1. Đặc điểm của vật liệu ép đùn chính xác đặc biệt bằng nhôm và hợp kim nhôm
Loại sản phẩm này có hình dạng đặc biệt, độ dày thành mỏng, trọng lượng nhẹ và yêu cầu dung sai rất nghiêm ngặt. Các sản phẩm như vậy thường được gọi là cấu hình (ống) chính xác bằng hợp kim nhôm (hoặc siêu chính xác) và công nghệ sản xuất các sản phẩm đó được gọi là độ chính xác. đùn (hoặc siêu chính xác).
Các tính năng chính của ép đùn hợp kim nhôm có độ chính xác đặc biệt (hoặc siêu chính xác) là:
(1) Có nhiều loại, lô nhỏ và hầu hết chúng là vật liệu ép đùn chuyên dụng, được sử dụng trong hầu hết mọi tầng lớp và mọi khía cạnh của đời sống con người, bao gồm tất cả các sản phẩm ép đùn, như ống, thanh, hồ sơ và dây điện, liên quan đến hợp kim và trạng thái khác nhau. Do tiết diện nhỏ, độ dày thành mỏng, trọng lượng nhẹ và số lượng lô nhỏ nên việc tổ chức sản xuất nói chung không dễ dàng.
(2) Các hình dạng phức tạp và đường viền đặc biệt, hầu hết có hình dạng, phẳng, rộng, có cánh, có răng, xốp hoặc dạng ống. Diện tích bề mặt trên một đơn vị thể tích lớn và công nghệ sản xuất khó khăn.
(3) Ứng dụng rộng rãi, hiệu suất đặc biệt và yêu cầu chức năng. Để đáp ứng yêu cầu sử dụng của sản phẩm, nhiều trạng thái hợp kim đã được lựa chọn, bao gồm hầu hết tất cả các hợp kim từ dòng 1××× đến 8××× và hàng chục trạng thái xử lý, có hàm lượng kỹ thuật cao.
(4) Bề ngoài tinh tế và độ dày thành mỏng, thường nhỏ hơn 0,5mm, một số thậm chí đạt khoảng 0,1mm, trọng lượng trên một mét chỉ từ vài gam đến hàng chục gam, nhưng chiều dài có thể đạt tới vài mét, thậm chí hàng trăm mét .
5) Yêu cầu về độ chính xác về kích thước và dung sai hình học của mặt cắt rất nghiêm ngặt. Nói chung, dung sai của các cấu hình chính xác bằng hợp kim nhôm nhỏ nghiêm ngặt hơn gấp đôi so với dung sai cấp đặc biệt trong các tiêu chuẩn JIS, GB và ASTM. Dung sai độ dày thành của các cấu hình hợp kim nhôm có độ chính xác chung được yêu cầu nằm trong khoảng ± 0,04mm đến 0,07mm, trong khi dung sai kích thước phần của các cấu hình hợp kim nhôm siêu chính xác có thể cao tới ± 0,01mm. Ví dụ: trọng lượng của cấu hình nhôm chính xác được sử dụng cho chiết áp là 30g/m và phạm vi dung sai của kích thước tiết diện là ± 0,07mm. Dung sai kích thước mặt cắt ngang của các cấu hình nhôm chính xác dành cho máy dệt là ± 0,04mm, độ lệch góc nhỏ hơn 0,5° và độ uốn là 0,83×L. Một ví dụ khác là ống phẳng siêu mỏng có độ chính xác cao dành cho ô tô, có chiều rộng 20 mm, cao 1,7 mm, độ dày thành 0,17 ± 0,01 mm và 24 lỗ, là những cấu hình hợp kim nhôm siêu chính xác điển hình.
(6) Nó có hàm lượng kỹ thuật cao, rất khó sản xuất và có các yêu cầu đặc biệt đối với thiết bị ép đùn, dụng cụ, phôi thép và quy trình sản xuất. Hình 1 là một ví dụ về mặt cắt của một số cấu hình hợp kim nhôm có độ chính xác nhỏ.
2. Phân loại vật liệu ép đùn chính xác đặc biệt bằng hợp kim nhôm
Đùn hợp kim nhôm chính xác hoặc siêu chính xác được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử, thiết bị truyền thông và khoa học tiên tiến, quốc phòng và công nghiệp quân sự, dụng cụ cơ khí chính xác, thiết bị dòng điện yếu, hàng không vũ trụ, công nghiệp hạt nhân, năng lượng và năng lượng, tàu ngầm và tàu thủy, ô tô và công cụ vận tải, thiết bị y tế, công cụ phần cứng, ánh sáng, nhiếp ảnh và thiết bị điện tử. Nói chung, ép đùn hợp kim nhôm chính xác hoặc siêu chính xác có thể được chia thành hai loại theo đặc điểm bề ngoài của chúng: loại thứ nhất là cấu hình có kích thước nhỏ. Loại biên dạng này còn được gọi là biên dạng siêu nhỏ hoặc biên dạng mini. Kích thước tổng thể của nó thường chỉ vài mm, độ dày thành tối thiểu nhỏ hơn 0,5 mm và trọng lượng đơn vị là vài gam đến hàng chục gam trên mét. Do kích thước nhỏ nên chúng thường yêu cầu dung sai chặt chẽ. Ví dụ: dung sai của kích thước mặt cắt ngang nhỏ hơn ± 0,05mm. Ngoài ra, yêu cầu về độ thẳng và độ xoắn của sản phẩm ép đùn cũng rất khắt khe.
Loại còn lại là các cấu hình có kích thước mặt cắt ngang không quá nhỏ nhưng yêu cầu dung sai kích thước rất nghiêm ngặt hoặc các cấu hình có hình dạng mặt cắt ngang phức tạp và độ dày thành mỏng mặc dù kích thước mặt cắt ngang lớn. Hình 2 cho thấy ống có hình dạng đặc biệt (nhôm nguyên chất công nghiệp) được ép đùn bởi một công ty Nhật Bản trên máy ép thủy lực ngang 16,3MN với khuôn chia đặc biệt dành cho bình ngưng điều hòa không khí ô tô. Độ khó của việc tạo hình đùn loại biên dạng này không kém gì so với loại biên dạng siêu nhỏ trước đây. Cấu hình ép đùn với kích thước tiết diện lớn và yêu cầu dung sai rất khắt khe không chỉ yêu cầu công nghệ thiết kế khuôn tiên tiến mà còn yêu cầu công nghệ quản lý chặt chẽ cho toàn bộ quá trình sản xuất từ phôi đến thành phẩm.
Kể từ đầu những năm 1980, do ứng dụng thực tế của công nghệ ép đùn liên tục Conform và sự phát triển của công nghệ công nghiệp, việc ép đùn các biên dạng nhỏ và siêu nhỏ đã phát triển nhanh chóng. Tuy nhiên, do nhiều lý do khác nhau như hạn chế về thiết bị, yêu cầu về chất lượng sản phẩm và những tiến bộ trong công nghệ ép đùn nên việc sản xuất các biên dạng nhỏ trên thiết bị ép đùn thông thường vẫn chiếm tỷ trọng lớn. Hình 2 thể hiện các biên dạng chính xác của quá trình ép đùn khuôn chia thông thường. Tuổi thọ của khuôn (đặc biệt là độ bền và khả năng chống mài mòn của cầu shunt và lõi khuôn) và dòng nguyên liệu trong quá trình ép đùn trở thành những yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình sản xuất của nó. Điều này là do khi ép đùn biên dạng, kích thước lõi khuôn nhỏ và hình dạng phức tạp, độ bền và khả năng chống mài mòn là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tuổi thọ của khuôn, tuổi thọ của khuôn ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành sản xuất. Mặt khác, nhiều biên dạng chính xác có thành mỏng và hình dạng phức tạp, dòng chảy của vật liệu trong quá trình ép đùn ảnh hưởng trực tiếp đến hình dạng và độ chính xác về kích thước của biên dạng.
Để ngăn màng oxit và dầu trên bề mặt phôi chảy vào sản phẩm và đảm bảo chất lượng đồng đều và đáng tin cậy của sản phẩm, phôi được nung nóng đến nhiệt độ cài đặt có thể được bóc vỏ trước khi ép đùn (gọi là bóc nóng), và sau đó nhanh chóng đưa vào thùng đùn để ép đùn. Đồng thời, miếng đệm ép đùn phải được giữ sạch sẽ để tránh dầu và bụi bẩn bám vào miếng đệm trong quá trình loại bỏ áp suất dư thừa sau một lần ép đùn và lắp đặt miếng đệm ở lần ép đùn tiếp theo.
Theo độ chính xác về kích thước, hình dạng và dung sai vị trí, việc ép đùn hợp kim nhôm có độ chính xác đặc biệt có thể được chia thành các cấu hình hợp kim nhôm có độ chính xác đặc biệt và các cấu hình hợp kim nhôm có độ chính xác cực cao nhỏ (thu nhỏ). Nói chung, độ chính xác của nó vượt quá tiêu chuẩn quốc gia (như GB, JIS, ASTM, v.v.), độ chính xác cực cao được gọi là cấu hình hợp kim nhôm có độ chính xác đặc biệt, ví dụ, dung sai kích thước trên ± 0,1mm, dung sai độ dày thành là bề mặt bị hỏng nằm trong phạm vi biên dạng và đường ống ± 0,05mm ~ ± 0,03mm.
Khi độ chính xác của nó cao hơn gấp đôi so với độ chính xác cực cao tiêu chuẩn quốc gia, nó được gọi là cấu hình hợp kim nhôm có độ chính xác cực cao nhỏ (thu nhỏ), chẳng hạn như dung sai hình dạng ± 0,09mm, dung sai độ dày thành ± 0,03mm ~ ± 0,01mm đối với đường ống hoặc biên dạng nhỏ (thu nhỏ).
3. Triển vọng phát triển của vật liệu ép đùn chính xác đặc biệt bằng nhôm và hợp kim nhôm
Năm 2017, sản lượng sản xuất và kinh doanh vật liệu gia công nhôm trên thế giới vượt quá 6000kt/a, trong đó sản xuất và kinh doanh vật liệu ép đùn nhôm và hợp kim nhôm vượt quá 25000kt/a, chiếm hơn 40% tổng sản lượng và doanh thu của nhôm. Thanh nhôm ép đùn trung bình chiếm 90%, trong đó thanh profile thông thường và thanh profile công trình dân dụng vừa và nhỏ chiếm hơn 80%, thanh profile lớn và vừa và các thanh profile đặc biệt chỉ chiếm khoảng 15%. Ống chiếm khoảng 8% vật liệu ép đùn hợp kim nhôm, trong khi ống định hình và ống đặc biệt chỉ chiếm khoảng 20% ống. Từ những điều trên có thể thấy rằng sản xuất và kinh doanh vật liệu ép đùn nhôm và hợp kim nhôm lớn nhất và được sử dụng rộng rãi nhất là hồ sơ xây dựng dân dụng vừa và nhỏ, hồ sơ chung và thanh và ống. Còn các loại profile, thanh, ống đặc biệt chỉ chiếm khoảng 15%, đặc điểm chính của các sản phẩm đó là: có chức năng hoặc công năng đặc biệt; Dành riêng cho một mục đích cụ thể; Có kích thước quy cách lớn hoặc nhỏ; Với độ chính xác kích thước cực cao hoặc yêu cầu bề mặt. Do đó, sự đa dạng nhiều hơn và số lượng ít hơn, cần tăng cường quy trình đặc biệt hoặc bổ sung một số thiết bị và công cụ đặc biệt, sản xuất khó khăn và hàm lượng kỹ thuật cao, chi phí sản xuất tăng lên và giá trị gia tăng tăng lên.
Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ và mức sống của người dân không ngừng được nâng cao, yêu cầu ngày càng cao hơn về sản lượng, chất lượng và sự đa dạng của các sản phẩm đùn nhôm và hợp kim nhôm, đặc biệt trong những năm gần đây, sự xuất hiện của cá nhân hóa sản phẩm đã thúc đẩy sự phát triển của các cấu hình và ống đặc biệt với các đặc điểm cá nhân hóa và mục đích sử dụng cụ thể.
Cấu hình siêu chính xác được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử, thông tin liên lạc, thiết bị bưu chính viễn thông, máy móc chính xác, dụng cụ chính xác, thiết bị dòng điện yếu, hàng không vũ trụ, tàu ngầm và tàu hạt nhân, công nghiệp ô tô và các lĩnh vực khác có tường nhỏ, mỏng, kích thước phần rất lớn. các bộ phận chính xác. Thông thường, các yêu cầu về dung sai rất nghiêm ngặt, ví dụ, dung sai kích thước đường viền của phần nhỏ hơn ± 0,10mm, dung sai độ dày của tường nhỏ hơn ± 0,05mm. Ngoài ra, độ phẳng, độ xoắn và dung sai hình dạng và vị trí khác của sản phẩm ép đùn cũng rất nghiêm ngặt. Ngoài ra, trong quá trình ép đùn các cấu hình hợp kim nhôm siêu chính xác nhỏ đặc biệt, thiết bị, khuôn mẫu, quy trình đều có những yêu cầu rất nghiêm ngặt. Do sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp hiện đại, quốc phòng tiên tiến và nghiên cứu khoa học cũng như các hoạt động khác cũng như sự cải thiện mức độ cá nhân hóa, số lượng, sự đa dạng và chất lượng của các cấu hình siêu chính xác nhỏ ngày càng cao, mặc dù trong những năm gần đây, đã phát triển và sản xuất rất nhiều loại hợp kim nhôm siêu chính xác cỡ nhỏ chất lượng cao nhưng vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu của thị trường. Đặc biệt, vẫn còn khoảng cách lớn giữa công nghệ và thiết bị trong nước để sản xuất phôi siêu nhỏ. -Các cấu hình hợp kim nhôm chính xác và trình độ tiên tiến quốc tế, không thể đáp ứng nhu cầu thị trường trong và ngoài nước và phải bắt kịp.
4. Kết luận
Đùn chính xác đặc biệt bằng hợp kim nhôm và nhôm (định hình và ống) là một loại hình dạng phức tạp, độ dày thành mỏng, dung sai kích thước và yêu cầu độ chính xác về hình dạng và vị trí rất khắt khe, hàm lượng kỹ thuật cao, khó sản xuất vật liệu cao, mịn, là quốc gia kinh tế và quốc phòng là vật liệu chủ chốt không thể thiếu, phạm vi sử dụng rất rộng, triển vọng phát triển đầy hứa hẹn của vật liệu. Việc sản xuất sản phẩm này có các yêu cầu đặc biệt đối với phôi thép, thiết bị dụng cụ và ép đùn cũng như quy trình ép đùn, đồng thời phải giải quyết một loạt các vấn đề kỹ thuật quan trọng để có được sản phẩm xuất sắc theo lô.
Được chỉnh sửa bởi May Jiang từ MAT Aluminium
Thời gian đăng: 07-04-2024
