روش اکستروژن بیلت آلومینیوم

اکستروژن بیلت آلومینیوم و روش های تولید آن را در این مقاله به صورت مختصر توضیح خواهیم داد. با ما همراه باشید.برای جلوگیری از پوسته شدن و یا تاول زدن سطح بیلت آلومینیوم و بروز سایر عیوب به طور کلی دو روش برای فرآیند اکستروژن بیلت به بیلت توسعه داده شده است. در این مقاله سعی گردیده روش های مطرح شده در اکسترود آلومینیوم را توضیح دهیم. در روش اول دور ریز انتهای بیلت اول برش خورده و از آن جدا می شود تا بیلت بعدی در قسمت صفحه تغذیه یا جوش به آن متصل شود. در روش دوم نیازی به برش و جداسازی دور ریز انتهای بیلت نیست و بیلت بعدی مستقیماً به بیلتی که هنوز بخشی از آن در محفظه قالب قرار دارد پرس می شود. بلوک دائمی متصل به سنبه در هر ضربه جهت بازگشت سنبه، یک رینگ آلومینیومی را از محفظه قالب جدا می کند که می بایست آن را از سنبه جدا کرد.  

اکستروژن غیرمستقیم

در اکستروژن غیرمستقیم، قالبی که در جلوی سنبه توخالی قرار دارد نسبت به محفظه قالب حرکت می کند اما حرکت نسبی بین بیلت و محفظه قالب وجود ندارد. بنابراین این فرآیند با حذف اصطکاک بین سطح بیلت محفظه قالب و عدم جابجایی نسبی بین مرکز بیلت و محیط آن در نظر گرفته می شود.  

بررسی مکانیکی اکستروژن بیلت آلومینیوم

تغییر شکل پلاستیک و سیلان فلز

در شکل دهی فلزات از تئوری پلاستیسیته برای بررسی مکانیکی تغییر شکل پلاستیک استفاده می شود. این بررسی ها شرایط را برای آنالیز و پیش گویی در موارد زیر فراهم می نماید:

• سیلان فلز شامل سرعت، نرخ کرنش و کرنش
• دما و انتقال حرارت
• تغییرات موضعی استحکام یا تنش سیلان ماده
• تنشها، نیروی تغییر شکل، فشار و انرژی

بررسی های مکانیکی تغییر شکل پلاستیک، ابزار لازم را برای بررسی چگونگی سیلان فلز در فرآیندهای مختلف شکل دهی فراهم می نماید. این ابزار کمک می کند تا هندسه دلخواه و خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوبی در محصول ایجاد شود. در هر فرآیند شکل دهی (شامل اکستروژن) بسته به شرایط حاکم می توان روابط ریاضی متفاوتی را استنتاج نمود. در تست فشار یا کشش تک محوری، وقتی تنش برابر با تنش سیلان می شود، فلز به صورت پلاستیک سیلان کرده و تغییر شکل می دهد. در اکستروژن آلومینیوم تغییر شکل پلاستیک ناشی از سیلان برشی بین فلزی است. تفاوت مهم سیلان برشی آلومینیوم در مقایسه با دیگر فلزات اکسترود شده آن است که در آلومینیوم به دلیل شدت بیشتر تغییر شکل برشی، ابتدا مرکز بیلت اکسترود شده و سپس مناطق محیطی آن سیلان می کند. در اکستروژن این فلز به محض آنکه نیروی لازم برای هل دادن بیلت به درون محفظه قالب بر استحکام برشی ماده غلبه کند، اصطکاک چسبندگی بین سطح بیلت و محفظه قالب افزایش یافته و تغییر شکل با ایجاد برش در بیلت انجام می شود. نحوه سیلان فلز در حین اکستروژن به عوامل زیادی بستگی دارد که برخی از این عوامل شامل موارد زیر است:

• خواص مکانیکی ماده در دمای بیلت
• اصطکاک فصل مشترک بیلت محفظه قالب و فلز قالب
• نسبت اکستروژن

بخش اعظمی از بررسی های انجام شده در زمینه نحوه سیلان فلز (فلزاتی مانند سرب، قلع و آلومینیوم) با استفاده از تکنیک شبکه کردن بیلت انجام شده است. در اکستروژن بیلت آلومینیوم مواد همگن شده، بدون در نظر گرفتن اصطکاک بین فصل مشترک محفظه قالب و قالب الگوی سیلان نوع S می باشد. در این حالت خواص محصول اکسترود شده می بایست در راستای طولی و عرضی یکسان باشد. این الگوی سیلان در شرایطی حاکم می شود که سطح محفظه قالب و قالبها به طور کامل روغن کاری شده باشند.  

الگوی سیلان اکستروژن بیلت آلومینیوم

الگوی سیلان نوع A مربوط به اکستروژن بیلت همگن شده با در نظر گرفتن اصطکاک در فصل مشترک قالب و بیلت و عدم حضور اصطکاک در فصل مشترک بیلت و محفظه قالب است. این الگوی سیلان برای اکستروژن غیرمستقیم کارایی خوبی دارد. در این حالت ماده در مرکز بیلت با سرعت بیشتری نسبت به مناطق محیطی آن حرکت می کند. در کنج بیلت، حجمی از فلز بین قالب و دیواره محفظه قالب تشکیل می-شود که تحت عنوان منطقه فلز مرده (فلز بدون تغییر شکل) شناخته می شود. در مقایسه با مواد مرکزی بیلت که با تنش های اصلی تغییر شکل می یابند، در نزدیکی سطح آن ماده تغییر شکل برشی داشته و در نتیجه از سطح بیلت مواد به صورت اریب به درون قالب سیلان می-کنند تا پوسته خارجی محصول اکسترود شده را تشکیل دهند. الگوی سیلان نوع B در اکستروژن بیلت همگن شده و با در نظر گرفتن اصطکاک در فصل مشترک های بیلت محفظه قالب و قالب بیلت به دست می آید. این الگوی سیلان برای اکستروژن مستقیم کارایی خوبی دارد. در این الگو منطقه وسیع تری از فلز مرده تشکیل می شود. در این حالت تغییر شکل همراه با تنش های برشی بییشتری از الگوی سیلان نوع A می باشد. محصول اکسترود شده تحت این شرایط خواص غیر یکنواخت تری در مقایسه با الگوی سیلان نوع A دارد. الگوی سیلان نوع C مربوط به زمانی است که بیلت ها همگن نشده باشند و یا توزیع دمایی در آن یکنواخت نباشد. در این حالت مواد در نزدیکی دیواره محفظه قالب تحت تغییر شکل برشی بسیار شدیدتری قرار گرفته و منطقه فلز مرده نیز گسترده تر می شود.   خواص محصولات آلومینیومی اکسترود شده تابع نحوه سیلان فلز در حین انجام فرآیند است.   نحوه سیلان بیلت نیز تابع عوامل زیر است:

• نوع اکستروژن (مستقیم یا غیرمستقیم)
• ظرفیت پرس، اندازه و شکل محفظه قالب
• اثر اصطکاک در قالب یا محفظه قالب و قالب
• نوع، نحوه جانمایی و طراحی قالب
• دمای بیلت و محفظه قالب
• نسبت اکستروژن
• دمای قالب و ابزار جانبی آن
• سرعت اکستروژن