فرایند اکستروژن آلومینیوم یا فشارکاری آلومینیوم
اکستروژن آلومینیوم (فشارکاری) چیست؟
فشارکاری آلومینیوم یعنی ایجاد اندازه‌های مختلف از آلومینیوم ثابت‌شده در جای خود با استفاده از مشخص‌کردن برش مقطع عرضی آن. از طریق این فرایند می‌توان بر‌ش‌های مقطعی با استحکام عالی و بافت سطحی خوب ایجاد کرد. در این فرایند یک قطعه از آلومینیوم به نام بیلت با زور وارد وسیله‌ای با مقطع عرضی کوچک‌تر به نام قالب می‌شود. فشارکاری آلومینیوم علاوه بر مصارف عمومی به صورت گسترده در ساختمان‌سازی، ساخت ماشین و هواپیما و ماشین‌آلات صنعتی استفاده می‌شود.
چگونگی انجام اکستروژن آلومینیوم
فشارکاری تا حد زیادی شبیه دستگاه‌های خمیربازی است که در آنها با فشار از یک طرف، خمیر از طرف دیگر به شکل قالب انتخاب‌شده خارج می‌شود. همانند این مثال، در فشارکاری آلومینیوم، فلز به شکل ورودی قالب درمی‌آید. با استفاده از پرس‌های هیدرولیکی که تا ۱۵ هزار تن فشار را ایجاد می‌کنند، آلومینیوم می‌تواند به هر شکلی که تصور می‌کنید دربیاید.
دو روش اصلی برای فشارکاری آلومینیوم وجود دارد:
- اکستروژن مستقیم
- اکستروژن غیرمستقیم
فشارکاری آلومینیوم مستقیم
فشارکاری مستقیم مهم‌ترین و پرکاربردترین روش برای فشارکاری آلومینیوم است. در این روش سر قالب دستگاه ثابت نگه‌داشته می‌شود و میله آلومینیومی با نیرو وارد آن می‌شود. این روش بیشتر در تولید میله‌ها و لوله‌های توخالی آلومینیوم استفاده می‌شود. طراحی سر قالب دستگاه می‌تواند به گونه‌ای باشد که انواع مقاطع عرضی یک‌دست و توخالی را تولید کند.
فشارکاری آلومینیوم غیرمستقیم
در این روش قطعه آلومینیوم در جای خود ثابت باقی می‌ماند و سر قالب دستگاه فشار به آن فشار وارد می‌کند. از مزیتهای ثابت نگه‌داشتن فلز آلومینیوم کاهش حداکثری اصطحکاک است.
قبل از شروع فشارکاری آلومینیوم، شکل سطح مقطع طراحی می‌شود. شکل و اجزای آلومینیوم فشارکاری شده به دقت اندازه‌گیری شده است. در اینصورت کاربری به حداکثر می‌رسد و مجتمع‌شدن اجزا تسهیل می‌شود. همچنین وزن و هزینه در پایان کار کاهش می‌یابد. ویژگی‌های خاص آلومینیوم آن را به محصولی بهصرفه، پرکاربرد و عالی تبدیل کرده است.
مراحل انجام فشارکاری آلومینیوم
- یک قالب از مقطع عرضی شکل مورد نظر شکل بگیرد.
- قطعات آلومینیوم در سطح تا دمای ۷۵۰-۹۲۵ درجه فارنهایت گرم شوند تا فلز نرم شود.
- گریس‌زدن، به عنوان لکه سیاه(smut) شناخته می‌شود و بر روی آلومینیوم و قطعه حرکت‌دهنده آن اعمال می‌شود تا به یک‌دیگر نچسبند.
- در هنگام فشارکاری آلومینیوم، فلز با فشار وارد قالب می‌شود. این مرحله از نیتروژن مایع برای خنک‌کردن قالب استفاده می‌کند تا از تشکیل ناخواسته اکسید جلوگیری و طول عمر قالب را طولانی کند.
- در فشارکاری آلومینیوم، فلز به شکل قالب درمی‌آید و از آن خارج می‌شود. قطعه پس از خروج بر روی یک میز خنک‌کننده قرار می‌گیرد تا در معرض هوا، آب و مخلوطی از هر دو (بستگی به نیاز‌های محصول دارد) باشد.
- سپس یک کشنده بکار گرفته می‌شود. این مرحله هرگونه مشکل را رفع و سبب قدرت فلز می‌شود. سختی و قدرت در این مرحله بهبود پیدا می‌کند.
- قطعات حاصل شده‌ای که شاید طولی بیش از ۵۰ متر داشته باشند وارد اره حامل (conveyor) می‌شوند تا با استفاده از اره گرد به اندازه‌های موردنیاز برش بخورند.
- برای بعضی از آلیاژهای آلومینیوم یک پروسه محکم‌کردن (aging) مصنوعی برای رسیدن به حداکثر قدرت بکار گرفته می‌شود. این فرایند از طریق گرما‌دادن و ته‌نشینی مواد در اجاق‌های خاص صورت می‌گیرد. این فرایند سبب ته‌نشینی ذراتی می‌شود که عامل قدرت، سختی و خاصیت ارتجاعی فلز هستند.
- در نهایت قطعات در پایان کار ساخت برای ارسال به مصرف‌کننده حاضر می‌شوند.
مزیتهای اکستروژن آلومینیوم
آلومینیوم فشار‌کاری‌شده نسبت به سایر فلزها دارای برتری‌هایی است. فلزهایی وجود دارند که دارای بعضی از خواص آلومینیوم هستند، اما هیچکدام دارای همه مزیتهای آن نیستند.
مزیتهای قطعات حاصل فشارکاری آلومینیوم دارای مزیتهای بسیاری از جمله موارد زیر هستند:
- وزن کم. آلومینیوم در حدود یک‌سوم وزن آهن، فولاد، مس و برنج را دارند. این موضوع کار با آنها را آسان و جابه‌جایی آنها را بهصرفه می‌کند. به همین دلیل آلومینیوم به صورت گسترده در طراحی خودروها، فضاپیماها و برج‌ها بکار می‌رود.
- قدرت آلومینیوم برای بیشتر کاربرد‌های آن کافی است. آلومینیوم در دماهای پایین نیز مناسب است چراکه با کاهش دما قدرتش افزایش می‌یابد.
- مقاوم در برابر زنگ‌زدگی. آلومینیوم زنگ نمی‌زند. این فلز به کمک لایه‌ای از اکسید محافظت می‌شود. این لایه از طریق آنودایز‌کردن تقویت می‌شود.
- رسانایی گرمایی خوب. آلومینیوم گرما را بهتر از بیشتر فلزها منتقل می‌کند. این موضوع آن را گزینه مناسبی برای استفاده به‌عنوان قطعات تبادل‌کننده دما تبدیل می‌کند. فشارکاری آلومینیوم کمک می‌کند تا قطعات مناسب برای این تبادل‌کننده‌ها ساخته شود.
- به‌صرفه‌بودن. فشارکاری آلومینیوم فرایندی به نسبت ارزان است. حتی نمونه‌های اولیه هم می‌توانند با قیمتی معقول ساخته شوند.
برای آشنایی بیشتر با آلومینیوم مقاله آشنایی با مشخصات فلز آلومینیوم را مطالعه کنید. همچنین جهت اطلاع از قیمت آلیاژ الومینیوم و همچنین خرید محصولات وابسته زیر با ما در ارتباط باشید.
دیدگاهتان را بنویسید