנור הזדקנות מלאכותית, כל חלק מהטמפרטורה חייב להיות זהה. למרות שהזדקנות בטמפרטורה נמוכה יכולה לשפר את חוזק הפרופילים, הזמן הנדרש יצטרך לעלות בהתאם. על מנת להשיג את התכונות הפיזיקליות הטובות ביותר של המתכת, יש צורך לבחור את סגסוגת האלומיניום המתאימה ואת צורתה האופטימלית, להשתמש במצב מרווה מתאים, לשלוט בטמפרטורת ההזדקנות ובזמן ההזדקנות המתאימים כדי לשפר את התשואה, התשואה היא מדד חשוב נוסף ליעילות הייצור. תיאורטית בלתי אפשרי להשיג תשואה של 100%, מכיוון שהקתות יחתכו את החומר עקב סימני צביטה של ​​הטרקטורים והאלונקות.
נערך על ידי מאי ג'יאנג מ-MAT Aluminum