1. Alüminyum ve alüminyum alaşımlı özel hassas ekstrüzyon malzemelerinin özellikleri
Bu tür ürünler özel bir şekle, ince duvar kalınlığına, hafif birim ağırlığa ve çok sıkı tolerans gerekliliklerine sahiptir. Bu tür ürünlere genellikle alüminyum alaşımlı hassas (veya ultra hassas) profiller (borular) denir ve bu tür ürünleri üretme teknolojisine hassas (veya ultra hassas) ekstrüzyon denir.
Alüminyum alaşımlı özel hassas (veya ultra hassas) ekstrüzyonların başlıca özellikleri şunlardır:
(1)Çok sayıda çeşidi ve küçük partileri vardır ve bunların çoğu, hayatın hemen her alanında ve insanların hayatının her alanında kullanılan, borular, çubuklar, profiller ve teller gibi çeşitli alaşım ve hal içeren tüm ekstrüzyon ürünleri de dahil olmak üzere özel amaçlı ekstrüzyon malzemeleridir. Küçük kesiti, ince et kalınlığı, hafifliği ve küçük partileri nedeniyle üretimi organize etmek genellikle kolay değildir.
(2) Karmaşık şekiller ve özel konturlar, çoğunlukla şekillendirilmiş, düz, geniş, kanatlı, dişli, gözenekli profiller veya borular. Birim hacim başına yüzey alanı büyüktür ve üretim teknolojisi zordur.
(3) Geniş uygulama alanı, özel performans ve işlevsellik gereksinimleri. Ürünün kullanım gereksinimlerini karşılamak için, 1×××'den 8××× serisine kadar hemen hemen tüm alaşımları ve yüksek teknik içerikli düzinelerce işlem durumunu kapsayan birçok alaşım durumu seçilmiştir.
(4) Zarif görünüm ve ince duvar kalınlığı, genellikle 0,5 mm'den azdır, bazıları yaklaşık 0,1 mm'ye ulaşır, metre başına ağırlık sadece birkaç gramdan onlarca grama kadardır, ancak uzunluk birkaç metreye, hatta yüzlerce metreye ulaşabilir.
5) Kesitin boyutsal doğruluk ve geometrik tolerans gereksinimleri çok katıdır. Genel olarak, küçük alüminyum alaşımlı hassas profillerin toleransları, JIS, GB ve ASTM standartlarındaki özel sınıf toleranslarından iki kat daha katıdır. Genel hassas alüminyum alaşımlı profillerin et kalınlığı toleransının ±0,04 mm ile 0,07 mm arasında olması gerekirken, ultra hassas alüminyum alaşımlı profillerin kesit boyut toleransı ±0,01 mm kadar yüksek olabilir. Örneğin, potansiyometre için kullanılan hassas alüminyum profilin ağırlığı 30 g/m² ve kesit boyutunun tolerans aralığı ±0,07 mm'dir. Tezgahlar için hassas alüminyum profillerin kesit boyut toleransı ±0,04 mm, açı sapması 0,5°'den az ve bükme derecesi 0,83 × L'dir. Bir diğer örnek ise, 20 mm genişliğinde, 1,7 mm yüksekliğinde, 0,17±0,01 mm et kalınlığında ve 24 delikli, tipik ultra hassas alüminyum alaşımlı profiller olan otomobiller için yüksek hassasiyetli ultra ince düz borulardır.
(6) Yüksek teknik içeriğe sahip olup üretimi oldukça zordur ve ekstrüzyon ekipmanı, aletleri, kütükleri ve üretim süreçleri için özel gereksinimleri vardır. Şekil 1, bazı küçük hassas alüminyum alaşımlı profillerin kesitine bir örnektir.
2. Alüminyum alaşımlı özel hassas ekstrüzyon malzemelerinin sınıflandırılması
Hassas veya ultra hassas alüminyum alaşım ekstrüzyonları elektronik aletler, iletişim ekipmanları ve ileri teknoloji, ulusal savunma ve askeri sanayi, hassas mekanik aletler, zayıf akım ekipmanları, havacılık ve uzay, nükleer sanayi, enerji ve güç, denizaltılar ve gemiler, otomobiller ve ulaşım araçları, tıbbi ekipman, hırdavat araçları, aydınlatma, fotoğrafçılık ve elektronik cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Genel olarak, hassas veya ultra hassas alüminyum alaşım ekstrüzyonları görünüm özelliklerine göre iki kategoriye ayrılabilir: ilk kategori küçük boyutlu profillerdir. Bu tip profile ultra küçük profil veya mini şekil de denir. Genel boyutu genellikle sadece birkaç milimetredir, minimum duvar kalınlığı 0,5 mm'den azdır ve birim ağırlığı metre başına birkaç gramdan onlarca grama kadardır. Küçük boyutları nedeniyle, genellikle bunlarda sıkı toleranslar gerekir. Örneğin, kesit boyutlarının toleransı ±0,05 mm'den azdır. Ek olarak, ekstrüde ürünlerin doğrusallığı ve burulma gereksinimleri de çok katıdır.
Diğer tip ise kesit boyutu çok küçük olmayan ancak çok sıkı boyut toleransları gerektiren profiller veya kesit boyutu büyük olmasına rağmen karmaşık bir kesit şekline ve ince duvar kalınlığına sahip profillerdir. Şekil 2, bir Japon firması tarafından otomotiv klima kondansatörü için özel bir bölmeli kalıpla 16,3MN yatay hidrolik preste ekstrüde edilmiş özel şekilli boruyu (endüstriyel saf alüminyum) göstermektedir. Bu tip profilin ekstrüzyonla şekillendirilmesinin zorluğu, ilk tip ultra küçük profilin zorluğundan daha az değildir. Büyük kesit boyutuna ve çok sıkı tolerans gereksinimlerine sahip ekstrüde profiller, yalnızca gelişmiş kalıp tasarım teknolojisi gerektirmekle kalmaz, aynı zamanda ham parçadan bitmiş ürüne kadar tüm üretim süreci için sıkı bir yönetim teknolojisi de gerektirir.
1980'lerin başından bu yana, Conform sürekli ekstrüzyon teknolojisinin pratikte uygulanması ve endüstriyel teknolojinin gelişmesiyle birlikte, küçük ve ultra küçük profillerin ekstrüzyonu hızla gelişmiştir. Ancak, ekipman kısıtlamaları, ürün kalite gereklilikleri ve ekstrüzyon teknolojisindeki gelişmeler gibi çeşitli nedenlerden dolayı, geleneksel ekstrüzyon ekipmanlarında küçük profil üretimi hala büyük bir paya sahiptir. Şekil 2, geleneksel bölünmüş kalıpların ekstrüzyonunun hassas profillerini göstermektedir. Kalıbın ömrü (özellikle şönt köprünün ve kalıp çekirdeğinin mukavemeti ve aşınma direnci) ve ekstrüzyon sırasındaki malzeme akışı, üretimini etkileyen ana faktörler haline gelir. Bunun nedeni, profil ekstrüzyonu sırasında kalıp çekirdeğinin boyutunun küçük ve şeklinin karmaşık olması ve mukavemet ile aşınma direncinin kalıp ömrünü etkileyen önemli faktörler olmasıdır. Kalıp ömrü, üretim maliyetini doğrudan etkiler. Öte yandan, birçok hassas profil ince duvarlara ve karmaşık şekillere sahiptir ve ekstrüzyon işlemi sırasındaki malzeme akışı, profillerin şeklini ve boyut doğruluğunu doğrudan etkiler.
Kütüğün yüzeyindeki oksit tabakasının ve yağın ürüne karışmasını önlemek ve ürünün homojen ve güvenilir kalitesini sağlamak için, ayarlanan sıcaklığa kadar ısıtılan kütük ekstrüzyondan önce soyulabilir (sıcak soyma olarak adlandırılır) ve ardından ekstrüzyon için hızlı bir şekilde ekstrüzyon haznesine yerleştirilebilir. Aynı zamanda, ekstrüde edilen conta, bir ekstrüzyondan sonra fazla basıncın alınması ve bir sonraki ekstrüzyonda contanın takılması sırasında yağ ve kirin contaya yapışmasını önlemek için temiz tutulmalıdır.
Kesit boyut doğruluğu, şekil ve konum toleransına göre, özel hassas alüminyum alaşım ekstrüzyonu, özel hassas alüminyum alaşım profilleri ve küçük (minyatür) ultra yüksek hassasiyetli alüminyum alaşım profilleri olarak ikiye ayrılır. Genel olarak, doğruluğu ulusal standartları (GB, JIS, ASTM vb.) aşar. Ultra yüksek hassasiyetli profiller, özel hassas alüminyum alaşım profilleri olarak adlandırılır. Örneğin, boyut toleransı ±0,1 mm'nin üzerinde, kırık yüzeyin et kalınlığı toleransı ise ±0,05 mm ila ±0,03 mm arasındadır. Profiller ve borular.
Doğruluğu ulusal standart ultra yüksek hassasiyetin iki katından fazla olduğunda, küçük (minyatür) ultra yüksek hassasiyetli alüminyum alaşım profili olarak adlandırılır, örneğin küçük (minyatür) bir profil veya boru için şekil toleransı ±0,09 mm, duvar kalınlığı toleransı ±0,03 mm ~ ±0,01 mm.
3. Alüminyum ve alüminyum alaşımlı özel hassas ekstrüzyon malzemelerinin geliştirme beklentileri
2017 yılında dünyada alüminyum işleme malzemelerinin üretimi ve satışı 6000kt/yıl'ı aşmış olup, bunun içerisinde alüminyum ve alüminyum alaşımlı ekstrüzyon malzemelerinin üretimi ve satışı 25000kt/yıl'ı aşmış olup, toplam alüminyum üretim ve satışının %40'ından fazlasını oluşturmaktadır. Alüminyum ekstrüde orta çubuklar %90'ını oluştururken, genel profiller ve çubuklar ile küçük ve orta ölçekli inşaat profilleri çubukların %80'inden fazlasını, büyük ve orta ölçekli profiller ile özel profiller ve çubuklar ise sadece yaklaşık %15'ini oluşturmaktadır. Boru, alüminyum alaşımlı ekstrüzyon malzemesinin yaklaşık %8'ini oluştururken, şekillendirilmiş boru ve özel boru, borunun sadece yaklaşık %20'sini oluşturmaktadır. Yukarıdakilerden görülebileceği gibi, alüminyum ve alüminyum alaşımlı ekstrüzyon malzemelerinin en büyük üretimi ve satışı ve en yaygın kullanılanları küçük ve orta ölçekli inşaat profilleri, genel profiller ve çubuklar ve borulardır. Özel profiller, çubuklar ve borular ise yalnızca yaklaşık %15'lik bir paya sahiptir. Bu tür ürünlerin temel özellikleri şunlardır: özel işlevlere veya performansa sahip olmaları; belirli bir amaca yönelik olmaları; büyük veya küçük spesifikasyon boyutlarına sahip olmaları; son derece yüksek boyutsal hassasiyete veya yüzey gereksinimlerine sahip olmaları. Bu nedenle çeşitlilik daha fazla ve parti sayısı daha azdır, özel prosesleri artırma veya özel ekipman ve aletler ekleme ihtiyacı vardır, üretim zordur ve teknik içerik yüksektir, üretim maliyeti artar ve katma değer artar.
Bilim ve teknolojinin ilerlemesi ve insanların yaşam standartlarının sürekli iyileşmesiyle birlikte, alüminyum ve alüminyum alaşımlı ekstrüzyon ürünlerinin çıktısı, kalitesi ve çeşitliliği konusunda giderek daha yüksek gereksinimler ortaya çıkmıştır, özellikle son yıllarda ürün kişiselleştirmenin ortaya çıkması, kişiselleştirilmiş özelliklere ve belirli kullanımlara sahip özel profillerin ve boruların geliştirilmesini teşvik etmiştir.
Ultra hassas profiller, elektronik aletler, iletişim, posta ve telekomünikasyon ekipmanları, hassas makineler, hassas aletler, zayıf akım ekipmanları, havacılık ve uzay, nükleer denizaltılar ve gemiler, otomotiv endüstrisi ve diğer alanlarda, çok hassas parçaların küçük, ince cidarlı, kesit boyutlu parçalarının tolerans gereklilikleri genellikle çok katıdır; örneğin, kesit anahat boyut toleransı ±0,10 mm'den, cidar kalınlığı toleransı ise ±0,05 mm'den küçüktür. Ayrıca, ekstrüde ürünlerin düzlük, burulma ve diğer şekil ve konum toleransları da çok katıdır. Ayrıca, özel küçük ultra hassas alüminyum alaşımlı profillerin ekstrüzyon sürecinde, ekipman, kalıp ve proses çok katı gerekliliklere tabidir. Modern sanayinin, son teknoloji ulusal savunma ve bilimsel araştırmaların ve diğer girişimlerin hızlı gelişimi ve kişiselleştirme derecesinin iyileştirilmesi nedeniyle, küçük ultra hassas profillerin sayısı, çeşitliliği ve kalitesi giderek artmaktadır, ancak son yıllarda çok sayıda yüksek kaliteli küçük ultra hassas alüminyum alaşımlı profil geliştirilmiş ve üretilmiştir, ancak yine de pazarın ihtiyaçlarını karşılayamamaktadır. Özellikle, küçük ultra hassas alüminyum alaşımlı profillerin üretimi için yerli teknoloji ve ekipman ile uluslararası ileri düzey arasında hala büyük bir boşluk bulunmaktadır ve bu durum iç ve dış pazar talebini karşılayamamakta ve yakalanması gerekmektedir.
4. Sonuç
Alüminyum ve alüminyum alaşımlı özel hassas ekstrüzyon (profiller ve borular), karmaşık şekilli, ince duvar kalınlığı, boyut toleransı ve şekil ve konum doğruluğu gereksinimleri oldukça zorlu, yüksek teknik içerikli, yüksek kaliteli malzemelerin üretimi zor, ulusal ekonomi ve ulusal savunma için vazgeçilmez bir temel malzemedir. Çok geniş kullanım yelpazesine sahip olan bu ürünün üretimi, kütük, takım ve ekstrüzyon ekipmanı ve ekstrüzyon süreci için özel gereksinimler gerektirir ve partiler halinde mükemmel ürünler elde etmek için bir dizi temel teknik sorunun çözülmesi gerekir.
MAT Alüminyum'dan May Jiang tarafından düzenlendi
Gönderi zamanı: 07 Nis 2024
