מאפייני תהליך וניתוח יישומים של שחול ישיר ועקיף עבור סגסוגות אלומיניום

למרות שכמעט כל סגסוגות האלומיניום ניתנות לעיבוד שחול באופן תיאורטי, הערכת יכולת העיבוד של חלק ספציפי דורשת שיקול מקיף של גורמים כגון מידות, גיאומטריה, סוג סגסוגת, דרישות סבילות, קצב גרוטאות, יחס עיבוד שחול ויחס לשון. בנוסף, חיוני לקבוע האם עיבוד שחול ישיר או עקיף הוא שיטת העיצוב המתאימה יותר.

שיחול ישיר הוא התהליך הנפוץ ביותר, המאופיין בעיצובו הפשוט יחסית וביכולת ההסתגלות החזקה שלו, מה שהופך אותו מתאים למגוון רחב של ייצור פרופילים. בשיטה זו, בילט אלומיניום שחומם מראש נדחף על ידי איל דרך תבנית נייחת, והחומר זורם באותו כיוון כמו האיל. חיכוך בין הבילט למיכל הוא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. חיכוך זה גורם להצטברות חום ולצריכת אנרגיה מוגברת, מה שמוביל לשינויים בטמפרטורה ולעבודת דפורמציה לאורך השיחול. כתוצאה מכך, שינויים אלה יכולים להשפיע על מבנה הגרעינים, המיקרו-מבנה והיציבות הממדית של המוצר הסופי. יתר על כן, מכיוון שהלחץ נוטה לרדת לאורך מחזור השיחול, ממדי הפרופיל עשויים להיות לא עקביים.

לעומת זאת, שיחול עקיף כרוך במשבצת המותקנת על מנגנון השחול ומפעילה לחץ בכיוון ההפוך על בילט אלומיניום נייח, וגורמת לחומר לזרום בכיוון הפוך. מכיוון שהבילט נשאר סטטי יחסית למיכל, אין חיכוך בין הבילט למיכל. התוצאה היא כוחות עיצוב וקלט אנרגיה עקביים יותר לאורך כל התהליך. תנאי העיוות והתרמיה האחידים המושגים באמצעות שיחול עקיף מניבים מוצרים עם דיוק ממדי משופר, מיקרו-מבנה עקבי יותר ותכונות מכניות משופרות. שיטה זו יתרון במיוחד עבור יישומים הדורשים עקביות ויכולת עיבוד גבוהה, כגון חומרי בורג.

למרות יתרונותיו המטלורגיים, לשיחול עקיף יש מגבלות מסוימות. כל זיהום פני השטח של הבילט יכול להשפיע ישירות על גימור פני השטח של השיחול, מה שמחייב הסרת פני השטח כפי שיוצק ושמירה על משטח ניקיון של הבילט. בנוסף, מכיוון שהתבנית חייבת להיות נתמכת ולאפשר לשיחול לעבור דרכה, קוטר הפרופיל המרבי המותר מצטמצם, מה שמגביל את גודל הצורות הניתנות לשיחול.

בשל תנאי התהליך היציבים, המבנה האחיד ועקביות המימד המעולה שלו, שיחול עקיף הפך לשיטה קריטית לייצור מוטות ומוטות אלומיניום בעלי ביצועים גבוהים. על ידי מזעור השונות בתהליך במהלך השחול, הוא משפר משמעותית את יכולת העיבוד ואת אמינות היישום של מוצרים מוגמרים.