همه چیز درباره اکستروژن سرد
اکستروژن سرد یک فرآیند تولید حیاتی در صنعت مدرن است که شامل تغییر شکل مواد فلزی از طریق قالب در دمای اتاق برای تولید قطعات با پروفیلهای مقطع ثابت است. این مقاله سه روش اصلی اکستروژن، اکستروژن رو به جلو، اکستروژن رو به عقب و نورد و مزایای اکستروژن سرد را بررسی میکند و ویژگیهای جریان فلز متمایز آنها را برجسته میکند. اکستروژن سرد مزایای قابل توجهی از جمله بهبود خواص مکانیکی، تلرانسهای دقیق و عدم اکسیداسیون را ارائه میدهد. این فرآیند به ویژه برای تولید طیف وسیعی از قطعات از فلزات مختلف، از جمله مواد چالش برانگیز مانند فولاد و تیتانیوم، ارزشمند است.
اکستروژن یک فرآیند ناپیوسته است که در آن بیلت دوم تا زمانی که بیلت اول اکسترود نشده است، بارگذاری نمیشود. در طول شروع اکستروژن، بار اکستروژن افزایش مییابد زیرا ماده مجبور به پر کردن ظرف و خروج از قالب میشود. پس از مرحله شروع گذرا، فرآیند اغلب در حالت پایدار در نظر گرفته میشود. در واقع، فرآیند هرگز در حالت پایدار نیست زیرا شرایط تماس دائماً در حال تغییر است و دما در طول فرآیند تغییر میکند. با این حال، اگر اصطکاک ناچیز و تغییرات دما کم باشد، حالت پایدار میتواند تقریب خوبی باشد. با این حال، جریان مواد در طول بخش بیشتری از فرآیند اکستروژن در حالت پایدار است و هنگامی که بیلت به یک دور ریز کوچک اکسترود شده است، مقاومت بالایی در برابر جریان شعاعی به سمت مرکز وجود دارد و بار به شدت افزایش مییابد. سپس اکستروژن قطع میشود. در ادامه مطلب همراه گروه مهندسی فیلت باشید.
فهرست مطالب
- مقدمهای بر اکستروژن سرد
- کاربردها و مزایای اکستروژن سرد
- فناوری اکستروژن سرد
- روشهای اولیه اکستروژن سرد
- ملاحظات طراحی اکستروژن سرد
- مزایای اکستروژن سرد
مقاله پیشنهادی: طرح های پنجره های آلومینیومی در تحول معماری مدرن
گروه مهندسی فیلت؛
طراحی نقشه، ساخت قالب اكستروژن و تولید كننده پروفیل آلومینیوم در مقاطع عمومی و اختصاصی همراه با خدمات آندایزینگ و رنگ پودری الکترواستاتیک و برشکاری در خدمت مشتریان محترم و بزرگوار می باشد.
مقدمهای بر اکستروژن سرد
اکستروژن، اگرچه یکی از مهمترین فرآیندهای تولید امروزی است، اما همچنان یک پیشرفت نسبتاً جدید در تاریخ فلزکاری محسوب میشود. فرآیند اکستروژن سرد شامل عبور اجباری یک شمش از یک قالب در دمای اتاق یا کمی بالاتر است که منجر به تولید محصولی پیوسته با سطح مقطع ثابت میشود. این تکنیک همهکاره، فلزات متعددی از جمله سرب، قلع، آلیاژهای آلومینیوم، مس، تیتانیوم، مولیبدن، وانادیوم و فولاد را در خود جای میدهد.
کاربردها و مزایای اکستروژن سرد
اکستروژن سرد امکان تولید اجزای متنوعی مانند لولههای تاشو، قوطیهای آلومینیومی، سیلندرها و قطعات چرخدنده را فراهم میکند. قطعات تولید شده از طریق اکستروژن سرد، در صورت پایین ماندن دمای بیلت زیر نقطه تبلور مجدد ماده، از اکسیداسیون مصون میمانند و معمولاً به دلیل کار سرد شدید، خواص مکانیکی بهبود یافتهای از خود نشان میدهند.
فناوری اکستروژن سرد
فناوری اکستروژن سرد به تولیدکنندگان این امکان را میدهد تا با دستکاری فلز در دمای اتاق در قالبهای مخصوص، قطعات را با ابعاد دقیق شکل دهند. این فرآیند به نیروی کافی برای فراتر رفتن از استحکام تسلیم موادی مانند فولاد ضد زنگ نیاز دارد، که تضمین میکند تغییر شکل پلاستیک رخ میدهد و فلز را قادر میسازد تا حفرههای قالب را با تلرانسهای بسیار دقیق به طور کامل پر کند.
روشهای اولیه اکستروژن سرد
اگرچه تغییرات متعددی در عملیات اکستروژن سرد وجود دارد، اما همه آنها اساساً بر اساس سه رویکرد اصلی هستند:
اکستروژن رو به جلو (Forward Extrusion)
اکستروژن رو به جلو، فلز را مجبور میکند تا در همان جهت پانچ نزولی و از طریق یک دهانه در قالب جریان یابد تا شکل و ابعاد مورد نیاز را ایجاد کند. این روش به ویژه برای ساخت پیچ، مهره، شفتهای پلهای و اجزای استوانهای ارزشمند است.
اکستروژن رو به عقب (Backward Extrusion)
در اکستروژن رو به عقب، فلز مجبور به جریان یافتن به سمت بالا میشود و پانچ نزولی را احاطه میکند. این روش معمولاً به فشارهای اکستروژن بالاتری نیاز دارد و آمادهسازی مناسب اسلاگ برای نتایج موفقیتآمیز بسیار مهمتر میشود.
آواربندی (Upsetting)
آواربندی شامل جمعآوری فلز در بخشهای خاص در امتداد طول یک میله، میله یا سیم است. در طول این فرآیند، فلز عمود بر حرکت ابزار جریان مییابد. تولیدکنندگان اغلب آوواربندی را همراه با تکنیکهای اکستروژن رو به عقب یا رو به جلو انجام میدهند تا به هندسههای پیچیده دست یابند.
ملاحظات طراحی اکستروژن سرد
اجرای موفق اکستروژن سرد نیازمند توجه دقیق به اصول طراحی قطعات است که ویژگیهای جریان مواد و محدودیتهای ابزار را در نظر میگیرد.
اکستروژن یک فرآیند ناپیوسته است که در آن بیلت دوم تا زمانی که بیلت اول اکسترود نشده است، بارگذاری نمیشود. در طول شروع اکستروژن، بار اکستروژن افزایش مییابد زیرا ماده مجبور به پر کردن ظرف و خروج از قالب میشود. پس از مرحله شروع گذرا، فرآیند اغلب در حالت پایدار در نظر گرفته میشود. در واقع، فرآیند هرگز در حالت پایدار نیست زیرا شرایط تماس دائماً در حال تغییر است و دما در طول فرآیند تغییر میکند. با این حال، اگر اصطکاک ناچیز و تغییرات دما کم باشد، حالت پایدار میتواند تقریب خوبی باشد. با این حال، جریان مواد در طول بخش بیشتری از فرآیند اکستروژن در حالت پایدار است و هنگامی که بیلت به یک دور ریز کوچک اکسترود شده است، مقاومت بالایی در برابر جریان شعاعی به سمت مرکز وجود دارد و بار به شدت افزایش مییابد. سپس اکستروژن قطع میشود.
مزایای اکستروژن سرد
اکستروژن سرد به طور گسترده در بخش مهندسی استفاده میشود و در مقایسه با جوشکاری و اکستروژن گرم مزایای قابل توجهی از جمله موارد زیر را ارائه میدهد:
- حذف مهمترین اتصالات جوش داده شده در سیستمهای لولهکشی
- انعطافپذیری کامل در موقعیتیابی شاخهها
- فاصله کمتر نسبت به استفاده از سه راهیهای آهنگری شده
- یکپارچگی متالورژیکی (بدون درز)
- مقطع صاف
- کاهش تمرکز تنش
- بهبود ویژگیهای جریان
- افزایش مقاومت در برابر خستگی
- افزایش عمر مفید و کاهش هزینههای نگهداری
- شکلدهی سرد برای آلیاژهای ضد زنگ آستنیتی و نیکل مجاز است
- پایداری ابعادی بالا
- سطح نهایی عالی
- خط جریان الیاف پیوسته به لطف شکلدهی
- فرآیند کارآمد برای تولید انبوه
فرآیندهای اکستروژن سرد به داشتن ظرفیت خروجی بالا و امکان تولید شکل تقریباً نهایی، مثلاً قطعات خودرو، معروف هستند. در طول اکستروژن سرد، به دلیل کاهش زیاد سطح مقطع قطعه کار، تغییر شکلهای پلاستیکی بزرگی ایجاد میشود. این تغییر شکلهای پلاستیکی بزرگ منجر به کشیدگی دانه و همچنین تغییر جهت دانهها میشود. تغییر شکل پلاستیک در سراسر سطح مقطع قطعه کار ناهمگن است، بنابراین گرادیانهای بافت و همچنین تنشهای پسماند ایجاد میشوند.
علامت، بزرگی و توزیع تنشهای پسماند به شدت بر حد خستگی و مقاومت به خوردگی تنشی قطعه کار تأثیر میگذارد. در اینجا، به منظور مطالعه بافت و توزیع تنش پسماند نمونههای فولادی اکسترود شده به روش سرد رو به جلو، علاوه بر پراش اشعه ایکس و نوترون، از یک روش جدید که اخیراً توسعه یافته است، با استفاده از تابش سینکروترون پرانرژی سفید استفاده شده است.
نمونههای مورد بررسی در کار پوزالا آ. و همکارانش، فولاد آلمانی درجه C15 بود که در موسسه فناوری فرم دانشگاه اشتوتگارت آلمان، با اکسترود کامل رو به جلو به میلههایی با قطر 15 میلیمتر تبدیل شدند و پارامترهای فرآیند، مانند نسبت تبدیل φ (φ=0.9; 1.2; 1.6) و حالت بیرونریزی، تغییر داده شدند.
جریان مواد در طول اکستروژن در ریزساختار نمونهها قابل مشاهده است. در حالی که در هسته میله، کشیدگی همگن دانهها وجود دارد (شکل 2)، جریان مواد به دلیل اصطکاک در سطح نمونهها مسدود میشود، بنابراین ریزساختار نزدیک سطح کمتر همگن است و دانهها کمتر کشیده میشوند. میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان میدهد که در نرخهای تبدیل بالا، نابجاییها ساختارهای سلولی ایجاد میکنند.
جمع بندی
اکستروژن سرد در دمای اتاق یا نزدیک به دمای اتاق انجام میشود. مزایای این روش نسبت به اکستروژن گرم عبارتند از: عدم اکسیداسیون، استحکام بالاتر به دلیل کار سرد، تلرانسهای دقیقتر، پرداخت سطح بهتر و سرعت بالای اکستروژن در صورتی که ماده در معرض ترک خوردگی گرم قرار گیرد.
گروه مهندسی فیلت (Fillet Engineering Group)
گروه مهندسی فیلت، کیفیت و رضایت مشتری را در تولید پروفیل آلومینیوم در اولویت قرار می دهیم. ما می توانیم انواع پروفیل های خاص را مطابق با خواسته های خاص مشتریان خود تولید کنیم و در هر مرحله از طراحی تا تحویل، پشتیبانی ارائه دهیم. گروه مهندسی فیلت با داشتن کادر متخصص و خطوط تولید به روز، مفتخریم که برندی قابل اعتماد در بازارهای داخلی و بین المللی هستیم.
گروه مهندسی فیلت؛
طراحی نقشه، ساخت قالب اكستروژن و تولید كننده پروفیل آلومینیوم در مقاطع عمومی و اختصاصی همراه با خدمات آندایزینگ و رنگ پودری الکترواستاتیک و برشکاری در خدمت مشتریان محترم و بزرگوار می باشد.
جهت مشاوره فنی و سفارش تماس حاصل فرمایید.
02144675798 – 09123018710