אלומיניום הוא חומר נפוץ מאוד עבור פרופילי אקסטרוזיה וצורה מכיוון שיש לו תכונות מכניות שהופכות אותו לאידיאלי ליצירת ועיצוב מתכת מקטעי בילט. משיכותו הגבוהה של האלומיניום פירושה שניתן ליצור את המתכת בקלות למגוון חתכים מבלי לבזבז אנרגיה רבה בתהליך העיבוד או היצירה, ולאלומיניום יש בדרך כלל גם נקודת התכה של כמחצית מזו של פלדה רגילה. שתי העובדות הללו אומרות שתהליך פרופיל אלומיניום שחול הוא באנרגיה נמוכה יחסית, מה שמפחית את עלויות הציוד והייצור. לבסוף, לאלומיניום יש גם יחס חוזק למשקל גבוה, מה שהופך אותו לבחירה מצוינת עבור יישומים תעשייתיים.
כתוצר לוואי של תהליך האקסטרוזיה, קווים עדינים וכמעט בלתי נראים יכולים לפעמים להופיע על פני הפרופיל. זוהי תוצאה של היווצרות כלי עזר במהלך האקסטרוזיה, וניתן לציין טיפולי משטח נוספים להסרת קווים אלו. כדי לשפר את גימור פני השטח של חתך הפרופיל, ניתן לבצע מספר פעולות טיפול משני משטח כגון כרסום פנים לאחר תהליך יצירת האקסטרוזיה הראשי. ניתן לציין פעולות עיבוד אלו כדי לשפר את הגיאומטריה של פני השטח כדי לשפר את פרופיל החלק על ידי הפחתת חספוס פני השטח הכולל של הפרופיל המחולץ. טיפולים אלה מצוינים לעתים קרובות ביישומים שבהם נדרש מיקום מדויק של החלק או שבהם יש לשלוט היטב על משטחי ההזדווגות.
לעתים קרובות אנו רואים את עמודת החומר המסומנת ב-6063-T5/T6 או 6061-T4 וכו'. ה-6063 או 6061 בסימן זה הם המותג של פרופיל אלומיניום, ו-T4/T5/T6 הוא מצב פרופיל האלומיניום. אז מה ההבדל ביניהם?
לדוגמה: במילים פשוטות, לפרופיל אלומיניום 6061 יש חוזק וביצועי חיתוך טובים יותר, עם קשיחות גבוהה, יכולת ריתוך טובה ועמידות בפני קורוזיה; לפרופיל אלומיניום 6063 יש פלסטיות טובה יותר, מה שיכול לגרום לחומר להגיע לדיוק גבוה יותר, ובמקביל בעל חוזק מתיחה וחוזק תפוקה גבוהים יותר, מראה קשיחות שבר טובה יותר, ובעל חוזק גבוה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני קורוזיה ועמידות בטמפרטורה גבוהה.
מצב T4:
טיפול בתמיסה + יישון טבעי, כלומר, פרופיל האלומיניום מקורר לאחר שחולץ מהאקסטרודר, אך לא יישון בכבשן היישון. לפרופיל האלומיניום שלא התיישן יש קשיות נמוכה יחסית ויכולת עיוות טובה, המתאימה לכיפוף מאוחר יותר ולעיבוד דפורמציה אחר.
מצב T5:
טיפול בתמיסה + יישון מלאכותי לא שלם, כלומר לאחר כיבוי קירור אוויר לאחר שחול, ולאחר מכן הועבר לתנור היישון לשמירה על חום של כ-200 מעלות למשך 2-3 שעות. לאלומיניום במצב זה קשיות גבוהה יחסית ודרגה מסוימת של עיוות. זה הנפוץ ביותר בקירות מסך.
מצב T6:
טיפול בתמיסה + יישון מלאכותי מלא, כלומר, לאחר כיבוי קירור מים לאחר שחול, ההזדקנות המלאכותית לאחר ההמרה גבוהה מטמפרטורת T5, וגם זמן הבידוד ארוך יותר, כדי להשיג מצב קשיות גבוה יותר, המתאים לאירועים עם דרישות גבוהות יחסית לקשיות החומר.
התכונות המכניות של פרופילי אלומיניום מחומרים שונים ומצבים שונים מפורטים בטבלה שלהלן:
חוזק תפוקה:
זהו גבול התפוקה של חומרי מתכת כאשר הם מניבים, כלומר, הלחץ שמתנגד לעיוות מיקרו פלסטי. עבור חומרי מתכת ללא תפוקה ברורה, ערך המתח המייצר עיוות שיורי של 0.2% נקבע כמגבלת התפוקה שלו, הנקראת מגבלת תפוקה מותנית או חוזק תפוקה. כוחות חיצוניים גדולים מהמגבלה הזו יגרמו לכשלים של החלקים לצמיתות ולא ניתן לשחזר אותם.
חוזק מתיחה:
כאשר האלומיניום מניב במידה מסוימת, יכולתו לעמוד בפני דפורמציה עולה שוב עקב סידור מחדש של הגרגרים הפנימיים. למרות שהדפורמציה מתפתחת במהירות בזמן זה, היא יכולה רק לגדול עם עליית הלחץ עד שהלחץ מגיע לערך המקסימלי. לאחר מכן, יכולת הפרופיל להתנגד לעיוות מופחתת באופן משמעותי, ועיוות פלסטי גדול מתרחש בנקודה החלשה ביותר. החתך של הדגימה כאן מתכווץ במהירות, והצוואר מתרחש עד שהוא נשבר.
קשיות וובסטר:
העיקרון הבסיסי של קשיות וובסטר הוא להשתמש במחט לחץ מרוווה בצורה מסוימת כדי ללחוץ לתוך פני הדגימה בכוח של קפיץ סטנדרטי, ולהגדיר עומק של 0.01 מ"מ כיחידת קשיות וובסטר. קשיות החומר עומדת ביחס הפוך לעומק החדירה. ככל שהחדירה רדודה יותר, הקשיות גבוהה יותר ולהיפך.
דפורמציה פלסטית:
זהו סוג של דפורמציה שלא ניתן לשחזר בעצמו. כאשר חומרים ורכיבים הנדסיים מועמסים מעבר לטווח העיוות האלסטי, יתרחש עיוות קבוע, כלומר לאחר הסרת העומס, יתרחש עיוות בלתי הפיך או עיוות שיורי, שהוא עיוות פלסטי.
זמן פרסום: אוקטובר-09-2024
