Dom >

Ekstrudiranje

Vroče iztiskanje je postopek preoblikovanja kovine za izdelavo fiksnega prečnega-profila s potiskanjem segrete kovinske gredice skozi matrico za želeno obliko. Postopek vročega iztiskanja se izvaja pri temperaturi nad točko prekristalizacije kovin, ki je običajno 50-75 % njene temperature taljenja, zaradi česar je bolj voljna in jo je lažje deformirati z manj sile.

Opis

Vroče iztiskanje lahko ustvari zapletene prečne-prereze in bo enakomerno po celotni dolžini ekstrudiranega profila, zasnova matrice, razmerje iztiskanja, temperatura gredice, mazanje in hitrost iztiskanja pa bodo vplivali na kakovost iztiskanja. Kot kateri koli drug postopek-oblikovanja kovin je tudi ta razvrščen glede na temperaturo na vroče, hladno in toplo iztiskanje, postopek pa se na splošno izvaja pri povišanih temperaturah, da se zmanjša sila iztiskanja in izboljša duktilnost materiala. Hladno iztiskanje pomeni nižje proizvodne stroške zaradi zmanjšane izgube surovin in visoke stopnje proizvodnje.

Extruded Alu Profile

Vroče iztiskanje proti hladnemu iztiskanju

Vroče ekstrudiranje vključuje izdelavo obdelovanca nad njegovo rekristalizacijsko temperaturo in ta postopek lahko izboljša mehanske lastnosti obdelovanca. Med postopkom vročega iztiskanja bo ta vroča obdelava potisnila in prerazporedila material ter zaprla prazna mesta v staljenem kovinskem materialu. Zato se nečistoče običajno tvorijo tudi v trdnih vključkih in se porazdelijo po masi obdelovanca. Vroča obdelava in ekstrudirana kovina bo razbila nepravilne strukture in rekristalizirala maso materiala v bolj fino oblikovano zrnato strukturo, s čimer se izboljšajo mehanske lastnosti dela, kot so odpornost na udarce, duktilnost in trdnostne lastnosti. Večina kovinskih iztiskov se izvede na gredicah, ki so bile že segrete na temperaturo nad točko rekristalizacije kovin, kar omogoča velike spremembe oblike. Ena glavnih pomanjkljivosti vroče obdelave kovin je oksidacija, ki se pojavi na površini vročega dela, kar ima za posledico nabiranje plasti oksidnega kamna na zunanjih površinah obdelovanca. Lestvica lahko vpliva na površinsko obdelavo in natančnost dela ter poveča trenje in obrabo na kovinskih vmesnikih. Vroče iztiskanje se običajno izbere za večje dele, ki zahtevajo velike spremembe oblike in bolj zapleteno geometrijo.

Hladno iztiskanje kovin se običajno uporablja za manjše dele, tanjši material, manj kompleksne oblike, bolj obdelovalne materiale in izdelavo diskretnih iztiskov, ki z vsako operacijo ustvarijo en sam del. Hladno iztiskanje ima naslednje prednosti:

√Nižji stroški energije, ta postopek ne zahteva ogrevanja.
√Višja stopnja proizvodnje
√Brez oksidacije in lestvice, zato lahko ustvari boljšo kakovost končne obdelave površine.
√Večja geometrijska natančnost
√Boljši učinek na deformacijsko utrjevanje

Skratka, širši kovinski materiali so primerni za vroče iztiskanje, kot so baker, aluminij, jeklo in jeklene zlitine, nerjavno jeklo, svinec in kositer itd., in ta postopek je bolj primeren za večje velikosti. Hladno iztiskanje je postopek preoblikovanja kovine, ki se izvaja pri sobni temperaturi ali blizu nje, pri čemer je kovinski del potisnjen skozi matrico, da se ustvari želena oblika prečnega-prereza. Za razliko od vročega iztiskanja se izvaja pod temperaturo rekristalizacije materiala, ta postopek pa je znan tudi kot hladno kovanje ali udarno iztiskanje za izdelavo natančnih delov z odlično površinsko obdelavo in izboljšanimi mehanskimi lastnostmi. Hladno iztiskanje je zelo pomemben proces za avtomobilsko, gradbeno in infrastrukturno industrijo.

Extrusion Die

Ekstrudiranje po procesni mehaniki

Postopke iztiskanja je mogoče opredeliti tudi s fizično razporeditvijo bata, gredice in matrice, spodaj pa je topolova klasifikacija:

√ Neposredno iztiskanje, imenovano tudi ekstrudiranje naprej, je najpogostejša metoda iztiskanja. Gredica je postavljena v posodo, baten pa jo potisne skozi stacionarno matrico, ki se nahaja na nasprotnem koncu, ekstrudirani del pa teče v isti smeri kot se premika baten. Ta proces lahko povzroči precejšnje trenje, ko gredica drsi vzdolž stene posode, zato je običajno potrebna večja sila. Ta rešitev ekstrudiranja lahko povzroči nedoslednosti v zrnati strukturi med sprednjim in zadnjim delom izdelka zaradi neenakomernega pretoka materiala.
√ Posredno iztiskanje, imenovano tudi povratno iztiskanje, je matrica nameščena na samem votlem ovnu. Ko ovn potisne v nepremično posodo, je kovina prisiljena teči nazaj skozi matrico v nasprotni smeri gibanja ovna. Ta postopek zahteva bistveno manj sile kot neposredno iztiskanje, ker ni trenja, ki bi ga bilo treba premagati vzdolž dolžine posode, poleg tega lahko ustvari bolj enakomerno strukturo zrn in dosledne mehanske lastnosti. Zato omogoča izdelavo profilov s tanj-stenami in je bolj primeren za-zlitine visoke trdnosti.

√ Hidrostatična ekstruzija je specializirana oblika, pri kateri je gredica popolnoma obdana s tekočino pod pritiskom znotraj posode. Oven pritiska na to tekočino, ta pa enakomerno pritiska na vse strani gredice in jo potiska skozi matrico. Prednost je v tem, da je trenje med gredico in steno posode popolnoma odpravljeno, sila pa se dodatno zmanjša.
√ Udarno iztiskanje, pogosto velja za vrsto hladnega iztiskanja, ta postopek uporablja udarec z visoko-hitrostjo, da udari po kovinskem polžu, zaradi česar ta plastično teče v matrico. Postopek se lahko izvede v smeri naprej, nazaj ali kombinirano in lahko oblikuje končni del v eni sami potezi stiskalnice. Ta postopek oblikovanja kovin se pogosto uporablja za izdelavo votlih delov s tankimi stenami.

Spodaj je kratek povzetek različnih rešitev ekstrudiranja:

Primerjava vrst iztiskanja
Funkcija	Neposredno (naprej) iztiskanje	Posredno (nazaj) iztiskanje	Hidrostatično iztiskanje	Udarno iztiskanje
Materialni tok	Ista smer kot ram	Nasprotna smer ovna	Ista smer kot ram	Naprej, nazaj ali kombinirano
Trenje	Visoko trenje med gredico in steno posode	Brez trenja med gredico in steno posode	Brez trenja med gredico in steno posode; zmanjšano trenje matrice	Odvisno od tipa naprej/nazaj, vendar je odvisno od mazanja
Zahtevana sila	Najvišja zaradi trenja	Nižje od neposrednega (25-30 % manj)	Najnižja zaradi pomanjkanja trenja in tekočine pod pritiskom	Velika sila udarca v kratkem času.
Billetovo gibanje	Gredica se premika glede na posodo	Gredica miruje glede na posodo.	Gredica se premika, potiskana s tekočino.	Polž miruje, preden ga udarijo.
Materialni odpadki	Majhnega dela (zadnjega dela) gredice ni mogoče iztisniti.	Manj odpadkov, saj je zadnji del manjši ali ga sploh ni.	Na stenah posode ne ostanejo ostanki gredic.	Zelo nizka poraba materiala (skoraj-neto-oblike).
Kakovost izdelka	Možnost ne{0}}enotne strukture in lastnosti zrn.	Bolj enotna struktura zrn in dosledne lastnosti.	Odlična površinska obdelava in enotne lastnosti.	Dobra površinska obdelava in trdnost zaradi hladne obdelave.
Pogoste uporabe	Masivne palice, preproste votle oblike, konstrukcijski profili.	Votli ali cevasti izdelki,-profili iz zlitine visoke trdnosti.	Krhki materiali, kompleksne oblike, ekstrudiranje z visokim-razmerjem.	Pločevinke, cevi, škatle za gasilne aparate, pritrdilni elementi.
Kompleksnost	Najenostavnejše orodje in postopek.	Bolj zapleteno orodje (votel ram).	Najbolj zapleteno zaradi visokotlačne-tekočine in tesnjenja.	Zahteva visoko{0}}hitrostne stiskalnice in robustno orodje.

Postopek iztiskanja kovin

Ta poseben postopek preoblikovanja kovin je zasnovan za ustvarjanje zapletenih oblik iz kovinskih palic s prehodom palice skozi matrico, postopek pa je povzet kot spodaj:

√ Priprava gredice, običajno se gredica nato segreje za postopek iztiskanja, zaradi česar je kovina bolj voljna in jo je lažje oblikovati.
√ Potiskanje in pritisk na staljeno gredico in pritisk na gredico proti matricam, ki so obdelane z veliko natančnostjo, da se zagotovi pravilno prileganje.
√ Med hlajenjem in utrjevanjem je kovinski obdelovanec v celoti potisnjen skozi matrico ter se v eni uri ohladi in strdi.
√ Pri rezanju in dimenzioniranju se ekstrudirana kovina nato razreže na želeno dolžino.
√ Žarjenje, za nekatere aplikacije, kot nprbakrena zbiralkabo zahtevalo žarjenje za boljšo električno prevodnost.

Na splošno sta aluminij in jeklo običajna kovinska materiala glede na njuno trdnost in kovnost, Fabmann pa si je nabral veliko izkušenj pri iztiskanju, naša ekipa za orodja in proizvodne inženirje pa vam lahko zagotovi najbolj ekonomične rešitve.