مشخصات اکستروژن سرد پوسته های اتصال دهنده آلیاژ آلومینیوم

این مقاله اصول اکستروژن سرد را مورد بحث قرار می‌دهد، با تاکید بر ویژگی‌ها، جریان فرآیند، و الزامات تشکیل یک پوسته آلیاژ آلومینیوم رابط. با بهینه سازی ساختار قطعه و ایجاد الزامات کنترلی برای ساختار کریستالی ماده خام، می توان کیفیت فرآیند اکستروژن سرد را افزایش داد. این رویکرد نه تنها کیفیت شکل‌دهی را بهبود می‌بخشد، بلکه هزینه‌های پردازش و هزینه‌های کلی را نیز کاهش می‌دهد.

01 مقدمه

فرآیند اکستروژن سرد یک روش بدون برش برای شکل دادن به فلز است که از اصل تغییر شکل پلاستیک استفاده می کند. در این فرآیند، فشار معینی به فلز درون حفره قالب اکستروژن در دمای اتاق اعمال می‌شود و به آن اجازه می‌دهد تا از سوراخ قالب یا شکاف بین قالب‌های محدب و مقعر عبور کند. این منجر به تشکیل شکل قطعه مورد نظر می شود.

اصطلاح «اکستروژن سرد» طیفی از فرآیندهای شکل‌دهی را در بر می‌گیرد، از جمله خود اکستروژن سرد، ناراحت‌کننده، کوبیدن، ضربه زدن ظریف، گردن‌کشی، تکمیل و کشش نازک‌کننده. در بیشتر کاربردها، اکستروژن سرد به عنوان فرآیند شکل‌دهی اولیه عمل می‌کند که اغلب با یک یا چند فرآیند کمکی تکمیل می‌شود تا یک قطعه تمام شده با کیفیت بالا تولید شود.

اکستروژن سرد یک روش پیشرفته در پردازش پلاستیک فلزات است و به طور فزاینده ای جایگزین روش های سنتی مانند ریخته گری، آهنگری، کشیدن و برش می شود. در حال حاضر، این فرآیند را می توان برای فلزاتی مانند سرب، قلع، آلومینیوم، مس، روی و آلیاژهای آنها و همچنین فولاد کم کربن، فولاد کربن متوسط، فولاد ابزار، فولاد کم آلیاژ و فولاد ضد زنگ اعمال کرد. از دهه 1980، فرآیند اکستروژن سرد به طور موثر در ساخت پوسته های آلیاژ آلومینیوم برای اتصالات دایره ای مورد استفاده قرار گرفته است و از آن زمان به یک تکنیک کاملاً جا افتاده تبدیل شده است.

02 اصول، ویژگی ها و فرآیندهای فرآیند اکستروژن سرد

2.1 اصول اکستروژن سرد

پرس و قالب برای اعمال نیرو بر روی فلز تغییر شکل یافته با یکدیگر همکاری می کنند و یک حالت تنش فشاری سه بعدی در ناحیه تغییر شکل اولیه ایجاد می کنند که فلز تغییر شکل یافته را قادر می سازد تا به روشی از پیش تعیین شده تحت جریان پلاستیک قرار گیرد.

اثر تنش فشاری سه بعدی به شرح زیر است.

1) تنش فشاری سه بعدی می تواند به طور موثری از حرکت نسبی بین کریستال ها جلوگیری کند و تغییر شکل پلاستیک فلزات را به طور قابل توجهی افزایش دهد.

2) این نوع تنش می تواند به چگالی تر شدن فلزات تغییر شکل یافته کمک کند و به طور موثر ریز ترک ها و عیوب ساختاری را ترمیم کند.

3) تنش فشاری سه بعدی می تواند از تشکیل غلظت تنش جلوگیری کند و در نتیجه آسیب ناشی از ناخالصی های داخل فلز را کاهش دهد.

4) علاوه بر این، می تواند به طور قابل توجهی با تنش کششی اضافی ناشی از تغییر شکل ناهموار مقابله کند و در نتیجه آسیب ناشی از این تنش کششی را به حداقل برساند.

در طی فرآیند اکستروژن سرد، فلز تغییر شکل یافته در جهت مشخصی جریان می یابد. این باعث می شود دانه های بزرگتر خرد شوند، در حالی که دانه های باقی مانده و مواد بین دانه ای در امتداد جهت تغییر شکل کشیده می شوند. در نتیجه، تشخیص تک تک دانه ها و مرزهای دانه دشوار می شود و به صورت نوارهای فیبری ظاهر می شوند که به آن ساختار فیبری می گویند. تشکیل این ساختار فیبری مقاومت تغییر شکل فلز را افزایش می دهد و خواص مکانیکی جهت دار را به قطعات سرد اکسترود می کند.

علاوه بر این، جهت‌گیری شبکه در امتداد جهت جریان فلز از حالت نامنظم به حالت منظم تغییر می‌کند و استحکام جزء را افزایش می‌دهد و منجر به خواص مکانیکی ناهمسانگرد در فلز تغییر شکل‌یافته می‌شود. در طول فرآیند شکل‌دهی، بخش‌های مختلف جزء درجات مختلفی از تغییر شکل را تجربه می‌کنند. این تنوع منجر به تفاوت در سخت شدن کار می شود که به نوبه خود منجر به تفاوت های مشخص در خواص مکانیکی و توزیع سختی می شود.

2.2 ویژگی های اکستروژن سرد

فرآیند اکستروژن سرد دارای ویژگی های زیر است.
1) اکستروژن سرد یک فرآیند شکل دهی نزدیک به شبکه است که می تواند به صرفه جویی در مواد خام کمک کند.
2) این روش در دمای اتاق عمل می کند، دارای زمان پردازش کوتاهی برای تکه ها است، کارایی بالایی را ارائه می دهد و به راحتی قابل خودکار شدن است.
3) دقت ابعاد کلیدی را تضمین می کند و کیفیت سطح قطعات مهم را حفظ می کند.
4) خواص مواد فلز تغییر شکل یافته از طریق سخت کاری سرد و ایجاد خطوط جریان کامل الیاف افزایش می یابد.

2.3 جریان فرآیند اکستروژن سرد

تجهیزات اولیه مورد استفاده در فرآیند اکستروژن سرد شامل یک دستگاه اکستروژن سرد، یک قالب شکل دهی و یک کوره عملیات حرارتی است. فرآیندهای اصلی ساخت و شکل دهی خالی هستند.

(1) خالی سازی:میله با اره کردن، برهم زدن ومهر زنی ورق فلزی، و سپس آنیل می شود تا برای تشکیل اکستروژن سرد بعدی آماده شود.

(2) تشکیل:آلیاژ آلومینیوم آنیل شده در حفره قالب قرار می گیرد. تحت اثر ترکیبی پرس شکل‌دهی و قالب، آلیاژ آلومینیم بلانک وارد حالت تسلیم می‌شود و به آرامی در فضای تعیین‌شده حفره قالب جریان می‌یابد و به آن اجازه می‌دهد شکل دلخواه را به خود بگیرد. با این حال، استحکام قطعه شکل گرفته ممکن است به حد مطلوب نرسد. در صورت نیاز به استحکام بالاتر، عملیات اضافی مانند عملیات حرارتی محلول جامد و پیری (به ویژه برای آلیاژهایی که می توانند از طریق عملیات حرارتی تقویت شوند) ضروری است.

هنگام تعیین روش شکل‌دهی و تعداد پاس‌های شکل‌دهی، توجه به پیچیدگی قطعه و معیارهای تعیین‌شده برای پردازش تکمیلی مهم است. جریان فرآیند برای پوسته دوشاخه و سوکت سری J599 شامل مراحل زیر است: برش → چرخش خشن از هر دو طرف → بازپخت → روانکاری → اکستروژن → خاموش کردن → تراشکاری و فرز → سوراخ کردن. شکل 1 جریان فرآیند را برای پوسته با فلنج نشان می دهد، در حالی که شکل 2 جریان فرآیند را برای پوسته بدون فلنج نشان می دهد.

03 پدیده های معمول در شکل دهی اکستروژن سرد

(1) سخت کاری فرآیندی است که در آن استحکام و سختی یک فلز تغییر شکل یافته افزایش می یابد در حالی که تا زمانی که تغییر شکل زیر دمای تبلور مجدد رخ می دهد، انعطاف پذیری آن کاهش می یابد. این بدان معنی است که با افزایش سطح تغییر شکل، فلز قوی‌تر و سخت‌تر می‌شود اما شکل‌پذیری کمتری دارد. سخت کاری روشی موثر برای تقویت فلزات مختلف مانند آلیاژهای آلومینیوم ضد زنگ و فولاد زنگ نزن آستنیتی است.

(2) اثر حرارتی: در فرآیند شکل‌دهی اکستروژن سرد، بیشتر انرژی مورد استفاده برای کار تغییر شکل به گرما تبدیل می‌شود. در مناطقی که تغییر شکل قابل توجهی دارند، دما می تواند بین 200 تا 300 درجه سانتیگراد برسد، به ویژه در زمان تولید سریع و مداوم، جایی که افزایش دما حتی بارزتر است. این اثرات حرارتی به طور قابل توجهی بر جریان روان کننده ها و فلزات تغییر شکل یافته تأثیر می گذارد.

(3) در طول فرآیند شکل دهی اکستروژن سرد، دو نوع اصلی تنش در فلز تغییر شکل یافته وجود دارد: تنش اساسی و تنش اضافی.

04 الزامات فرآیند برای اکستروژن سرد

با توجه به مسائل موجود در فرآیند تولید اکستروژن سرد برای پوسته های اتصال دهنده آلیاژ آلومینیوم 6061، الزامات خاصی در مورد ساختار، مواد اولیه و سایر موارد ایجاد شده است.فرآیند تراشکاریخواص

4.1 الزامات برای عرض شیار برش پشتی کلید سوراخ داخلی

عرض شیار برش پشتی در کلید سوراخ داخلی باید حداقل 2.5 میلی متر باشد. اگر محدودیت های سازه ای این عرض را محدود کند، حداقل عرض قابل قبول باید بیشتر از 2 میلی متر باشد. شکل 3 مقایسه شیار برش پشتی در کلید سوراخ داخلی پوسته را قبل و بعد از بهبود نشان می دهد. شکل 4 مقایسه شیار را قبل و بعد از بهبود نشان می دهد، به ویژه هنگامی که با ملاحظات ساختاری محدود می شود.

4.2 الزامات طول و شکل تک کلید برای سوراخ داخلی

یک شیار یا پخ کاتر پشتی را در سوراخ داخلی پوسته قرار دهید. شکل 5 مقایسه سوراخ داخلی پوسته قبل و بعد از افزودن شیار کاتر پشتی را نشان می دهد، در حالی که شکل 6 مقایسه سوراخ داخلی پوسته قبل و بعد از افزودن پخ را نشان می دهد.

4.3 الزامات پایین شیار کور سوراخ داخلی

پخ ها یا برش های پشتی به شیارهای کور سوراخ داخلی اضافه می شوند. شکل 7 مقایسه شیار کور سوراخ داخلی پوسته مستطیلی قبل و بعد از افزودن پخ را نشان می دهد.

4.4 الزامات برای پایین کلید استوانه ای خارجی

یک شیار برجسته در پایین کلید استوانه ای خارجی محفظه تعبیه شده است. مقایسه قبل و بعد از افزودن شیار برجسته در شکل 8 نشان داده شده است.

4.5 مورد نیاز مواد خام
ساختار کریستالی ماده خام به طور قابل توجهی بر کیفیت سطح به دست آمده پس از اکستروژن سرد تأثیر می گذارد. برای اطمینان از رعایت استانداردهای کیفیت سطح، ایجاد الزامات کنترلی برای ساختار کریستالی ماده خام ضروری است. به طور خاص، حداکثر ابعاد مجاز حلقه های کریستالی درشت در یک طرف ماده خام باید ≤ 1 میلی متر باشد.

4.6 الزامات برای نسبت عمق به قطر سوراخ
نسبت عمق به قطر سوراخ باید ≤3 باشد.

اگر می خواهید بیشتر بدانید یا سوالی داشته باشید، لطفا با ما تماس بگیریدinfo@anebon.com

کمیسیون Anebon این است که به خریداران و خریداران ما با موثرترین، با کیفیت ترین و تهاجمی ترین کالاهای سخت افزاری برای فروش داغ خدمات ارائه دهد.محصولات CNC، قطعات CNC آلومینیومی و ماشینکاری CNC دلرین ساخت چین دستگاه CNCخدمات تراشکاری. علاوه بر این، اعتماد شرکت به آنجا می رسد. شرکت ما معمولاً در زمان ارائه دهنده شما است.