Đặc điểm quy trình và phân tích ứng dụng của phương pháp đùn trực tiếp và gián tiếp cho hợp kim nhôm

Mặc dù về lý thuyết, hầu như tất cả các hợp kim nhôm đều có thể đùn, nhưng việc đánh giá khả năng đùn của một chi tiết cụ thể đòi hỏi phải xem xét toàn diện các yếu tố như kích thước, hình dạng, loại hợp kim, yêu cầu dung sai, tỷ lệ phế liệu, tỷ lệ đùn và tỷ lệ lưỡi. Ngoài ra, điều quan trọng là phải xác định xem đùn trực tiếp hay gián tiếp là phương pháp tạo hình phù hợp hơn.

Đùn trực tiếp là quy trình được sử dụng phổ biến nhất, đặc trưng bởi thiết kế tương đối đơn giản và khả năng thích ứng cao, phù hợp với nhiều loại hình sản xuất. Trong phương pháp này, một phôi nhôm đã được gia nhiệt trước được đẩy bằng một thanh đẩy qua một khuôn cố định, và vật liệu chảy theo cùng hướng với thanh đẩy. Ma sát giữa phôi và vật chứa là đặc trưng của quy trình này. Ma sát này gây ra sự tích tụ nhiệt và tăng mức tiêu thụ năng lượng, dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ và công biến dạng dọc theo chiều dài của quá trình đùn. Do đó, những thay đổi này có thể ảnh hưởng đến cấu trúc hạt, cấu trúc vi mô và độ ổn định kích thước của sản phẩm cuối cùng. Hơn nữa, do áp suất có xu hướng giảm trong suốt chu kỳ đùn, kích thước hình dạng có thể trở nên không đồng nhất.

Ngược lại, đùn gián tiếp bao gồm một khuôn được gắn trên trục đùn, tạo áp lực theo hướng ngược lại với phôi nhôm cố định, khiến vật liệu chảy ngược lại. Vì phôi nhôm vẫn tĩnh so với vật chứa, nên không có ma sát giữa phôi và vật chứa. Điều này dẫn đến lực tạo hình và năng lượng đầu vào đồng đều hơn trong suốt quá trình. Biến dạng đồng đều và điều kiện nhiệt đạt được thông qua đùn gián tiếp tạo ra các sản phẩm có độ chính xác kích thước được cải thiện, cấu trúc vi mô đồng đều hơn và các tính chất cơ học được cải thiện. Phương pháp này đặc biệt có lợi cho các ứng dụng đòi hỏi độ đồng nhất và khả năng gia công cao, chẳng hạn như phôi máy trục vít.

Mặc dù có những lợi ích về mặt luyện kim, đùn gián tiếp vẫn có một số hạn chế nhất định. Bất kỳ sự nhiễm bẩn bề mặt nào trên phôi đều có thể ảnh hưởng trực tiếp đến độ hoàn thiện bề mặt của sản phẩm đùn, khiến việc loại bỏ bề mặt đúc và duy trì bề mặt phôi sạch là cần thiết. Ngoài ra, do khuôn phải được đỡ và cho phép sản phẩm đùn đi qua, đường kính biên dạng tối đa cho phép bị giảm, hạn chế kích thước của các hình dạng có thể đùn.

Nhờ điều kiện quy trình ổn định, cấu trúc đồng nhất và độ đồng nhất kích thước vượt trội, đùn gián tiếp đã trở thành một phương pháp quan trọng để sản xuất thanh và thanh nhôm hiệu suất cao. Bằng cách giảm thiểu sự biến thiên quy trình trong quá trình đùn, phương pháp này cải thiện đáng kể khả năng gia công và độ tin cậy ứng dụng của thành phẩm.