1. Características de los materiales especiales de extrusión de precisión de aluminio y aleación de aluminio.
Este tipo de producto tiene una forma especial, un espesor de pared delgado, un peso unitario liviano y requisitos de tolerancia muy estrictos. Estos productos suelen denominarse perfiles (tubos) de precisión (o ultraprecisión) de aleación de aluminio, y la tecnología para producir dichos productos se denomina precisión. (o de ultraprecisión).
Las principales características de las extrusiones especiales de precisión (o ultraprecisión) de aleación de aluminio son:
(1) Hay muchas variedades, lotes pequeños y la mayoría de ellos son materiales de extrusión para fines especiales, que se utilizan en casi todos los ámbitos de la vida y en todos los aspectos de la vida de las personas, incluidos todos los productos de extrusión, como tuberías, barras y perfiles. y alambres, que involucran diversas aleaciones y estados. Debido a su pequeña sección transversal, espesor de pared delgado, peso ligero y lotes pequeños, generalmente no es fácil organizar la producción.
(2) Formas complicadas y contornos especiales, en su mayoría perfiles o tubos perfilados, planos, anchos, alados, dentados y porosos. La superficie por unidad de volumen es grande y la tecnología de producción es difícil.
(3) Amplia aplicación, rendimiento especial y requisitos funcionales. Para cumplir con los requisitos de uso del producto, se seleccionan muchos estados de aleación, que cubren casi todas las aleaciones desde las series 1××× hasta 8××× y docenas de estados de tratamiento, con alto contenido técnico.
(4) Aspecto exquisito y espesor de pared delgado, generalmente menos de 0,5 mm, algunos incluso alcanzan aproximadamente 0,1 mm, el peso por metro es de solo unos pocos gramos a decenas de gramos, pero la longitud puede alcanzar varios metros o incluso cientos de metros. .
5) Los requisitos de precisión dimensional y tolerancia geométrica de la sección son muy estrictos. En términos generales, las tolerancias de los perfiles de precisión de aleación de aluminio pequeños son más del doble de estrictas que las tolerancias de grados especiales de las normas JIS, GB y ASTM. Se requiere que la tolerancia del espesor de la pared de los perfiles de aleación de aluminio de precisión general esté entre ±0,04 mm y 0,07 mm, mientras que la tolerancia del tamaño de la sección de los perfiles de aleación de aluminio de ultraprecisión puede ser tan alta como ±0,01 mm. Por ejemplo, el peso del perfil de aluminio de precisión utilizado para el potenciómetro es de 30 g/m y el rango de tolerancia del tamaño de la sección es de ±0,07 mm. La tolerancia del tamaño de la sección transversal de los perfiles de aluminio de precisión para telares es de ±0,04 mm, la desviación del ángulo es inferior a 0,5° y el grado de flexión es de 0,83×L. Otro ejemplo es el tubo plano ultrafino de alta precisión para automóviles, con un ancho de 20 mm, una altura de 1,7 mm, un espesor de pared de 0,17 ± 0,01 mm y 24 orificios, que son perfiles típicos de aleación de aluminio de ultraprecisión.
(6) Tiene un alto contenido técnico y es muy difícil de producir, y tiene requisitos especiales para equipos de extrusión, herramientas, palanquillas y procesos de producción. La figura 1 es un ejemplo de la sección de unos pequeños perfiles de aleación de aluminio de precisión.
2. Clasificación de materiales especiales de extrusión de precisión de aleación de aluminio.
Las extrusiones de aleación de aluminio de precisión o ultraprecisión se utilizan ampliamente en instrumentos electrónicos, equipos de comunicación y ciencia de vanguardia, industria militar y de defensa nacional, instrumentos mecánicos de precisión, equipos de corriente débil, aeroespacial, industria nuclear, energía y potencia, submarinos y barcos. automóviles y herramientas de transporte, equipos médicos, herramientas de hardware, iluminación, fotografía y aparatos electrónicos. En términos generales, las extrusiones de aleación de aluminio de precisión o ultraprecisión se pueden dividir en dos categorías según sus características de apariencia: la primera categoría son los perfiles con dimensiones pequeñas. Este tipo de perfil también se denomina perfil ultrapequeño o miniforma. Su tamaño total suele ser de sólo unos pocos milímetros, el espesor mínimo de pared es inferior a 0,5 mm y el peso unitario es de varios gramos a decenas de gramos por metro. Debido a su pequeño tamaño, normalmente se requieren tolerancias estrictas. Por ejemplo, la tolerancia de las dimensiones de la sección transversal es inferior a ±0,05 mm. Además, los requisitos de rectitud y torsión de los productos extruidos también son muy estrictos.
El otro tipo son los perfiles que no tienen un tamaño de sección transversal muy pequeño pero que requieren tolerancias dimensionales muy estrictas, o perfiles que tienen una forma de sección transversal compleja y un espesor de pared delgado aunque el tamaño de la sección transversal sea grande. La Figura 2 muestra el tubo de forma especial (aluminio puro industrial) extruido por una empresa japonesa en una prensa hidráulica horizontal de 16,3 MN con una matriz dividida especial para un condensador de aire acondicionado de automóvil. La dificultad de la extrusión de este tipo de perfil no es menor que la del tipo anterior de perfil ultrapequeño. Los perfiles extruidos con un tamaño de sección grande y requisitos de tolerancia muy estrictos no solo requieren tecnología avanzada de diseño de moldes, sino que también requieren una tecnología de gestión estricta para todo el proceso de producción, desde el producto en bruto hasta el producto terminado.
Desde principios de la década de 1980, debido a la aplicación práctica de la tecnología de extrusión continua Conform y al desarrollo de la tecnología industrial, la extrusión de perfiles pequeños y ultrapequeños se ha desarrollado rápidamente. Sin embargo, debido a diversas razones, como limitaciones del equipo, requisitos de calidad del producto y avances en la tecnología de extrusión, la producción de perfiles pequeños en equipos de extrusión convencionales todavía representa una gran proporción. La Figura 2 muestra los perfiles de precisión de la extrusión de matrices partidas convencionales. La vida útil del molde (especialmente la resistencia al desgaste y al puente de derivación y al núcleo del molde) y el flujo de material durante la extrusión se convierten en los principales factores que afectan su producción. Esto se debe a que al extruir el perfil, el tamaño del núcleo del molde es pequeño y la forma es compleja, y la resistencia y la resistencia al desgaste son factores importantes que afectan la vida útil del molde, la vida útil del molde afecta directamente el costo de producción. Por otro lado, muchos perfiles de precisión tienen paredes delgadas y formas complejas, y el flujo de materiales durante el proceso de extrusión afecta directamente la forma y la precisión dimensional de los perfiles.
Para evitar que la película de óxido y el aceite en la superficie del tocho fluyan hacia el producto y garantizar la calidad uniforme y confiable del producto, el tocho calentado a la temperatura establecida se puede pelar antes de la extrusión (llamado pelado en caliente), y luego colóquelo rápidamente en el cilindro de extrusión para su extrusión. Al mismo tiempo, la junta extruida debe mantenerse limpia para evitar que el aceite y la suciedad se adhieran a la junta durante el proceso de eliminación del exceso de presión después de una extrusión e instalación de la junta en la siguiente extrusión.
Según la precisión dimensional de la sección y la tolerancia de forma y posición, la extrusión de aleación de aluminio de precisión especial se puede dividir en perfiles de aleación de aluminio de precisión especial y perfiles de aleación de aluminio pequeños (en miniatura) de ultra alta precisión. En general, su precisión excede los estándares nacionales (como GB, JIS, ASTM, etc.). La precisión ultraalta se denomina perfiles de aleación de aluminio de precisión especial, por ejemplo, la tolerancia dimensional es superior a ±0,1 mm, la tolerancia del espesor de pared de la superficie rota está dentro de perfiles y tuberías de ±0,05 mm ~ ±0,03 mm.
Cuando su precisión es más del doble de la precisión ultraalta estándar nacional, se denomina perfil de aleación de aluminio pequeño (en miniatura) de ultra alta precisión, como una tolerancia de forma de ±0,09 mm, tolerancia de espesor de pared de ±0,03 mm ~ ± 0,01 mm para un perfil o tubo pequeño (en miniatura).
3. Perspectivas de desarrollo de materiales especiales de extrusión de precisión de aluminio y aleaciones de aluminio.
En 2017, la producción y ventas de materiales de procesamiento de aluminio en el mundo superaron las 6000 kt/a, de las cuales la producción y ventas de materiales de extrusión de aluminio y aleaciones de aluminio superaron las 25 000 kt/a, lo que representa más del 40% de la producción y ventas totales de aluminio. Las barras medianas extruidas de aluminio representaron el 90%, de las cuales los perfiles y barras generales y los perfiles de construcción civil pequeños y medianos representaron más del 80% de la barra, los perfiles grandes y medianos y los perfiles y barras especiales especiales representaron solo aproximadamente 15%. La tubería representa aproximadamente el 8% del material extruido de aleación de aluminio, mientras que la tubería con forma y la tubería especial representan solo aproximadamente el 20% de la tubería. De lo anterior se puede ver que la mayor producción y venta de materiales de extrusión de aluminio y aleaciones de aluminio y los más utilizados son los perfiles de construcción civil de tamaño pequeño y mediano, los perfiles generales y las barras y tuberías. Y los perfiles, barras y tuberías especiales sólo representan alrededor del 15%, las principales características de dichos productos son: con funciones o prestaciones especiales; Dedicado a un propósito particular; Tener un tamaño de especificación grande o pequeño; Con precisión dimensional o requisitos de superficie extremadamente altos. Por lo tanto, la variedad es mayor y el lote es menor, es necesario aumentar procesos especiales o agregar algunos equipos y herramientas especiales, la producción es difícil y el contenido técnico es alto, el costo de producción aumenta y el valor agregado aumenta.
Con el progreso de la ciencia y la tecnología y la mejora continua del nivel de vida de las personas, se han planteado requisitos cada vez más altos para la producción, calidad y variedad de productos de extrusión de aluminio y aleaciones de aluminio, especialmente en los últimos años, ha surgido la personalización de productos. impulsó el desarrollo de perfiles y tuberías especiales con características personalizadas y usos específicos.
Los perfiles de ultraprecisión se utilizan ampliamente en instrumentos electrónicos, comunicaciones, equipos de correos y telecomunicaciones, maquinaria de precisión, instrumentos de precisión, equipos de corriente débil, aeroespacial, submarinos y barcos nucleares, industria automotriz y otros campos de paredes pequeñas y delgadas, tamaño de sección de muy piezas precisas. Por lo general, los requisitos de tolerancia son muy estrictos, por ejemplo, la tolerancia del tamaño del contorno de la sección es inferior a ±0,10 mm y la tolerancia del espesor de la pared es inferior a ±0,05 mm. Además, la planitud, la torsión y otras tolerancias de forma y posición de los productos extruidos también son muy estrictas. Además, en el proceso de extrusión de pequeños perfiles especiales de aleación de aluminio de ultraprecisión, el equipo, el molde y el proceso son requisitos muy estrictos. Debido al rápido desarrollo de la industria moderna, la defensa nacional y la investigación científica de vanguardia y otras empresas y la mejora del grado de personalización, el número, variedad y calidad de los pequeños perfiles de ultraprecisión son cada vez más altos, aunque en los últimos años, ha desarrollado y producido una gran cantidad de pequeños perfiles de aleación de aluminio de ultraprecisión de alta calidad, pero aún no puede satisfacer las necesidades del mercado. En particular, todavía existe una gran brecha entre la tecnología y los equipos nacionales para la producción de pequeños perfiles de ultraprecisión. -perfiles de aleación de aluminio de precisión y nivel avanzado internacional, que no puede satisfacer la demanda del mercado interno y externo y debe ponerse al día.
4. Conclusión
La extrusión de precisión especial de aluminio y aleación de aluminio (perfiles y tubos) es un tipo de forma compleja, espesor de pared delgado, tolerancia dimensional y requisitos de precisión de forma y posición son muy exigentes, alto contenido técnico, producción difícil de materiales finos y de alta calidad, es el nacional. Materiales clave indispensables para la economía y la defensa nacional, una gama muy amplia de usos, perspectivas prometedoras de desarrollo del material. La producción de este producto tiene requisitos especiales en cuanto a palanquilla, herramientas y equipos de extrusión y proceso de extrusión, y se debe resolver una serie de problemas técnicos clave para obtener productos excelentes en lotes.
Editado por May Jiang de MAT Aluminium
Hora de publicación: 07-abr-2024
