Em termos gerais, para obter propriedades mecânicas mais elevadas, deve-se selecionar uma temperatura de extrusão mais alta. No entanto, para a liga 6063, quando a temperatura geral de extrusão é superior a 540 °C, as propriedades mecânicas do perfil não aumentam, e quando é inferior a 480 °C, a resistência à tração pode ser inferior a 480 °C.
Se a temperatura de extrusão for muito alta, bolhas, rachaduras, arranhões superficiais e até rebarbas aparecerão no produto devido à aderência do alumínio ao molde. Portanto, para obter produtos com alta qualidade superficial, temperaturas de extrusão relativamente baixas são frequentemente utilizadas.
Um bom equipamento também é fundamental para melhorar a eficiência da produção de extrusão de alumínio, especialmente as três principais peças: extrusora de alumínio, forno de aquecimento de barras de alumínio e forno de aquecimento de molde. Além disso, o mais importante é ter um excelente operador de extrusão.
Análise Térmica
Barras e vergalhões de alumínio precisam ser pré-aquecidos antes da extrusão para atingir uma temperatura próxima à temperatura do solvus, para que o magnésio contido no vergalhão de alumínio possa derreter e fluir uniformemente no alumínio. Quando o vergalhão de alumínio é inserido na extrusora, a temperatura não varia muito.
Quando a extrusora é acionada, a enorme força de empuxo da haste de extrusão empurra o alumínio amolecido para fora do furo da matriz, gerando muito atrito, que é convertido em temperatura, de modo que a temperatura do perfil extrudado excede a temperatura do solvus. Nesse momento, o magnésio derrete e flui, o que é extremamente instável.
Quando a temperatura é elevada, ela não deve ser superior à temperatura de solidus, caso contrário, o alumínio também derreterá e o perfil não poderá ser formado. Tomando como exemplo a liga da série 6000, a temperatura da barra de alumínio deve ser mantida entre 400-540 °C, de preferência 470-500 °C.
Se a temperatura for muito alta, ocorrerá ruptura; se for muito baixa, a velocidade de extrusão será reduzida e a maior parte do atrito gerado pela extrusão será convertida em calor, causando o aumento da temperatura. O aumento da temperatura é proporcional à velocidade e à pressão de extrusão.
A temperatura de saída deve ser mantida entre 550-575 °C, pelo menos acima de 500-530 °C, caso contrário, o magnésio na liga de alumínio não poderá ser derretido, o que afetará as propriedades do metal. No entanto, não deve ser superior à temperatura de solidus, pois temperaturas de saída muito altas causarão rasgos e afetarão a qualidade da superfície do perfil.
A temperatura ideal de extrusão da barra de alumínio deve ser ajustada em conjunto com a velocidade de extrusão, de modo que a diferença de temperatura de extrusão não seja inferior à temperatura solvus nem superior à temperatura solidus. Ligas diferentes têm diferentes temperaturas solvus. Por exemplo, a temperatura solvus da liga 6063 é de 498 °C, enquanto a da liga 6005 é de 510 °C.
Velocidade do trator
A velocidade do trator é um indicador importante da eficiência da produção. No entanto, diferentes perfis, formas, ligas, tamanhos, etc., podem afetar a velocidade do trator, o que não pode ser generalizado. As modernas fábricas de perfis de extrusão ocidentais conseguem atingir uma velocidade de trator de 80 metros por minuto.
A velocidade da haste de extrusão é outro indicador importante de produtividade. Ela é medida em milímetros por minuto e costuma ser mais confiável do que a velocidade do trator ao estudar a eficiência da produção.
A temperatura do molde é muito importante para a qualidade dos perfis extrudados. A temperatura do molde deve ser mantida em torno de 426 °C antes da extrusão, caso contrário, o molde poderá ser facilmente obstruído ou até mesmo danificado. O objetivo da têmpera é "congelar" o magnésio, o elemento de liga, estabilizando os átomos de magnésio instáveis e impedindo sua sedimentação, a fim de manter a resistência do perfil.
Os três principais métodos de têmpera incluem: resfriamento a ar, resfriamento por névoa de água e resfriamento por tanque de água. O tipo de têmpera utilizado depende da velocidade de extrusão, da espessura e das propriedades físicas exigidas do perfil, especialmente os requisitos de resistência. O tipo de liga é uma indicação abrangente da dureza e das propriedades elásticas da liga. Os tipos de liga de alumínio foram especificados detalhadamente pela Associação Americana do Alumínio (ADA), e existem cinco estados básicos:
F significa “como fabricado”.
O significa “produtos forjados recozidos”.
T significa que foi “tratado termicamente”.
W significa que o material foi tratado termicamente por solução.
H refere-se a ligas não tratáveis termicamente que são “tratadas a frio” ou “endurecidas por deformação”.
Temperatura e tempo são dois índices que exigem um controle rigoroso do envelhecimento artificial. No forno de envelhecimento artificial, a temperatura de cada parte deve ser a mesma. Embora o envelhecimento em baixa temperatura possa melhorar a resistência dos perfis, o tempo necessário teria que aumentar proporcionalmente. Para obter as melhores propriedades físicas do metal, é necessário selecionar a liga de alumínio apropriada e sua forma ideal, utilizar o modo de têmpera apropriado, controlar a temperatura e o tempo de envelhecimento adequados para melhorar o rendimento. O rendimento é outro índice importante da eficiência da produção. É teoricamente impossível atingir 100% de rendimento, pois as pontas cortam o material devido às marcas de aperto dos tratores e esticadores.
Editado por May Jiang da MAT Aluminum
Horário da publicação: 05/06/2023
