Hjem >

Ekstrudering

Varmekstrudering er en metallformingsprosess for å produsere fast tverrsnittsprofil ved å skyve et oppvarmet metallemne gjennom en dyse for ønsket form. Den varme ekstruderingsprosessen utføres ved temperatur over metallenes rekrystalliseringspunkt, som typisk er 50-75 % av smeltetemperaturen, noe som gjør den mer formbar og lettere å deformere med mindre kraft.

Beskrivelse

Varm ekstrudering er i stand til å lage komplekse- tverrsnitt og vil være jevn over hele lengden av den ekstruderte profilen, og formdesign, ekstruderingsforhold, emnetemperatur, smøring og ekstruderingshastighet vil påvirke ekstruderingskvaliteten. Som alle andre metallformingsprosesser, klassifiseres den etter temperatur i varm, kald og varm ekstrudering, og prosessen utføres vanligvis ved høye temperaturer for å redusere ekstruderingskraften og forbedre materialets duktilitet. Kald ekstrudering betyr lavere produksjonskostnader på grunn av redusert råvaresvinn og høy produksjonshastighet.

Extruded Alu Profile

Varm ekstrudering vs kald ekstrudering

Varm ekstrudering innebærer å gjøre arbeidsstykket over dets rekrystalliseringstemperatur, og denne prosessen kan forbedre de mekaniske egenskapene til arbeidsstykket. Under den varme ekstruderingsprosessen vil denne varmebearbeidingen skyve og omfordele materiale, og lukke opp de ledige plassene i det smeltede metallmaterialet. Derfor er urenhetene vanligvis også dannet i faste inneslutninger og fordeler seg gjennom massen av arbeidsstykket. Varmbearbeidende og ekstrudert metall vil bryte opp uregelmessige strukturer og rekrystallisere massen av materiale til en finere smidt kornstruktur, og dermed forbedres de mekaniske egenskapene til delen, som slagfasthet, duktilitet og styrkeegenskaper. De fleste metallekstruderinger utføres på emner som allerede er oppvarmet til temperatur over metallenes rekrystalliseringspunkt, noe som gjør det mulig for en stor mengde formendring. En av de største ulempene ved varmbearbeiding av metaller er oksidasjonen som skjer over overflaten av det varme arbeidet, noe som resulterer i at et lag med oksidbelegg bygger seg opp på arbeidsstykkets ytre overflater. Skalaen kan påvirke overflatefinishen og nøyaktigheten til delen, samt øke friksjonen og slitasjen ved metallgrensesnittene. Varm ekstrudering velges vanligvis for større deler som krever store formendringer og mer kompleks geometri.

Kaldekstrudering av metall brukes vanligvis til mindre deler, tynnere materiale, mindre komplekse former, mer bearbeidbare materialer og fremstilling av diskrete ekstruderinger som skaper en enkelt del med hver operasjon. Kald ekstrudering har følgende fordeler:

√Lavere energikostnader, denne prosessen krever ikke oppvarmingsprosess.
√Høyere produksjonshastighet
√Ingen oksidering og avleiring, derfor kan den gi en bedre overflatekvalitet.
√Større geometrisk nøyaktighet
√Bedre effekt på strekkherding

Kort sagt, bredere metallmaterialer er egnet for varm ekstrudering som kobber, aluminium, stål og stållegering, rustfritt stål, bly og tinn etc., og denne prosessen er mer egnet for større størrelser. Kaldekstrudering er en metalldannende prosess utført ved eller nær romtemperatur, hvor en metallklump tvinges gjennom en dyse for å skape en ønsket tverrsnittsform. I motsetning til varm ekstrudering, gjøres den under materialets omkrystalliseringstemperatur, og denne prosessen er også kjent som kaldsmiing eller slagekstrudering for å produsere presise deler med utmerket overflatefinish og forbedrede mekaniske egenskaper. Kald ekstrudering er en svært viktig prosess for bil-, bygg- og infrastrukturindustrien.

Extrusion Die

Ekstrudering av prosessmekanikk

Ekstrusjonsprosesser kan også defineres av det fysiske arrangementet av rammen, emnet og dysen, og nedenfor er en poppelklassifisering:

√ Direkte ekstrudering, også kalt fremre ekstrudering, er den vanligste ekstruderingsmetoden. Barten legges i en beholder, og en ram skyver den gjennom en stasjonær dyse plassert i motsatt ende, og den ekstruderte delen flyter i samme retning som stempens bevegelse. Denne prosessen kan skape betydelig friksjon når emnet glir langs beholderveggen, og høyere kraft er normalt nødvendig. Denne ekstruderingsløsningen kan føre til inkonsekvenser i kornstrukturen mellom forsiden og baksiden av produktet på grunn av ujevn materialflyt.
√ Indirekte ekstrudering, også kalt bakoverekstrudering, dysen er montert på selve hulstempelet. Når stempelet skyver inn i den stasjonære beholderen, tvinges metallet til å strømme bakover gjennom dysen i motsatt retning av stempelets bevegelse. Denne prosessen krever betydelig mindre kraft enn direkte ekstrudering fordi det ikke er noen friksjon å overvinne langs beholderlengden, pluss at den kan produsere en mer jevn kornstruktur og konsistente mekaniske egenskaper. Derfor tillater det produksjon av tynnere-veggede profiler og er bedre egnet for legeringer med høy-styrke.

√ Hydrostatisk ekstrudering, det er en spesialisert form der emnet er fullstendig omgitt av en trykksatt væske inne i beholderen. Stemplet setter dette fluidet under trykk, som igjen påfører jevnt trykk på alle sider av emnet, og tvinger det gjennom dysen. Fordelen er at friksjonen mellom emnet og beholderveggen er fullstendig eliminert, og kraften reduseres ytterligere.
√ Slagekstrudering, det betraktes ofte som en type kaldekstrudering, denne prosessen bruker en høy-hastighetsstans for å treffe en metallsnegl, som får den til å flyte plastisk inn i en dyse. Prosessen kan utføres forover, bakover eller kombinert, og den kan utgjøre en ferdig del i et enkelt trykk med pressen. Denne metallformingsprosessen brukes ofte til å produsere hule deler med tynne vegger.

Nedenfor er en kort oppsummering av ulike ekstruderingsløsninger:

Sammenligning av ekstruderingstyper
Trekk	Direkte (fremover) ekstrudering	Indirekte (bakover) ekstrudering	Hydrostatisk ekstrudering	Slagekstrudering
Materialflyt	Samme retning som ram	Motsatt retning av ram	Samme retning som ram	Fremover, bakover eller kombinert
Friksjon	Høy friksjon mellom billett og containervegg	Ingen friksjon mellom billett og containervegg	Ingen friksjon mellom billett og beholdervegg; redusert dysfriksjon	Avhengig av type forover/bakover, men er avhengig av smøring
Nødvendig kraft	Høyest på grunn av friksjon	Lavere enn direkte (25–30 % mindre)	Lavest på grunn av manglende friksjon og trykksatt væske	Høy slagkraft over kort varighet.
Billet bevegelse	Billetten beveger seg i forhold til beholderen	Billet er stasjonært i forhold til container.	Billet beveger seg, presset av væske.	Sneglen står stille før den blir truffet.
Materialavfall	En liten del (rumpe) av emnet kan ikke ekstruderes.	Mindre avfall, siden bakenden er mindre eller ikke-eksisterende.	Ingen emnerester er igjen på beholderveggene.	Svært lite materialavfall (nær-netto-form).
Produktkvalitet	Potensial for u-jevn kornstruktur og egenskaper.	Mer jevn kornstruktur og konsistente egenskaper.	Utmerket overflatefinish og jevne egenskaper.	God overflatefinish og styrke fra kaldbearbeiding.
Vanlige bruksområder	Solide stenger, enkle hule former, strukturelle profiler.	Hule eller rørformede produkter, høy-legeringsprofiler.	Sprø materialer, komplekse former, profiler med høye-forhold.	Bokser, rør, brannslukningsbokser, festemidler.
Kompleksitet	Enkleste verktøy og prosess.	Mer kompleks verktøy (hul ram).	Mest kompleks på grunn av høy-væske og tetning.	Krever høyhastighets-presser og robust verktøy.

Metallekstruderingsprosess

Denne spesielle metallformingsprosessen er designet for å lage komplekse former av metallstenger ved å føre stangen gjennom en dyse, og prosessen er oppsummert som nedenfor:

√ Forberedelse av emnet, normalt blir emnet deretter oppvarmet for ekstruderingsprosessen, noe som gjør metallet mer formbart og lettere å forme.
√ Skyving og trykksetting av den smeltede emnet, og press legges på emnet mot dysene som er maskinert med stor presisjon for å sikre en riktig passform.
√ Avkjøling og herding, metallarbeidsstykket tvinges fullstendig gjennom dysen, og det avkjøles og herder på en time.
√ Kutting og dimensjonering, det ekstruderte metallet kuttes deretter i ønsket lengde.
√ Gløding, for noen applikasjoner, som f.ekskobber samleskinnevil kreve gløding for bedre elektrisk ledningsevne.

Generelt er aluminium og stål vanlige metallmaterialer gitt deres styrke og formbarhet, og Fabmann har samlet mye erfaring innen ekstrudering, og vårt verktøy- og produksjonsingeniørteam er i stand til å gi deg de mest økonomiske løsningene for deg.