กระบวนการอัดรีดอลูมิเนียมและจุดควบคุมทางเทคนิค

โดยทั่วไปแล้ว เพื่อให้ได้คุณสมบัติเชิงกลที่สูงขึ้น ควรเลือกอุณหภูมิการอัดรีดที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตาม สำหรับโลหะผสม 6063 เมื่ออุณหภูมิการอัดรีดทั่วไปสูงกว่า 540°C คุณสมบัติเชิงกลของโปรไฟล์จะไม่เพิ่มขึ้นอีกต่อไป และเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 480°C ความแข็งแรงดึงอาจไม่เพียงพอ
หากอุณหภูมิการอัดขึ้นรูปสูงเกินไป ผลิตภัณฑ์อาจเกิดฟองอากาศ รอยแตก รอยขีดข่วน และแม้กระทั่งเสี้ยนเนื่องจากอะลูมิเนียมยึดติดกับแม่พิมพ์ ดังนั้น เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพพื้นผิวสูง จึงมักใช้อุณหภูมิการอัดขึ้นรูปที่ค่อนข้างต่ำ
อุปกรณ์ที่ดีก็เป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตอลูมิเนียมอัดรีด โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุปกรณ์หลัก 3 ชิ้น ได้แก่ เครื่องอัดรีดอลูมิเนียม เตาเผาอลูมิเนียมแท่ง และเตาเผาแม่พิมพ์ นอกจากนี้ สิ่งสำคัญที่สุดคือการมีพนักงานควบคุมการอัดรีดที่ยอดเยี่ยม
การวิเคราะห์ความร้อน
แท่งและแท่งอลูมิเนียมจำเป็นต้องได้รับการอุ่นเครื่องก่อนการอัดรีดเพื่อให้ได้อุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิโซลวัส เพื่อให้แมกนีเซียมในแท่งอลูมิเนียมสามารถหลอมละลายและไหลผ่านวัสดุอลูมิเนียมได้อย่างสม่ำเสมอ เมื่อนำแท่งอลูมิเนียมเข้าสู่เครื่องอัดรีด อุณหภูมิจะไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก
เมื่อเครื่องอัดรีดเริ่มทำงาน แรงผลักอันมหาศาลของแท่งอัดรีดจะดันวัสดุอะลูมิเนียมที่อ่อนตัวออกจากรูแม่พิมพ์ ทำให้เกิดแรงเสียดทานจำนวนมาก ซึ่งจะถูกแปลงเป็นอุณหภูมิ ทำให้อุณหภูมิของโปรไฟล์ที่อัดรีดสูงกว่าอุณหภูมิโซลวัส ในเวลานี้ แมกนีเซียมจะละลายและไหลวนไปมา ซึ่งไม่เสถียรอย่างยิ่ง
เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ต้องไม่สูงกว่าอุณหภูมิโซลิดัส มิฉะนั้นอะลูมิเนียมจะหลอมละลายและไม่สามารถขึ้นรูปได้ ยกตัวอย่างเช่น โลหะผสมซีรีส์ 6000 อุณหภูมิของแท่งอะลูมิเนียมควรอยู่ระหว่าง 400-540°C หรือควรอยู่ที่ 470-500°C
หากอุณหภูมิสูงเกินไปจะทำให้เกิดการฉีกขาด หากอุณหภูมิต่ำเกินไป ความเร็วในการอัดจะลดลง และแรงเสียดทานส่วนใหญ่ที่เกิดจากการอัดจะถูกแปลงเป็นความร้อน ทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะแปรผันตามความเร็วในการอัดและแรงดันในการอัด
อุณหภูมิทางออกควรอยู่ระหว่าง 550-575°C อย่างน้อยต้องสูงกว่า 500-530°C มิฉะนั้นแมกนีเซียมในโลหะผสมอลูมิเนียมจะไม่ละลายและส่งผลต่อคุณสมบัติของโลหะ แต่อุณหภูมิทางออกต้องไม่สูงกว่าอุณหภูมิโซลิดัส อุณหภูมิทางออกที่สูงเกินไปจะทำให้เกิดการฉีกขาดและส่งผลต่อคุณภาพพื้นผิวของโปรไฟล์
ควรปรับอุณหภูมิการอัดรีดที่เหมาะสมของแท่งอลูมิเนียมร่วมกับความเร็วในการอัดรีด เพื่อให้ความแตกต่างของอุณหภูมิการอัดรีดไม่ต่ำกว่าอุณหภูมิโซลวัสและไม่สูงกว่าอุณหภูมิโซลวัส โลหะผสมแต่ละชนิดมีอุณหภูมิโซลวัสที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิโซลวัสของโลหะผสม 6063 อยู่ที่ 498°C ในขณะที่โลหะผสม 6005 อยู่ที่ 510°C
ความเร็วของรถแทรกเตอร์
ความเร็วของรถแทรกเตอร์เป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพการผลิตที่สำคัญ อย่างไรก็ตาม โปรไฟล์ รูปทรง โลหะผสม ขนาด ฯลฯ ที่แตกต่างกันอาจส่งผลต่อความเร็วของรถแทรกเตอร์ ซึ่งไม่สามารถสรุปเป็นภาพรวมได้ โรงงานผลิตโปรไฟล์รีดขึ้นรูปในตะวันตกสมัยใหม่สามารถผลิตความเร็วของรถแทรกเตอร์ได้ถึง 80 เมตรต่อนาที
อัตราแท่งอัดรีดเป็นอีกหนึ่งตัวชี้วัดสำคัญที่บ่งบอกถึงประสิทธิภาพการผลิต โดยวัดเป็นมิลลิเมตรต่อนาที และความเร็วของแท่งอัดรีดมักมีความน่าเชื่อถือมากกว่าความเร็วของรถแทรกเตอร์เมื่อพิจารณาประสิทธิภาพการผลิต
อุณหภูมิแม่พิมพ์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อคุณภาพของโปรไฟล์ที่อัดขึ้นรูป ควรรักษาอุณหภูมิแม่พิมพ์ให้อยู่ที่ประมาณ 426°C ก่อนการอัดขึ้นรูป มิฉะนั้นอาจเกิดการอุดตันหรือทำให้แม่พิมพ์เสียหายได้ง่าย วัตถุประสงค์ของการชุบแข็งคือการ “แช่แข็ง” แมกนีเซียมซึ่งเป็นธาตุผสม ทำให้อะตอมแมกนีเซียมที่ไม่เสถียรคงตัวและป้องกันไม่ให้ตกตะกอน เพื่อรักษาความแข็งแรงของโปรไฟล์
วิธีการดับไฟหลักสามวิธี ได้แก่ การระบายความร้อนด้วยอากาศ การระบายความร้อนด้วยละอองน้ำ และการระบายความร้อนด้วยถังน้ำ ประเภทของวิธีการดับไฟที่ใช้ขึ้นอยู่กับความเร็วในการอัดรีด ความหนา และคุณสมบัติทางกายภาพที่ต้องการของโปรไฟล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อกำหนดด้านความแข็งแรง ประเภทของโลหะผสมเป็นตัวบ่งชี้ที่ครอบคลุมถึงคุณสมบัติความแข็งและความยืดหยุ่นของโลหะผสม ประเภทของโลหะผสมอลูมิเนียมได้รับการกำหนดรายละเอียดโดยสมาคมอลูมิเนียมแห่งสหรัฐอเมริกา (American Aluminum Association) และมีสถานะพื้นฐานห้าประการ ได้แก่
F แปลว่า “ตามที่ประดิษฐ์ขึ้น”
O หมายถึง “ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการอบอ่อน”
T หมายถึงได้รับการ “อบด้วยความร้อน”
W หมายถึงวัสดุได้รับการอบด้วยความร้อน
H หมายถึงโลหะผสมที่ไม่สามารถอบชุบด้วยความร้อนได้ ซึ่งเรียกว่า “โลหะผสมที่ผ่านการขึ้นรูปเย็น” หรือ “ชุบแข็งด้วยความเครียด”
อุณหภูมิและเวลาเป็นสองดัชนีที่ต้องควบคุมอย่างเข้มงวดสำหรับการบ่มแบบเทียม ในเตาเผาแบบเทียม อุณหภูมิทุกส่วนของเตาต้องเท่ากัน แม้ว่าการบ่มที่อุณหภูมิต่ำจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงของโปรไฟล์ได้ แต่เวลาที่ใช้ก็จะต้องเพิ่มขึ้นตามไปด้วย เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกายภาพของโลหะที่ดีที่สุด จำเป็นต้องเลือกอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่เหมาะสมและรูปทรงที่เหมาะสม ใช้โหมดดับความร้อนที่เหมาะสม ควบคุมอุณหภูมิและเวลาบ่มที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มผลผลิต ซึ่งผลผลิตนี้เป็นอีกหนึ่งดัชนีสำคัญที่บ่งชี้ประสิทธิภาพการผลิต ในทางทฤษฎีแล้ว เป็นไปไม่ได้ที่จะได้ผลผลิต 100% เนื่องจากรอยบีบของรถแทรกเตอร์และแท่นยืดจะตัดวัสดุออก
แก้ไขโดย May Jiang จาก MAT Aluminum