Đùn nhôm là quy trình cốt lõi để định hình phôi nhôm thành các mặt cắt có-nhiều mặt cắt ngang khác nhau thông qua việc tạo hình bằng áp lực và đây cũng là giai đoạn trung tâm trong quá trình sản xuất các cấu hình nhôm kiến trúc và công nghiệp. Toàn bộ quá trình được điều chỉnh bởi sự kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ, áp suất và độ chính xác. Từ phôi thô đến thành phẩm, nó trải qua nhiều hoạt động được tiêu chuẩn hóa để cuối cùng cung cấp các sản phẩm nhôm định hình có kích thước chính xác và hiệu suất ổn định.
1. Chuẩn bị phôi: Từ phôi đến phôi đồng nhất
Hợp kim nhôm 6000-series là lựa chọn chủ yếu cho phôi đùn. Các thỏi nhôm nguyên chất và nhôm tái chế được nấu chảy và đúc thành các khúc đúc dài theo tỷ lệ đã định sẵn, sau đó cắt thành các phôi có chiều dài cố định theo yêu cầu sản xuất.
Sau khi đúc, phôi trải qua quá trình xử lý nhiệt đồng nhất để hòa tan các pha eutectic nóng chảy-thấp, giảm sự phân tách thành phần, cải thiện khả năng ép đùn tiếp theo và giảm mài mòn khuôn. Trước khi nạp vào lò, các phôi được kiểm tra bằng thử nghiệm không-phá hủy siêu âm để loại bỏ các khuyết tật bên trong như độ xốp và vết nứt, từ đó đảm bảo chất lượng tạo hình.
2. Gia nhiệt và ép đùn: Kiểm soát chính xác nhiệt độ và áp suất
Gia nhiệt là giai đoạn quan trọng trước{0}}của quá trình tạo hình đùn. Phôi phải được nung đến trạng thái dẻo ở nhiệt độ 450–500 độ; bất kỳ sai lệch nào về nhiệt độ đều ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả tạo hình và chất lượng bề mặt. Nhiệt độ quá thấp làm tăng khả năng chống đùn và gây rách bề mặt, trong khi nhiệt độ quá cao dẫn đến các khuyết tật như cháy và phồng rộp.
Phôi được gia nhiệt được đưa vào thùng chứa của máy ép đùn, trong đó một thanh nén thủy lực tác dụng áp suất cao để ép hợp kim nhôm đi qua khuôn-được thiết kế tùy chỉnh và tạo thành hình dạng ép đùn. Khuôn được làm bằng thép công cụ gia công nóng H13-, với độ chính xác gia công khoang được kiểm soát trong phạm vi ±0,03 mm; các mặt cắt ngang phức tạp-yêu cầu thiết kế tối ưu được hỗ trợ bởi mô phỏng dòng chảy-kim loại. Tốc độ đùn được điều chỉnh theo-độ phức tạp của mặt cắt ngang-các phần đơn giản có thể đạt tới 5–15 m/phút, trong khi các phần không đều yêu cầu tốc độ giảm để kiểm soát độ chính xác tạo hình.
3. Làm mát và làm thẳng: Thiết lập hình dạng và hiệu chỉnh độ chính xác kích thước
Sau khi thoát khỏi khuôn, biên dạng ở nhiệt độ khoảng 300–400 độ và phải được làm mát nhanh chóng bằng cách làm mát không khí hoặc làm nguội phun trực tuyến để ổn định cấu trúc vi mô bên trong và khóa các kích thước mặt cắt ngang.
Cấu hình được làm mát có thể bị uốn cong hoặc xoắn nhẹ và phải được đưa qua máy làm thẳng kéo dài để điều chỉnh hình dạng, giảm một phần ứng suất dư đùn và giữ độ thẳng trong phạm vi quy định. Sau khi làm thẳng, các biên dạng được cưa-theo chiều dài cố định, phần mặt trước và phần đuôi được loại bỏ và các phần hoàn thiện được sắp xếp và xếp chồng lên nhau.
4. Lão hóa: Kiểm soát cốt lõi của các tính chất cơ học
Xử lý lão hóa là quá trình cốt lõi để tăng cường tính chất cơ học của nhôm định hình. Thông qua việc giữ ở nhiệt độ-thấp, các giai đoạn tăng cường được kết tủa để tăng độ cứng và độ bền kéo.
Nhiệt độ thường được sử dụng được chia thành T5 và T6. T5 là quá trình lão hóa nhân tạo trực tiếp sau khi làm mát trực tuyến, ở nhiệt độ 175±5 độ trong 6–8 giờ và phù hợp với các biên dạng kiến trúc tiêu chuẩn 6063. T6 yêu cầu xử lý dung dịch ở nhiệt độ 520–530 độ, sau đó làm nguội bằng nước, sau đó lão hóa ở 175±5 độ trong 8 giờ; nó mang lại độ bền cao hơn và phù hợp với các cấu hình công nghiệp có yêu cầu về khả năng chịu tải cao. Độ lệch nhiệt độ của lò lão hóa phải được kiểm soát trong phạm vi ±5 độ để tránh lão hóa dưới mức hoặc lão hóa quá mức khiến các đặc tính không đạt tiêu chuẩn.
5. Hoàn thiện và kiểm tra: Kiểm soát chất lượng trước khi giao hàng
Sau khi lão hóa, các biên dạng bước vào giai đoạn hoàn thiện-các gờ bề mặt được loại bỏ, các mặt cuối được sửa chữa và việc xử lý bề mặt tiếp theo được thực hiện theo yêu cầu.
Trước khi giao hàng,-kiểm tra đa chiều được thực hiện: độ chính xác về chiều kiểm tra dung sai mặt cắt-, kiểm tra đặc tính cơ học xác minh độ bền và độ cứng (độ bền kéo 6063-T5 Lớn hơn hoặc bằng 160 MPa; độ bền kéo 6063-T6 Lớn hơn hoặc bằng 205 MPa) và màn hình kiểm tra trực quan để phát hiện các khuyết tật như vết trầy xước và biến dạng. Các sản phẩm hoàn thiện đạt tiêu chuẩn sẽ được đóng gói theo thông số kỹ thuật, có cấp hợp kim, tính chất và kích thước được đánh dấu rõ ràng và cuối cùng được đưa đi sử dụng.
Chất lượng của quy trình ép đùn nhôm phụ thuộc vào-kiểm soát thông số quy trình-toàn diện, độ chính xác của từng thao tác đơn lẻ sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và hình thức của sản phẩm cuối cùng. Quy trình ép đùn-được kiểm soát đầy đủ thông số là nền tảng để đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy của các sản phẩm nhôm định hình.