1. Características de materiais de extrusão de precisão especial de alumínio e liga de alumínio
Este tipo de produto tem formato especial, espessura de parede fina, peso unitário leve e requisitos de tolerância muito rígidos. Esses produtos são geralmente chamados de perfis (tubos) de precisão (ou ultraprecisão) de liga de alumínio, e a tecnologia para produzir tais produtos é chamada de precisão. extrusão (ou ultra-precisão).
As principais características das extrusões de precisão especial (ou ultraprecisão) de liga de alumínio são:
(1)Existem muitas variedades, pequenos lotes, e a maioria deles são materiais de extrusão para fins especiais, que são usados em quase todas as esferas da vida e em todos os aspectos da vida das pessoas, incluindo todos os produtos de extrusão, como tubos, barras, perfis e fios, envolvendo diversas ligas e estados. Devido à sua pequena seção transversal, espessura de parede fina, peso leve e pequenos lotes, geralmente não é fácil organizar a produção.
(2) Formas complicadas e contornos especiais, principalmente perfis ou tubos moldados, planos, largos, alados, dentados, porosos. A área de superfície por unidade de volume é grande e a tecnologia de produção é difícil.
(3) Ampla aplicação, desempenho especial e requisitos funcionais. Para atender aos requisitos de uso do produto, diversos estados de liga são selecionados, abrangendo quase todas as ligas das séries 1××× a 8××× e dezenas de estados de tratamento, com alto conteúdo técnico.
(4) Aparência requintada e espessura de parede fina, geralmente inferior a 0,5 mm, alguns até chegam a cerca de 0,1 mm, o peso por metro é de apenas alguns gramas a dezenas de gramas, mas o comprimento pode atingir vários metros, ou mesmo centenas de metros .
5) Os requisitos de precisão dimensional e tolerância geométrica da seção são muito rigorosos. De modo geral, as tolerâncias de pequenos perfis de precisão de liga de alumínio são duas vezes mais rigorosas que as tolerâncias de classe especial nos padrões JIS, GB e ASTM. A tolerância da espessura da parede dos perfis de liga de alumínio de precisão geral deve estar entre ± 0,04 mm e 0,07 mm, enquanto a tolerância do tamanho da seção dos perfis de liga de alumínio de ultraprecisão pode ser tão alta quanto ± 0,01 mm. Por exemplo, o peso do perfil de alumínio de precisão usado para o potenciômetro é de 30g/m, e a faixa de tolerância do tamanho da seção é de ±0,07mm. A tolerância de tamanho da seção transversal de perfis de alumínio de precisão para teares é de ± 0,04 mm, o desvio do ângulo é inferior a 0,5 ° e o grau de flexão é de 0,83 × L. Outro exemplo é o tubo plano ultrafino de alta precisão para automóveis, com largura de 20 mm, altura de 1,7 mm, espessura de parede de 0,17 ± 0,01 mm e 24 furos, que são perfis típicos de liga de alumínio de ultraprecisão.
(6) Possui alto conteúdo técnico e é muito difícil de produzir, além de requisitos especiais para equipamentos de extrusão, ferramentas, tarugos e processos de produção. A Figura 1 é um exemplo da seção de alguns perfis de liga de alumínio de pequena precisão.
2. Classificação de materiais de extrusão de precisão especial de liga de alumínio
Extrusões de liga de alumínio de precisão ou ultraprecisão são amplamente utilizadas em instrumentos eletrônicos, equipamentos de comunicação e ciência de ponta, defesa nacional e indústria militar, instrumentos mecânicos de precisão, equipamentos de corrente fraca, aeroespacial, indústria nuclear, energia e energia, submarinos e navios, automóveis e ferramentas de transporte, equipamentos médicos, ferramentas de hardware, iluminação, fotografia e aparelhos eletrônicos. De modo geral, as extrusões de liga de alumínio de precisão ou ultraprecisão podem ser divididas em duas categorias de acordo com suas características de aparência: a primeira categoria são perfis com pequenas dimensões. Este tipo de perfil também é chamado de perfil ultrapequeno ou miniformato. Seu tamanho total é geralmente de apenas alguns milímetros, a espessura mínima da parede é inferior a 0,5 mm e o peso unitário é de vários gramas a dezenas de gramas por metro. Devido ao seu pequeno tamanho, geralmente são necessárias tolerâncias restritas. Por exemplo, a tolerância das dimensões da seção transversal é inferior a ±0,05 mm. Além disso, os requisitos de retilineidade e torção dos produtos extrudados também são muito rigorosos.
O outro tipo são perfis que não são muito pequenos em tamanho de seção transversal, mas exigem tolerâncias dimensionais muito rigorosas, ou perfis que têm uma forma de seção transversal complexa e espessura de parede fina, embora o tamanho da seção transversal seja grande. A Figura 2 mostra o tubo de formato especial (alumínio puro industrial) extrudado por uma empresa japonesa em uma prensa hidráulica horizontal de 16,3MN com uma matriz dividida especial para um condensador de ar condicionado automotivo. A dificuldade de formação por extrusão deste tipo de perfil não é menor do que a do primeiro tipo de perfil ultrapequeno. Perfis extrudados com tamanho de seção grande e requisitos de tolerância muito rígidos não exigem apenas tecnologia avançada de projeto de molde, mas também exigem tecnologia de gerenciamento rigorosa para todo o processo de produção, desde a peça bruta até o produto acabado.
Desde o início da década de 1980, devido à aplicação prática da tecnologia de extrusão contínua Conform e ao desenvolvimento da tecnologia industrial, a extrusão de perfis pequenos e ultrapequenos desenvolveu-se rapidamente. No entanto, devido a várias razões, tais como limitações de equipamento, requisitos de qualidade do produto e avanços na tecnologia de extrusão, a produção de pequenos perfis em equipamentos de extrusão convencionais ainda representa uma grande proporção. A Figura 2 mostra os perfis de precisão da extrusão de matrizes divididas convencionais. A vida útil do molde (especialmente a resistência e resistência ao desgaste da ponte shunt e do núcleo do molde) e o fluxo de material durante a extrusão tornam-se os principais fatores que afetam sua produção. Isso ocorre porque ao extrusar o perfil, o tamanho do núcleo do molde é pequeno e a forma é complexa, e a resistência e a resistência ao desgaste são fatores importantes que afetam a vida útil do molde, a vida útil do molde afeta diretamente o custo de produção. Por outro lado, muitos perfis de precisão possuem paredes finas e formatos complexos, e o fluxo de materiais durante o processo de extrusão afeta diretamente o formato e a precisão dimensional dos perfis.
Para evitar que a película de óxido e o óleo na superfície do tarugo fluam para o produto e garantir a qualidade uniforme e confiável do produto, o tarugo aquecido à temperatura definida pode ser descascado antes da extrusão (chamado descascamento a quente), e em seguida, coloque rapidamente no cilindro de extrusão para extrusão. Ao mesmo tempo, a junta extrudada deve ser mantida limpa para evitar que óleo e sujeira adiram à junta durante o processo de remoção do excesso de pressão após uma extrusão e instalação da junta na próxima extrusão.
De acordo com a precisão dimensional da seção e a tolerância de forma e posição, a extrusão de liga de alumínio de precisão especial pode ser dividida em perfis de liga de alumínio de precisão especial e perfis de liga de alumínio pequenos (miniatura) de ultra-alta precisão. Em geral, sua precisão excede o padrão nacional (como GB, JIS, ASTM, etc.) a precisão ultra-alta é chamada de perfis de liga de alumínio de precisão especial, por exemplo, a tolerância dimensional está acima de ± 0,1 mm, a tolerância de espessura da parede de a superfície quebrada está dentro de perfis e tubos de ± 0,05 mm ~ ± 0,03 mm.
Quando sua precisão é mais que o dobro do padrão nacional de ultra-alta precisão, ele é chamado de perfil de liga de alumínio pequeno (miniatura) de ultra-alta precisão, como uma tolerância de forma de ± 0,09 mm, tolerância de espessura de parede de ± 0,03 mm ~ ± 0,01 mm para um perfil ou tubo pequeno (miniatura).
3. Perspectivas de desenvolvimento de materiais de extrusão de precisão especial de alumínio e liga de alumínio
Em 2017, a produção e vendas de materiais de processamento de alumínio no mundo ultrapassaram 6.000 kt/a, dos quais a produção e vendas de materiais de extrusão de alumínio e ligas de alumínio ultrapassaram 25.000 kt/a, representando mais de 40% da produção e vendas totais de alumínio. As barras médias extrudadas de alumínio representaram 90%, das quais perfis e barras gerais e perfis para construção civil de pequeno e médio porte representaram mais de 80% da barra, perfis de grande e médio porte e perfis e barras especiais especiais representaram apenas cerca de 15%. O tubo representa cerca de 8% do material extrudado de liga de alumínio, enquanto o tubo moldado e o tubo especial especial representam apenas cerca de 20% do tubo. Pode-se perceber pelo exposto que a maior produção e vendas de materiais extrusados de alumínio e ligas de alumínio e os mais utilizados são perfis para construção civil de pequeno e médio porte, perfis gerais e barras e tubos. E perfis, barras e tubos especiais representam apenas cerca de 15%, as principais características desses produtos são: com funções ou desempenho especiais; Dedicado a um propósito específico; Ter um tamanho de especificação grande ou pequeno; Com precisão dimensional ou requisitos de superfície extremamente elevados. Portanto, a variedade é maior e o lote é menor, a necessidade de aumentar processos especiais ou adicionar alguns equipamentos e ferramentas especiais, a produção é difícil e o conteúdo técnico é alto, o custo de produção aumenta e o valor agregado aumenta.
Com o progresso da ciência e da tecnologia e a melhoria contínua dos padrões de vida das pessoas, requisitos cada vez mais elevados têm sido apresentados para a produção, qualidade e variedade de produtos de extrusão de alumínio e ligas de alumínio, especialmente nos últimos anos, o surgimento da personalização do produto tem promoveu o desenvolvimento de perfis e tubos especiais com características personalizadas e utilizações específicas.
Perfis de ultra-precisão são amplamente utilizados em instrumentos eletrônicos, comunicações, equipamentos de correio e telecomunicações, máquinas de precisão, instrumentos de precisão, equipamentos de corrente fraca, aeroespacial, submarinos nucleares e navios, indústria automotiva e outros campos de paredes pequenas e finas, tamanho de seção de muito peças precisas. Normalmente, os requisitos de tolerância são muito rigorosos, por exemplo, a tolerância do tamanho do contorno da seção é inferior a ± 0,10 mm, a tolerância da espessura da parede é inferior a ± 0,05 mm. Além disso, a planicidade, torção e outras tolerâncias de forma e posição dos produtos extrudados também são muito rigorosas. Além disso, no processo de extrusão de pequenos perfis especiais de liga de alumínio de ultraprecisão, o equipamento, o molde e o processo são requisitos muito rigorosos. Devido ao rápido desenvolvimento da indústria moderna, da defesa nacional e da pesquisa científica de ponta e de outros empreendimentos e à melhoria do grau de personalização, o número, variedade e qualidade de pequenos perfis de ultraprecisão são cada vez mais elevados, embora nos últimos anos, desenvolveu e produziu muitos perfis pequenos de liga de alumínio de ultraprecisão de alta qualidade, mas ainda não consegue atender às necessidades do mercado. Em particular, ainda existe uma grande lacuna entre a tecnologia nacional e os equipamentos para a produção de pequenos perfis ultra -perfis de liga de alumínio de precisão e nível avançado internacional, que não conseguem atender à demanda do mercado interno e externo e devem ser alcançados.
4. Conclusão
A extrusão de precisão especial de alumínio e liga de alumínio (perfis e tubos) é um tipo de forma complexa, espessura de parede fina, tolerância dimensional e requisitos de precisão de forma e posição são muito exigentes, alto conteúdo técnico, difícil produção de materiais altos e finos, é o nacional economia e defesa nacional materiais-chave indispensáveis, ampla gama de utilizações, perspectivas promissoras de desenvolvimento do material. A produção deste produto possui requisitos especiais para tarugos, ferramentas e equipamentos de extrusão e processo de extrusão, e uma série de problemas técnicos importantes devem ser resolvidos para a obtenção de excelentes produtos em lotes.
Editado por May Jiang da MAT Aluminium
Horário da postagem: 07 de abril de 2024
