אלומיניום הוא חומר נפוץ מאוד לעיצוב ויישור פרופילים, משום שיש לו תכונות מכניות שהופכות אותו לאידיאלי לעיצוב ועיצוב מתכת מחתכי בילט. הגמישות הגבוהה של האלומיניום פירושה שניתן לעצב את המתכת בקלות למגוון חתכים מבלי להוציא הרבה אנרגיה בתהליך העיבוד או העיצוב, ולאלומיניום יש בדרך כלל נקודת התכה של כמחצית מזו של פלדה רגילה. שתי עובדות אלו פירושן שתהליך היישור של פרופילי אלומיניום הוא יחסית דל באנרגיה, מה שמפחית את עלויות הייצור והכלי. לבסוף, לאלומיניום יש גם יחס חוזק למשקל גבוה, מה שהופך אותו לבחירה מצוינת עבור יישומים תעשייתיים.
כתוצר לוואי של תהליך האקסטרוזיה, קווים דקים, כמעט בלתי נראים, יכולים לעיתים להופיע על פני הפרופיל. זוהי תוצאה של היווצרות כלים עזר במהלך האקסטרוזיה, וניתן לציין טיפולי שטח נוספים כדי להסיר קווים אלה. כדי לשפר את גימור פני השטח של חתך הפרופיל, ניתן לבצע מספר פעולות טיפול פני שטח משניות כגון כרסום פנים לאחר תהליך עיצוב האקסטרוזיה העיקרי. ניתן לציין פעולות עיבוד שבבי אלו כדי לשפר את הגיאומטריה של פני השטח ולשפר את פרופיל החלק על ידי הפחתת חספוס פני השטח הכולל של הפרופיל האקסטרודי. טיפולים אלה מוגדרים לעתים קרובות ביישומים בהם נדרש מיקום מדויק של החלק או כאשר יש לשלוט היטב על משטחי החיבור.
לעתים קרובות אנו רואים את עמודת החומר המסומנת ב-6063-T5/T6 או 6061-T4 וכו'. ה-6063 או 6061 בסימן זה מייצגים את המותג של פרופיל האלומיניום, ו-T4/T5/T6 מייצגים את מצבו של 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 יש לו חוזק מתיחה וחוזק כניעה גבוהים יותר, מראה קשיחות שבר טובה יותר, ובעל חוזק גבוה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני קורוזיה ועמידות בפני טמפרטורה גבוהה.
מצב T4:
טיפול בתמיסה + הזדקנות טבעית, כלומר, פרופיל האלומיניום מקורר לאחר האקסטרודרציה שלו מהאקסטרודר, אך לא עובר הזדקנות בתנור ההזדקנות. לפרופיל האלומיניום שלא עבר הזדקנות יש קשיות נמוכה יחסית ויכולת עיוות טובה, המתאימים לכיפוף מאוחר יותר ועיבוד עיוות אחר.
מצב T5:
טיפול בתמיסה + הזדקנות מלאכותית לא שלמה, כלומר, לאחר קירור אוויר, מרווה לאחר שיחול, ולאחר מכן מועבר לתנור הזדקנות לשמירה על חום של כ-200 מעלות למשך 2-3 שעות. לאלומיניום במצב זה יש קשיות גבוהה יחסית ומידת עיוות מסוימת. זהו הנפוץ ביותר בקירות מסך.
מצב T6:
טיפול בתמיסה + הזדקנות מלאכותית מלאה, כלומר, לאחר קירור מים לאחר שחול, ההזדקנות המלאכותית לאחר השחיקה גבוהה מטמפרטורת T5, וגם זמן הבידוד ארוך יותר, על מנת להשיג מצב קשיות גבוה יותר, המתאים לאירועים עם דרישות גבוהות יחסית לקשיות החומר.
התכונות המכניות של פרופילי אלומיניום מחומרים שונים ומצבים שונים מפורטות בטבלה שלהלן:
חוזק תפוקה:
זהו גבול הכניעה של חומרי מתכת כאשר הם נכנעים, כלומר, המאמץ המתנגד לעיוות מיקרו-פלסטי. עבור חומרי מתכת ללא כניעה ברורה, ערך המאמץ שיוצר עיוות שיורי של 0.2% נקבע כגבול הכניעה שלהם, הנקרא גבול כניעה מותנה או חוזק כניעה. כוחות חיצוניים גדולים מגבול זה יגרמו לחלקים להיכשל לצמיתות ולא ניתן יהיה לשחזר אותם.
חוזק מתיחה:
כאשר אלומיניום נכנע במידה מסוימת, יכולתו לעמוד בפני עיוות עולה שוב עקב סידור מחדש של הגרגירים הפנימיים. למרות שהעיוות מתפתח במהירות בשלב זה, הוא יכול רק לגדול עם עליית המאמץ עד שהמאמץ מגיע לערך המקסימלי. לאחר מכן, יכולת הפרופיל לעמוד בפני עיוות מצטמצמת משמעותית, ועיוות פלסטי גדול מתרחש בנקודה החלשה ביותר. חתך הרוחב של הדגימה כאן מתכווץ במהירות, ומתרחשת צווארון עד שהוא נשבר.
קשיות וובסטר:
העיקרון הבסיסי של קשיות וובסטר הוא להשתמש במחט לחץ מרוהטת בעלת צורה מסוימת כדי ללחוץ על פני השטח של הדגימה תחת כוח של קפיץ סטנדרטי, ולקבוע עומק של 0.01 מ"מ כיחידת קשיות וובסטר. קשיות החומר היא ביחס הפוך לעומק החדירה. ככל שהחדירה רדודה יותר, כך הקשיות גבוהה יותר, ולהיפך.
דפורמציה פלסטית:
זהו סוג של דפורמציה שלא ניתן לתקן מעצמו. כאשר חומרים ורכיבים הנדסיים נטענים מעבר לטווח הדפורמציה האלסטית, תתרחש דפורמציה קבועה, כלומר, לאחר הסרת העומס, תתרחש דפורמציה בלתי הפיכה או דפורמציה שיורית, שהיא דפורמציה פלסטית.
זמן פרסום: 9 באוקטובר 2024
