ลักษณะ การจำแนกประเภท และแนวโน้มการพัฒนาของวัสดุอัดขึ้นรูปพิเศษที่มีความแม่นยำพิเศษของอะลูมิเนียมและโลหะผสมอะลูมิเนียมคุณภาพสูง

1. ลักษณะของวัสดุอัดรีดที่มีความแม่นยำพิเศษของอลูมิเนียมและอลูมิเนียมอัลลอยด์

ผลิตภัณฑ์ประเภทนี้มีรูปทรงพิเศษ ผนังบางหนา น้ำหนักต่อหน่วยเบา และข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดมากผลิตภัณฑ์ดังกล่าวมักเรียกว่าโปรไฟล์ (ท่อ) ที่มีความแม่นยำของโลหะผสมอลูมิเนียม (หรือความแม่นยำสูง) และเทคโนโลยีในการผลิตผลิตภัณฑ์ดังกล่าวเรียกว่าความแม่นยำ(หรือความแม่นยำสูงพิเศษ) การอัดขึ้นรูป

คุณสมบัติหลักของการอัดขึ้นรูปพิเศษที่มีความแม่นยำพิเศษของโลหะผสมอลูมิเนียม (หรือความแม่นยำสูงพิเศษ) คือ:

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

(2) รูปทรงที่ซับซ้อนและรูปทรงพิเศษ ส่วนใหญ่เป็นรูปทรง แบน กว้าง มีปีก มีฟัน มีรูพรุน หรือเป็นท่อพื้นที่ผิวต่อหน่วยปริมาตรมีขนาดใหญ่ และเทคโนโลยีการผลิตเป็นเรื่องยาก

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

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

5) ข้อกำหนดด้านความแม่นยำของมิติและเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตของส่วนนี้เข้มงวดมากโดยทั่วไปแล้ว ความคลาดเคลื่อนของโปรไฟล์ความแม่นยำของโลหะผสมอลูมิเนียมขนาดเล็กนั้นเข้มงวดมากกว่าสองเท่าของความคลาดเคลื่อนของเกรดพิเศษในมาตรฐาน JIS, GB และ ASTMค่าเผื่อความหนาของผนังของโปรไฟล์อะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแม่นยำทั่วไปจะต้องอยู่ระหว่าง ±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×Lอีกตัวอย่างหนึ่งคือท่อแบนบางเฉียบที่มีความแม่นยำสูงสำหรับรถยนต์ ที่มีความกว้าง 20 มม. สูง 1.7 มม. ความหนาของผนัง 0.17 ± 0.01 มม. และ 24 รู ซึ่งเป็นโปรไฟล์อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแม่นยำสูงทั่วไป

(6) มีเนื้อหาทางเทคนิคสูงและผลิตได้ยากมาก และมีข้อกำหนดพิเศษสำหรับอุปกรณ์การอัดขึ้นรูป เครื่องมือ เหล็กแท่ง และกระบวนการผลิตรูปที่ 1 เป็นตัวอย่างส่วนของโปรไฟล์โลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแม่นยำขนาดเล็ก

2. การจำแนกประเภทของวัสดุอัดขึ้นรูปที่มีความแม่นยำพิเศษของโลหะผสมอลูมิเนียม

การอัดขึ้นรูปโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแม่นยำหรือมีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์สื่อสาร และวิทยาศาสตร์ล้ำสมัย การป้องกันประเทศและอุตสาหกรรมการทหาร เครื่องมือกลที่มีความแม่นยำ อุปกรณ์กระแสไฟอ่อน การบินและอวกาศ อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ พลังงานและพลังงาน เรือดำน้ำและเรือ รถยนต์และเครื่องมือการขนส่ง อุปกรณ์ทางการแพทย์ เครื่องมือฮาร์ดแวร์ อุปกรณ์แสงสว่าง การถ่ายภาพ และเครื่องใช้ไฟฟ้าโดยทั่วไปแล้ว การอัดขึ้นรูปโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแม่นยำหรือความแม่นยำสูงพิเศษสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทตามลักษณะที่ปรากฏ: ประเภทแรกคือโปรไฟล์ที่มีขนาดเล็กโปรไฟล์ประเภทนี้เรียกอีกอย่างว่าโปรไฟล์ขนาดเล็กพิเศษหรือรูปทรงขนาดเล็กขนาดโดยรวมของมันมักจะเพียงไม่กี่มิลลิเมตร ความหนาของผนังขั้นต่ำน้อยกว่า 0.5 มม. และน้ำหนักต่อหน่วยคือหลายกรัมถึงสิบกรัมต่อเมตรเนื่องจากมีขนาดเล็ก จึงมักต้องใช้ความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดตัวอย่างเช่น ความคลาดเคลื่อนของขนาดหน้าตัดน้อยกว่า ±0.05 มม.นอกจากนี้ ข้อกำหนดด้านความตรงและแรงบิดของผลิตภัณฑ์ที่อัดขึ้นรูปก็เข้มงวดมากเช่นกัน

อีกประเภทหนึ่งคือโปรไฟล์ที่มีขนาดหน้าตัดไม่เล็กมาก แต่ต้องใช้ความคลาดเคลื่อนมิติที่เข้มงวดมาก หรือโปรไฟล์ที่มีรูปร่างหน้าตัดที่ซับซ้อนและมีความหนาของผนังบางแม้ว่าขนาดหน้าตัดจะใหญ่ก็ตามรูปที่ 2 แสดงท่อรูปทรงพิเศษ (อลูมิเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรม) ที่ถูกรีดโดยบริษัทญี่ปุ่นด้วยเครื่องอัดไฮดรอลิกแนวนอนขนาด 16.3 ล้านล้านตัน พร้อมแม่พิมพ์แยกพิเศษสำหรับคอนเดนเซอร์เครื่องปรับอากาศในรถยนต์ความยากของการอัดขึ้นรูปโปรไฟล์ประเภทนี้ไม่น้อยไปกว่าโปรไฟล์ขนาดเล็กพิเศษแบบเดิมโปรไฟล์อัดขึ้นรูปที่มีขนาดหน้าตัดขนาดใหญ่และข้อกำหนดความทนทานที่เข้มงวดมากไม่เพียงแต่ต้องใช้เทคโนโลยีการออกแบบแม่พิมพ์ขั้นสูงเท่านั้น แต่ยังต้องใช้เทคโนโลยีการจัดการที่เข้มงวดสำหรับกระบวนการผลิตทั้งหมดตั้งแต่ผลิตภัณฑ์เปล่าไปจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปอีกด้วย

ตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1980 เนื่องจากการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการอัดขึ้นรูปอย่างต่อเนื่องของ Conform และการพัฒนาเทคโนโลยีอุตสาหกรรม การอัดขึ้นรูปโปรไฟล์ขนาดเล็กและขนาดเล็กพิเศษจึงมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วอย่างไรก็ตาม เนื่องจากเหตุผลหลายประการ เช่น ข้อจำกัดของอุปกรณ์ ข้อกำหนดด้านคุณภาพผลิตภัณฑ์ และความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการอัดขึ้นรูป การผลิตโปรไฟล์ขนาดเล็กบนอุปกรณ์การอัดขึ้นรูปทั่วไปยังคงมีสัดส่วนขนาดใหญ่รูปที่ 2 แสดงโปรไฟล์ที่แม่นยำของการอัดขึ้นรูปของแม่พิมพ์แยกแบบธรรมดาอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอของสะพานสับและแกนแม่พิมพ์) และการไหลของวัสดุระหว่างการอัดขึ้นรูปกลายเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการผลิตเนื่องจากเมื่อทำการอัดรีดโปรไฟล์ ขนาดของแกนแม่พิมพ์มีขนาดเล็กและรูปร่างมีความซับซ้อน ความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของแม่พิมพ์ อายุการใช้งานของแม่พิมพ์ส่งผลโดยตรงต่อต้นทุนการผลิตในทางกลับกัน โปรไฟล์ที่มีความแม่นยำจำนวนมากมีผนังบางและรูปร่างที่ซับซ้อน และการไหลของวัสดุในระหว่างกระบวนการอัดขึ้นรูปส่งผลโดยตรงต่อรูปร่างและความแม่นยำของมิติของโปรไฟล์

เพื่อป้องกันไม่ให้ฟิล์มออกไซด์และน้ำมันบนพื้นผิวของบิลเล็ตไหลเข้าสู่ผลิตภัณฑ์และรับประกันคุณภาพที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้ของผลิตภัณฑ์ บิลเล็ตที่ให้ความร้อนถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้สามารถปอกเปลือกก่อนการอัดขึ้นรูป (เรียกว่าการลอกแบบร้อน) และ จากนั้นจึงใส่ลงในกระบอกอัดรีดอย่างรวดเร็วเพื่อทำการอัดขึ้นรูปในเวลาเดียวกัน 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 อลูมิเนียมแท่งขนาดกลางที่อัดขึ้นรูปด้วยอลูมิเนียมคิดเป็น 90% ซึ่งโปรไฟล์และแท่งทั่วไปและโปรไฟล์อาคารโยธาขนาดเล็กและขนาดกลางคิดเป็นมากกว่า 80% ของแท่ง โปรไฟล์ขนาดใหญ่และขนาดกลาง และโปรไฟล์และแท่งพิเศษพิเศษคิดเป็นสัดส่วนเพียงประมาณเท่านั้น 15%.ท่อคิดเป็นประมาณ 8% ของวัสดุอัดขึ้นรูปอลูมิเนียมอัลลอยด์ ในขณะที่ท่อที่มีรูปทรงและท่อพิเศษพิเศษมีสัดส่วนเพียงประมาณ 20% ของท่อเท่านั้นจากข้างต้นจะเห็นได้ว่าการผลิตและจำหน่ายวัสดุอัดขึ้นรูปอลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียมที่ใหญ่ที่สุด และใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือโปรไฟล์อาคารโยธาขนาดเล็กและขนาดกลาง โปรไฟล์ทั่วไป และแท่งและท่อและโปรไฟล์พิเศษ แท่งและท่อมีเพียงประมาณ 15% ลักษณะหลักของผลิตภัณฑ์ดังกล่าว ได้แก่ มีฟังก์ชันพิเศษหรือประสิทธิภาพอุทิศตนเพื่อจุดประสงค์เฉพาะมีขนาดสเปคใหญ่หรือเล็กด้วยความแม่นยำของมิติหรือความต้องการพื้นผิวที่สูงมากดังนั้นความหลากหลายจึงมีมากขึ้นและจำนวนแบทช์น้อยลง จำเป็นต้องเพิ่มกระบวนการพิเศษหรือเพิ่มอุปกรณ์และเครื่องมือพิเศษบางอย่าง การผลิตทำได้ยากและมีเนื้อหาทางเทคนิคสูง ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้น และมูลค่าเพิ่มก็เพิ่มขึ้น

ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและการปรับปรุงมาตรฐานการครองชีพของผู้คนอย่างต่อเนื่อง ความต้องการที่สูงขึ้นเรื่อยๆ ได้รับการหยิบยกขึ้นมาสำหรับผลผลิต คุณภาพ และความหลากหลายของผลิตภัณฑ์อัดขึ้นรูปอลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การเกิดขึ้นของการปรับเปลี่ยนในแบบของคุณของผลิตภัณฑ์มี ส่งเสริมการพัฒนาโปรไฟล์และท่อพิเศษที่มีลักษณะเฉพาะและการใช้งานเฉพาะ

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

4. บทสรุป

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

เรียบเรียงโดย May Jiang จาก MAT Aluminium