ลักษณะ การจำแนกประเภท และแนวโน้มการพัฒนาของวัสดุอัดขึ้นรูปพิเศษที่มีความแม่นยำพิเศษของอะลูมิเนียมและโลหะผสมอะลูมิเนียมคุณภาพสูง

1. ลักษณะของวัสดุอัดรีดที่มีความแม่นยำพิเศษของอลูมิเนียมและอลูมิเนียมอัลลอยด์

ผลิตภัณฑ์ประเภทนี้มีรูปทรงพิเศษ ผนังบางหนา น้ำหนักต่อหน่วยเบา และข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดมาก ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวมักเรียกว่าโปรไฟล์ (ท่อ) ที่มีความแม่นยำของโลหะผสมอลูมิเนียม (หรือความแม่นยำสูง) และเทคโนโลยีในการผลิตผลิตภัณฑ์ดังกล่าวเรียกว่าความแม่นยำ (หรือความแม่นยำสูงพิเศษ) การอัดขึ้นรูป

คุณสมบัติหลักของการอัดขึ้นรูปพิเศษที่มีความแม่นยำพิเศษของโลหะผสมอลูมิเนียม (หรือความแม่นยำสูงพิเศษ) คือ:

(1) มีหลายพันธุ์ เป็นชุดเล็ก ๆ และส่วนใหญ่เป็นวัสดุอัดรีดเพื่อวัตถุประสงค์พิเศษ ซึ่งใช้ในเกือบทุกสาขาอาชีพและทุกด้านของชีวิตผู้คน รวมถึงผลิตภัณฑ์อัดขึ้นรูปทั้งหมด เช่น ท่อ แท่ง โปรไฟล์ และสายไฟที่เกี่ยวข้องกับโลหะผสมและสถานะต่างๆ เนื่องจากหน้าตัดเล็ก ความหนาของผนังบาง น้ำหนักเบา และจำนวนการผลิตน้อย จึงไม่ใช่เรื่องง่ายในการจัดระเบียบการผลิต

(2) รูปทรงที่ซับซ้อนและรูปทรงพิเศษ ส่วนใหญ่เป็นรูปทรง แบน กว้าง มีปีก มีฟัน มีรูพรุน หรือเป็นท่อ พื้นที่ผิวต่อหน่วยปริมาตรมีขนาดใหญ่ และเทคโนโลยีการผลิตเป็นเรื่องยาก

(3) การใช้งานที่กว้างขวาง ประสิทธิภาพพิเศษ และข้อกำหนดด้านการทำงาน เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการใช้งานของผลิตภัณฑ์ จึงได้เลือกโลหะผสมหลายสถานะ ครอบคลุมโลหะผสมเกือบทั้งหมดตั้งแต่ซีรีส์ 1××× ถึง 8××× และสถานะการบำบัดหลายสิบสถานะพร้อมเนื้อหาทางเทคนิคระดับสูง

(4) ลักษณะที่สวยงามและความหนาของผนังบาง โดยทั่วไปน้อยกว่า 0.5 มม. บางส่วนถึงประมาณ 0.1 มม. น้ำหนักต่อเมตรเพียงไม่กี่กรัมถึงสิบกรัม แต่ความยาวสามารถเข้าถึงได้หลายเมตรหรือหลายร้อยเมตร .

5) ข้อกำหนดด้านความแม่นยำของมิติและเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตของส่วนนี้เข้มงวดมาก โดยทั่วไปแล้ว ความคลาดเคลื่อนของโปรไฟล์ความแม่นยำของโลหะผสมอลูมิเนียมขนาดเล็กนั้นเข้มงวดมากกว่าสองเท่าของความคลาดเคลื่อนของเกรดพิเศษในมาตรฐาน JIS, GB และ ASTM ค่าเผื่อความหนาของผนังของโปรไฟล์อะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแม่นยำทั่วไปจะต้องอยู่ระหว่าง ±0.04 มม. ถึง 0.07 มม. ในขณะที่ค่าเผื่อขนาดหน้าตัดของโปรไฟล์อะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแม่นยำพิเศษอาจสูงถึง ±0.01 มม. ตัวอย่างเช่น น้ำหนักของโปรไฟล์อะลูมิเนียมที่มีความแม่นยำซึ่งใช้สำหรับโพเทนชิออมิเตอร์คือ 30g/m2 และช่วงพิกัดความเผื่อของขนาดส่วนคือ ±0.07มม. ความทนทานต่อขนาดหน้าตัดของโปรไฟล์อลูมิเนียมที่มีความแม่นยำสำหรับเครื่องทอผ้าคือ ±0.04 มม. ส่วนเบี่ยงเบนของมุมน้อยกว่า 0.5° และระดับการดัดงอคือ 0.83×L อีกตัวอย่างหนึ่งคือท่อแบนบางเฉียบที่มีความแม่นยำสูงสำหรับรถยนต์ ที่มีความกว้าง 20 มม. สูง 1.7 มม. ความหนาของผนัง 0.17 ± 0.01 มม. และ 24 รู ซึ่งเป็นโปรไฟล์อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแม่นยำสูงทั่วไป

(6) มีเนื้อหาทางเทคนิคสูงและผลิตได้ยากมาก และมีข้อกำหนดพิเศษสำหรับอุปกรณ์การอัดขึ้นรูป เครื่องมือ เหล็กแท่ง และกระบวนการผลิต รูปที่ 1 เป็นตัวอย่างส่วนของโปรไฟล์โลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแม่นยำขนาดเล็ก

2. การจำแนกประเภทของวัสดุอัดขึ้นรูปที่มีความแม่นยำพิเศษของโลหะผสมอลูมิเนียม

การอัดขึ้นรูปโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแม่นยำหรือมีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์สื่อสาร และวิทยาศาสตร์ล้ำสมัย การป้องกันประเทศและอุตสาหกรรมการทหาร เครื่องมือกลที่มีความแม่นยำ อุปกรณ์กระแสไฟอ่อน การบินและอวกาศ อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ พลังงานและพลังงาน เรือดำน้ำและเรือ รถยนต์และเครื่องมือการขนส่ง อุปกรณ์ทางการแพทย์ เครื่องมือฮาร์ดแวร์ อุปกรณ์แสงสว่าง การถ่ายภาพ และเครื่องใช้ไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้ว การอัดขึ้นรูปโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแม่นยำหรือความแม่นยำสูงพิเศษสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทตามลักษณะที่ปรากฏ: ประเภทแรกคือโปรไฟล์ที่มีขนาดเล็ก โปรไฟล์ประเภทนี้เรียกอีกอย่างว่าโปรไฟล์ขนาดเล็กพิเศษหรือรูปทรงขนาดเล็ก ขนาดโดยรวมของมันมักจะเพียงไม่กี่มิลลิเมตร ความหนาของผนังขั้นต่ำน้อยกว่า 0.5 มม. และน้ำหนักต่อหน่วยคือหลายกรัมถึงสิบกรัมต่อเมตร เนื่องจากมีขนาดเล็ก จึงมักต้องใช้ความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวด ตัวอย่างเช่น ความคลาดเคลื่อนของขนาดหน้าตัดน้อยกว่า ±0.05 มม. นอกจากนี้ ข้อกำหนดด้านความตรงและแรงบิดของผลิตภัณฑ์ที่อัดขึ้นรูปก็เข้มงวดมากเช่นกัน

อีกประเภทหนึ่งคือโปรไฟล์ที่มีขนาดหน้าตัดไม่เล็กมาก แต่ต้องใช้ความคลาดเคลื่อนมิติที่เข้มงวดมาก หรือโปรไฟล์ที่มีรูปร่างหน้าตัดที่ซับซ้อนและมีความหนาของผนังบางแม้ว่าขนาดหน้าตัดจะใหญ่ก็ตาม รูปที่ 2 แสดงท่อรูปทรงพิเศษ (อลูมิเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรม) ที่ถูกรีดโดยบริษัทญี่ปุ่นด้วยเครื่องอัดไฮดรอลิกแนวนอนขนาด 16.3 ล้านล้านตัน พร้อมแม่พิมพ์แยกพิเศษสำหรับคอนเดนเซอร์เครื่องปรับอากาศในรถยนต์ ความยากของการอัดขึ้นรูปโปรไฟล์ประเภทนี้ไม่น้อยไปกว่าโปรไฟล์ขนาดเล็กพิเศษแบบเดิม โปรไฟล์อัดขึ้นรูปที่มีขนาดหน้าตัดขนาดใหญ่และข้อกำหนดความทนทานที่เข้มงวดมากไม่เพียงแต่ต้องใช้เทคโนโลยีการออกแบบแม่พิมพ์ขั้นสูงเท่านั้น แต่ยังต้องใช้เทคโนโลยีการจัดการที่เข้มงวดสำหรับกระบวนการผลิตทั้งหมดตั้งแต่ผลิตภัณฑ์เปล่าไปจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปอีกด้วย

ตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1980 เนื่องจากการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการอัดขึ้นรูปอย่างต่อเนื่องของ Conform และการพัฒนาเทคโนโลยีอุตสาหกรรม การอัดขึ้นรูปโปรไฟล์ขนาดเล็กและขนาดเล็กพิเศษจึงมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเหตุผลหลายประการ เช่น ข้อจำกัดของอุปกรณ์ ข้อกำหนดด้านคุณภาพผลิตภัณฑ์ และความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการอัดขึ้นรูป การผลิตโปรไฟล์ขนาดเล็กบนอุปกรณ์การอัดขึ้นรูปทั่วไปยังคงมีสัดส่วนขนาดใหญ่ รูปที่ 2 แสดงโปรไฟล์ที่แม่นยำของการอัดขึ้นรูปของแม่พิมพ์แยกแบบธรรมดา อายุการใช้งานของแม่พิมพ์ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอของสะพานสับและแกนแม่พิมพ์) และการไหลของวัสดุระหว่างการอัดขึ้นรูปกลายเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการผลิต เนื่องจากเมื่อทำการอัดรีดโปรไฟล์ ขนาดของแกนแม่พิมพ์มีขนาดเล็กและรูปร่างมีความซับซ้อน ความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของแม่พิมพ์ อายุการใช้งานของแม่พิมพ์ส่งผลโดยตรงต่อต้นทุนการผลิต ในทางกลับกัน โปรไฟล์ที่มีความแม่นยำจำนวนมากมีผนังบางและรูปร่างที่ซับซ้อน และการไหลของวัสดุในระหว่างกระบวนการอัดขึ้นรูปส่งผลโดยตรงต่อรูปร่างและความแม่นยำของมิติของโปรไฟล์

เพื่อป้องกันไม่ให้ฟิล์มออกไซด์และน้ำมันบนพื้นผิวของบิลเล็ตไหลเข้าสู่ผลิตภัณฑ์และรับประกันคุณภาพที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้ของผลิตภัณฑ์ บิลเล็ตที่ให้ความร้อนถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้สามารถปอกเปลือกก่อนการอัดขึ้นรูป (เรียกว่าการลอกแบบร้อน) และ จากนั้นจึงใส่ลงในกระบอกอัดรีดอย่างรวดเร็วเพื่อทำการอัดขึ้นรูป ในเวลาเดียวกัน ปะเก็นที่อัดออกมาควรรักษาความสะอาดเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำมันและสิ่งสกปรกเกาะติดกับปะเก็นในระหว่างกระบวนการขจัดแรงดันส่วนเกินหลังจากการอัดขึ้นรูปครั้งหนึ่ง และติดตั้งปะเก็นในการอัดขึ้นรูปครั้งต่อไป

ตามความแม่นยำของมิติส่วนและรูปร่างและความทนทานต่อตำแหน่ง การอัดขึ้นรูปโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแม่นยำพิเศษสามารถแบ่งออกเป็นโปรไฟล์โลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแม่นยำพิเศษและโปรไฟล์โลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแม่นยำสูงพิเศษขนาดเล็ก (ขนาดเล็ก) โดยทั่วไปความแม่นยำของมันเกินกว่ามาตรฐานแห่งชาติ (เช่น GB, JIS, ASTM เป็นต้น) ความแม่นยำสูงพิเศษเรียกว่าโปรไฟล์โลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแม่นยำพิเศษ เช่น ความทนทานต่อมิติสูงกว่า ± 0.1 มม. ความทนทานต่อความหนาของผนัง พื้นผิวที่แตกหักอยู่ภายในโปรไฟล์และท่อ ± 0.05 มม. ~ ± 0.03 มม.

เมื่อความแม่นยำมากกว่าสองเท่าของความแม่นยำสูงพิเศษมาตรฐานแห่งชาติ จะเรียกว่าโปรไฟล์อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแม่นยำสูงพิเศษขนาดเล็ก (จิ๋ว) เช่นความทนทานต่อรูปร่างที่ ± 0.09 มม. ความทนทานต่อความหนาของผนังที่ ± 0.03 มม. ~ ± 0.01 มม. สำหรับโปรไฟล์หรือท่อขนาดเล็ก (จิ๋ว)

3. แนวโน้มการพัฒนาวัสดุอัดขึ้นรูปพิเศษที่มีความแม่นยำพิเศษของอลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียม

ในปี 2560 การผลิตและจำหน่ายวัสดุแปรรูปอะลูมิเนียมในโลกเกิน 6,000kt/a ซึ่งการผลิตและจำหน่ายวัสดุอัดขึ้นรูปอะลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียมเกิน 25,000kt/a คิดเป็นมากกว่า 40% ของการผลิตและจำหน่ายทั้งหมด อลูมิเนียม แท่งขนาดกลางที่อัดขึ้นรูปด้วยอลูมิเนียมคิดเป็น 90% ซึ่งโปรไฟล์และแท่งทั่วไปและโปรไฟล์อาคารโยธาขนาดเล็กและขนาดกลางคิดเป็นมากกว่า 80% ของแท่ง โปรไฟล์ขนาดใหญ่และขนาดกลาง และโปรไฟล์และแท่งพิเศษพิเศษคิดเป็นสัดส่วนเพียงประมาณเท่านั้น 15%. ท่อคิดเป็นประมาณ 8% ของวัสดุอัดขึ้นรูปอลูมิเนียมอัลลอยด์ ในขณะที่ท่อที่มีรูปทรงและท่อพิเศษพิเศษมีสัดส่วนเพียงประมาณ 20% ของท่อเท่านั้น จากข้างต้นจะเห็นได้ว่าการผลิตและจำหน่ายวัสดุอัดขึ้นรูปอลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียมที่ใหญ่ที่สุด และใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือโปรไฟล์อาคารโยธาขนาดเล็กและขนาดกลาง โปรไฟล์ทั่วไป และแท่งและท่อ และโปรไฟล์พิเศษ แท่งและท่อมีเพียงประมาณ 15% ลักษณะหลักของผลิตภัณฑ์ดังกล่าว ได้แก่ มีฟังก์ชันพิเศษหรือประสิทธิภาพ อุทิศตนเพื่อจุดประสงค์เฉพาะ มีขนาดสเปคใหญ่หรือเล็ก ด้วยความแม่นยำของมิติหรือความต้องการพื้นผิวที่สูงมาก ดังนั้นความหลากหลายจึงมีมากขึ้นและจำนวนแบทช์น้อยลง จำเป็นต้องเพิ่มกระบวนการพิเศษหรือเพิ่มอุปกรณ์และเครื่องมือพิเศษบางอย่าง การผลิตทำได้ยากและเนื้อหาทางเทคนิคสูง ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้น และมูลค่าเพิ่มก็เพิ่มขึ้น

ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและการปรับปรุงมาตรฐานการครองชีพของผู้คนอย่างต่อเนื่อง ความต้องการที่สูงขึ้นเรื่อยๆ ได้รับการหยิบยกขึ้นมาสำหรับผลผลิต คุณภาพ และความหลากหลายของผลิตภัณฑ์อัดขึ้นรูปอลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การเกิดขึ้นของการปรับเปลี่ยนในแบบของคุณของผลิตภัณฑ์มี ส่งเสริมการพัฒนาโปรไฟล์และท่อพิเศษที่มีลักษณะเฉพาะและการใช้งานเฉพาะ

โปรไฟล์ที่มีความแม่นยำสูงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์, การสื่อสาร, อุปกรณ์โพสต์และโทรคมนาคม, เครื่องจักรที่มีความแม่นยำ, เครื่องมือที่มีความแม่นยำ, อุปกรณ์กระแสอ่อน, การบินและอวกาศ, เรือดำน้ำนิวเคลียร์และเรือ, อุตสาหกรรมยานยนต์และสาขาอื่น ๆ ที่มีขนาดเล็ก, ผนังบาง, ขนาดหน้าตัดมาก ชิ้นส่วนที่แม่นยำ โดยปกติแล้วข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนจะเข้มงวดมาก เช่น ความทนทานต่อขนาดโครงร่างของส่วนน้อยกว่า ±0.10 มม. ความทนทานต่อความหนาของผนังน้อยกว่า ±0.05 มม. นอกจากนี้ ความเรียบ การบิด และพิกัดความเผื่อรูปแบบและตำแหน่งอื่นๆ ของผลิตภัณฑ์ที่อัดขึ้นรูปก็เข้มงวดมากเช่นกัน นอกจากนี้ ในกระบวนการอัดขึ้นรูปโปรไฟล์อลูมิเนียมอัลลอยด์ขนาดเล็กพิเศษที่มีความแม่นยำสูง อุปกรณ์ แม่พิมพ์ กระบวนการนี้มีข้อกำหนดที่เข้มงวดมาก เนื่องจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ การป้องกันประเทศที่ล้ำสมัยและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และการดำเนินการอื่น ๆ และการปรับปรุงระดับความเป็นส่วนตัว จำนวน ความหลากหลาย และคุณภาพของโปรไฟล์ที่มีความแม่นยำสูงพิเศษขนาดเล็กจึงสูงขึ้นมากขึ้น แม้ว่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ได้พัฒนาและผลิตโปรไฟล์อลูมิเนียมอัลลอยด์ขนาดเล็กที่มีความแม่นยำสูงพิเศษขนาดเล็กจำนวนมาก แต่ก็ยังไม่สามารถตอบสนองความต้องการของตลาด โดยเฉพาะอย่างยิ่งยังมีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างเทคโนโลยีในประเทศและอุปกรณ์สำหรับการผลิตอัลตร้าขนาดเล็กพิเศษ - โปรไฟล์โลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแม่นยำและระดับสูงระดับสากลซึ่งไม่สามารถตอบสนองความต้องการของตลาดในประเทศและต่างประเทศและต้องตามให้ทัน

4. บทสรุป

การอัดขึ้นรูปที่มีความแม่นยำพิเศษของอลูมิเนียมและอลูมิเนียมอัลลอยด์ (โปรไฟล์และท่อ) เป็นรูปร่างที่ซับซ้อน ความหนาของผนังบาง ความทนทานต่อมิติและความต้องการความแม่นยำของรูปร่างและตำแหน่งมีความต้องการมาก เนื้อหาทางเทคนิคสูง การผลิตวัสดุที่ดีและละเอียดสูงได้ยาก เป็นระดับชาติ วัสดุสำคัญที่ขาดไม่ได้ในด้านเศรษฐกิจและการป้องกันประเทศ การใช้งานที่หลากหลายมาก แนวโน้มการพัฒนาวัสดุที่มีแนวโน้ม การผลิตผลิตภัณฑ์นี้มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับเหล็กแท่ง เครื่องมือและอุปกรณ์การอัดรีด และกระบวนการอัดรีด และปัญหาทางเทคนิคที่สำคัญหลายอย่างต้องได้รับการแก้ไขเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ยอดเยี่ยมในแบตช์

เรียบเรียงโดย May Jiang จาก MAT Aluminium