نحوه به کارگیری ابزارها و اپراتورها
برای تولیدپروفیل آلومینیوم پر بازده، یک طرح مدرن و با اپراتورهای فوق العاده ماهر، به تنهایی کافی نیستند، بلکه هر دو این عوامل بایستی هماهنگ باشند تا ماکزیمم حجم تولید حاصل شود. این هماهنگی قابل دستیابی نمی باشد مگر آنکه موارد زیر در پروژه به طور سیستماتیک رعایت شونده :
ماکزیمم ظرفیت تولید تئوري، معمولا با توجه به زمان سیکلهای پرس محاسبه، ولی و در محاسبهآن زمان های مرده لحاظ نمی شوند. این ظرفیت تنوری به ندرت قابل حصول می باشد، چرا که در عمل تأخیرات اجتناب ناپذیری چون تعویض قالب، خرابی های ابزار و نظایر آن پیش می آیند. این عوامل بایستی به طور دقیق شناسایی و ریشه یابی گردند و راه حل هایی برای رویارویی و برطرف ساختن آنها در کمترین زمان ممکن اندیشیده شود.
متوسط ظرفیت تولید واقعی هر شیفت، بایستی با لحاظ کردن زمان های مرده محاسبه شده و به عنوان ظرفیت تولید اسمی هر نوبت کاری اعلام گردد.
همواره از حداکثر سرعت اکستروژن ممكن استفاده گردد.
پیر سازی انواع پروفیل
سردشده از یک روند شکل دهی در دمای بالا سردکاری بوده و ایچ با پیرسازی طبیعی شده برای یک شرایط پایدار واقعی این نشانه برای فراورده های به کار میرود که پس از سرد شدن، بعد از روند گرم کاری هایی مانند نوردکاری با اکسترودکاری، سردکاری ویژه شده باشند. این نشانه هم چنین برای آن خواص مکانیکی انواع پروفیل آلومینیومی است که با پیر سازی یا ایج در دمای اتاق پایدار شده اند. نتایج سردکاری بهره مند از کاری و ناپاگیری، در محدودة خواص ویژهه به شمار می آیند.
پروفیل های تولید شده از آلومینیوم و آلیاژهای آن از حدود 2000 تا 3000 سال پیش از میلاد (BC) مورد استفاده داشتهاند. بر اساس مدارک باستان شناسی آشوریان قدیم، اهالی بابل و مصریان، در تولید پروفیل آلومینیوم برای مقاصد تزئینی بسیار استاد بوده اند. در آن زمان کشش پروفیل از داخل قالب «باریک رو»، که امروزه نوعی پروسه «اکستروژن» اطلاق می شود، انجام می شده است. این روش هم در آن زمان و هم امروزه (در هر دو) بیشترین رشد و توسعه را در شکل دهی دارد.
مدارک مربوط به کشش پروفیل، در ارتباط با مصنوعات مردم «ونیز فرانسه » اکنون در دست است. «ادئو فیلدس» یک تارک دنیای المانی اولین کتیبه ی ثبت شده و همچنین رساله ی مربوط به کار به روی فلز را (در حدود 1110 تا 1140 میللادی) دارد. به توضیحات این تارک دنیای دنیال قدیم و قرائت هایی که پیرامون کشش پروفیل دارد توجه کنید: «دو قطعه ی آهنی، به پهنای سه یا چهار انگشت، کوچکتر در در بالا یا پایین قرار داشته و سوراخ های موجود در آن نازک و نازک تر می شود. سپس نازک تر و امکان کشش پروفیل را بوجود می آورد .» و یا در دهه ی 1270 میلادی یک «مجموعه خط کش مدرج شده »، برای میزان سازی کشش پروفیل وجود داشته است. این وسیله در پاریس قرار داشته و برای کشش پروفیل کمتر از 9 میل، مورد استفاده قرار می گرفته است. این نمونه ها اهمیت کشش فوق را حتی در زندگی انسان های قدیم نشان می دهند. در این فصل سعی می شود برخی استانداردهای مقداری مربوط به این فرایند معرفی شود. قبل از هر چیز لازم است یک نمودار و شماتیک از فرایند و چگونگی کشش انواع پروفیل آلومینیومی معرفی شود. در این رابطه، فرایند ارائه شده در شکل های ۲ و مورد توجه قرار گیرد.
ماشین های کششی پروفیل انواع گوناگونی دارند. یکی از روش های دسته بندی این ماشین ها، قابلیت آنها در کشش مرحله ای است. بنابراین ماشین های فوق را دستگاه های کششی مرحله ای می نامند. در این رابطه، مقدمتا، مراحل کشش ماشین را به كشش خشن، متوسط و ظریف دسته بندی می کنند. آنچه که در عملیات کشش این ماشین ها مشاهده می شود بهره گیری کششی از روش های خیس، در کشش ظریف است. بنابر آنچه که مرتبط به مقدار کشش است، سرعت پروفیل در این ماشین ها باید پس از هر مرحله ی کششی افزایش یابد. این مقادیر را می توان محاسبه کرد. شکل ۳، یک موقعیت ویژه را در نوعی دستگاه کشش پروفیل صنعتی آلومینیوم نشان می دهد.
سوار کردن و اتصال موقت آلومینیوم و آلیاژهای آن می تواند در پاره ای از تیپ های ساخت و ساز مکانیکی و یا فرایندهای معمول اتصال دهی مورد استفاده قرار گیرد. فرایندهای اتصالات مکانیکی شامل پاره ای از روش هاست که قاعده ی آن بر بکارگیری یک نیرو و سپس اتصال درست و لازم برای پیوند باشد. چین دهی یا موج دهی (Crimping) میله زنی (Staking)، پرچ کاری (Riveting) و بولت کاری (Bolting) مثال های مشترکی در پروسه های مکانیکی مرتبط به این سیستم هستند. در این بین، فرایندهای پیوندزنی نوع (Bonding) شامل روش های تخصصی و بسیار شناخته شده است که در آن، انجام اتصال منحصراً در ارتباط با ربایش و کشش اتمی و مولکولی است. لحیم کاری، جوشکاری و جوش برنجی با آلیاژ نقره از جمله پروسه های اتصال دهی دائم هستند که اغلب و عمدتاً مورداستفاده در انواع پروفیل آلومینیوم نیز قرار دارند، در این مورد قبلاً توضیح ارائه شده است. هرچند این فرایندها، به طور مثال اتصالات چسبی و نفوذ کننده (Adhesive) هنگامی استفاده می شوند که از دو نقطه نظر مهندسی و اقتصادی حاوی ویژگی لازم و مورد نیاز باشند.
توانایی های مربوط به فرایندهای مختلف اتصال و پیوندزنی، برای پاسخگویی به چهار معیار بوده که در جداول ۱ تا ۴ خلاصه شده اند، این جداول محدوده های پایه در انتخاب قیمت پروفیل آلومینیوم را مشخص می کنند.
کاربرد اتصالات چسبی، در فلزات آلومینیوم ، اغلب و عمدتا در ارتباط با پیوند درگیر، مقدار ضخامت کار، نوع فلز آلومینیوم در گیر (و متریال مقابل آن) مثل پولاد؛ آزبست های سنتی، ماسونیت (masonite)، فوم اوردان و ورق های ترکیبی، در مصارف آرشیتکتی قرار دارد. این گونه پیوندزنی انواع بیشماری دارد. برای اطلاعات تکمیل تر پیرامون آن لازم است به هندبوک های مرتبط مراجعه شود.
این دسته از آلومینیوم ها به وسیله ی کلاسبندی های B5 , B170 , B442 , B623ASTM B4, پوشش یافته اند. ASTM B4 هر دو نوع آلومینیوم لاکی شده با مقاومت بالا را پوشش داده است. آلومینیوم لاکی تصفیه شده حرارتی مربوط به رسوب دادن لاک به صورت شدید و سنگ گونه است. ASTM B5 آلومینیوم الکترولیتیک تصفیه شده از آلومینیوم تاول دار، آلومینیوم كنورتور، آلومینیوم سیاه و یا آلومینیوم لاکی را پوشش می دهد. ASTM B170 نیز آلومینیوم الکترونیک عادی از اکسیژنرا پوشش می دهد.
یک سری از برنزها نیز برای استفاده در کنداکتورها توسعه داده شده اند؛ این آلياژها به وسیله ی ASTMB105 پوشش یافته اند. آنها آلياژهای با مقاومت خوردگی بهتر و استحکام کششی بالاتر از آلومینیوم های استاندارد کنداکتور را شامل می شوند. در اینجا 9 برنز کنداکتور وجود دارد، که از شماره 8.5 تا 85 ، براساس هدایت های الکتریکی تعریف شده اند (جدول 1).
ترکیب شیمیایی این آلیاژها باید در داخل جمع محدوده در نظر گرفته شده آن قرار داشته باشد؛ و امکان حضور آلیاژ در آن بیش از حداکثر مجاز، در مقادیر موافق با دیگر آلومینیوم ها نخواهد بود. نحوه ی محاسبه ی جمع عناصر آلیاژی در این مقاله داده شده است.
ساختار و خواص مربوط به «عملیات حرارتی پذیری» آلومینیوم های برنز مختلف شديدا وابسته به ترکیب شمیایی آنها است. آلومینیوم برنزهای تک فاز (آلفا) که فقط دارای مس آلومینیوم (تا %10 آلومینیوم) هستند، فقط با کار سرد می توانند استحکام پابند. همچنین عملیات آنیل در محدوده ی (F°1400 تا 800) C°760 تا 425 انجام می شود.
هر چند آلیاژهای تک فاز دوتایی / باینری (Binary) مثل C60600 و C61000 قابلیت پیر سختی (ایج) دارند، ولی با اضافه کردن عناصری معين، مثل کبالت و نیکل، آلیاژهای جدیدی به وجود می آیند که همچنان قابل ایج سختی اند.
استحکام مربوط به برخی آلومینیوم برنزهای قابل پیرسختی با اعمال سیکل های کارسرد نیز افزایش می یابد.
در بیشتر اوقات، مکانیزم سخت سازی استحاله ای مشاهده شده در آلیاژهای پروفیل های آلومینیومی مس نزدیک به آلومینیوم برنزهای دو فاز است. این آلیاژها با تولید یک ساختار مارتنزیتی (martenstic) به وسیله ی کوئنچ سریع از یک درجه ی حرارت بالا، سخت شده، سپس در یک درجه ی حرارت کم و با ایجاد یک ساختار پایدار تمپر می شوند. در این حال، شکل پذیری و چقرمگی موجود در آنها نیز تا اندازه ای برگردانده می شود.
هرگاه مقدار آلومینیوم در آلیاژهای انواع پروفیل آلومینیوم دوتایی بین 9.5 تا 16% باشد، در درجه ی حرارت محیط، دو فاز پایدار خواهند بود. اگر عنصرهای دیگری (اغلب به طور قابل ملاحظه حدود یک تا پنج درصد آهن) به آنها اضافه شده باشد، این عنصرها به مقدار %14 تا 8 خواهند بود. ساير آلياژهای دو فازی نیز می توانند با کوئنچ و تمپر استحکام یابند.
فازهای مربوط به دمای اتاق در درجه ی حرارت (F°1800 تا 1500) C°1010 تا 815 به فاز بتا (beta) استحاله می یابند.
کوئنچ سریع در طی یک فرم گیری شبه پایدار (metastable) سختی با ساختار تردد، تولید می کند. در این فرایند بتای نوع هگزا اگونال فشرده نیز تولید خواهد شد، که در واقع یک فاز بتای مارتنزیتی ظریف شده است. کوئنچ های آب و روغن استفاده های تجارتی دارند. عملیات تمپر برای مدت دو ساعت در (F°1200 تا 1100 )C°650 تا 595 سبب رسوب دهی بلورک های آلفای سوزنی ظریف – Fine acicular) (alpha در یک ساختار بتای مارتنزیتی شده و موجب کاهش سختی می شود (البته چقرمگی و همچنین شکل پذیری افزایش می یابد).
در مقاطع بزرگ از خنک کاری سریع به وسیله ی سیستم فن یا کمپرس هوا و یا اسپری آب و استفاده می شود تا از استحاله ی رسوب فاز بتای تمپر شده به ساختار يوتكتويد (eutextoid) ترد از نوع آلفا گامای دولایه (یا ساختار کروی شکل) اجتناب شود. اگرچه در این امر آلومینیوم بروتزهای نیکل دار، پیچیده ترند، لیکن در یک روش کوئنچ تمپر مشابه عکس العمل و نتیجه یکسان است.
آلیاژهای معین، عمدتاً آنهایی که به طور تقریب اشباع و سیر شده با یک عنصر آلیاژی قابل حل در فلز آلفا هستند، ویژگی پروفیل آلومینیوم این است که هرگاه تحت کار سرد زیاد قرار داشته و در یک درجه ی حرارت به نسبت پایین آنیل شده باشند، فرم منظم و ترتیب یافته دارند. آلیاژهای C91500 و C63800 و C69000 نمونه هایی از آلیاژهای مس هستند که این واکنش در آنها رخ می دهد. به طور معمول، در این پروسه استحکام دهی به وسیله ی منظم شدن ذرات اتمی در برد کوتاه در زمینه ی مس نسبت داده می شود. این فرایند در آلیاژهای آنیل شده، نوع بهتری از مشخصه های تنش زدایی را ارائه خواهد داد. روش آنیل ترتیبی در زمان کوتاه و در نسبت حرارتی پایین انجام می گیرد، که عمدتاً در رنج (F°750 تا 300) °400 تا 150 است. در این حال و به علت درجه ی حرارت کم، الزامی به اتمسفرهای ویژه وجود نخواهد داشت. سخت سازی ترتیبی معمولاً پس از پایان مراحل تولید و برای دسترسی به مزیت کامل موجود در عملیات تنش زدایی انجام می گیرد.
میکرودوپلکس یک نوع مکانیزم سخت سازی قابل استفاده در آلیاژهای معین مس است که می تواند روشی در رسیدن به یک ساختار دو فاز (هر دو فاز پایدار , ناپایدار آن، در درجه ی حرارت اتاق و اندکی بالاتر) باشد. تاریخچه ی ترمودینامیکی آلیاژ میکرودوپلکس محدود و عملیات آن به دقت تحت کنترل است. در آنجا یک به هم آمیختگی بهینه و همچنین پراکندگی پیرامون دو فاز به وجود می آید. در اینجا، ساختار به دست آمده بسیار ریز (با اندازه دانه ی کمتر از mm0.010) بوده و در آن یک اثر اصلاحی در استحکام، بدون تغییر خاص در خواص ازدیاد طول (در مقایسه با آلیاژ مشابه) دیده می شود. ادامه مطالب
در فرآیند برای انجام اکستروژن بیلت به بیلت در شکل (۱-۱۰) نشان داده شده است. در شیوه اول نیازی به خروج ته بیلت نیست بلکه بیلت دوم مستقیما به بیلت اول جوش می خورد. در این راه کاره از دامی مجزا نمی توان استفاده کرد، دامی در هر کورس برگشت یک رینگ آلومینیومی را از درون کانتینر خارج می کند که لازم است هر بار از روی سنبه برداشته شود. در روش دوم ته بیلت خارج گشته و سپس بیلت بعدی به قسمت باقی مانده از بیلت اول در صفحه تغذیه درون قالب جوش میخورد. ادامه مقاله
اکستروژن گرم آلیاژهای آلومینیوم در یک قالب تخت (Flat) معمولا همراه با گرایش شدید آلومینیوم به چسبیدن به فولاد در دمای بالا است. این چسبندگی را نمی توان با روانکاری بر طرف کرد، هنگامی که بیلت آلومینیوم در داخل کانتینر، تحت فشار به جلو حرکت می کند، چسبندگی بیلت آلومینیومی به فولاد باعث ایجاد یک پوسته بر سطح بیلت و بریده شدن آن می شود. این اثر، سبب به وجود آمدن یک سیلان ناهمگن و غیر یکنواخت، شبیه مدل سیلان درون کانتینر می گردد. بیلت و کانتینر روانکاری نمی شوند چراکه روانکار اثر فوق العاده ای بر تغییر نوع سيلان ماده ندارد و از طرفي خطر ورود روانکار به منطقه برشی و در نتیجه تولید پوسته و تاول بر سطح محصول وجود دارد. متاسفانه، چسبندگی آلومینیوم به كانتینر و یا ماندرلي، در اکستروژن لوله ها، در بسیاری موارد باعث کاهش کیفیت محصول می گردد.ادامه مقاله
معایب اکستروژن مستقیم: وجود اصطکاک در سطح تماس بین بیلت وکانتینر وحرارت ناشی از آن، که موجب تشکیل ریز
ساختار غیر یکنواخت و در نتیجه خواص غیر یکنواخت در طول قطعه اکسترود شده می شود.
نیروی تغییر شکل بالاتر در مقایسه با اکستروژن غیرمستقیم
تشکیل عیوب داخلی، به ویژه در موارد وجود اصطکاک، به دلیل انتقال ناخالصی های سطحی و زیر سطحی بیلت به درون قطعه و نیز ظاهر گشتن حفره قیفی شکل در انتهای بیلت و در نتیجه باقی مانده بیلت به عنوان دور ریز ( ته بیلت).
این نشانه برای فراورده هایی مثل لوله آلومینیومی به کار می رود که پس از اتیل کاری نهایی که سبب کوتاهی آن ها از کسب کیفیت بازبخت نبشی آلومینیومی و لوله آلومینیومی می شود، به اندازه کافی کار سختی شبیه اند البته به آن قدر که این میزان پایداری کار سختی آنها را واجد شرایط نمبر یا پاز پخت Hx1 این نشانه برای فرآورده هایی به کار می رود که در حین کار در دمای بالا، دچار برخی کار سختی ها تولد با فرآورده هایی که محدودیت خواص مکانیکی دارند. نشانه های زیر برای فرآورده های کار شده آلیاژهایی تعیین شده اند که میزان اسمی منیزیوم شان بیش از 4 درصد است این مساله برای فراورده هایی به کار می رود که کمتر از مقدار لازمه برای باز پخت با لجبر کنترل شدة H31، کار سختی شده اند این نشانه برای فراورده هایی به کار میرود که کمتر از مقدار لازم برای بازپخت کنترل شده H32. کار سختی شده اند.این نشانه برای فراورده های بیلت آلومینیوم به کار میرود که استانا طوری ساخته شده اند که مقاومت قابل قبولی در برابر ترک خوردگی فلشی دانسته باشند.
هر یک از طرح های آب بندی مخروطی دو سر مخروطی، تخت و یا مستقیم (شكل ۷ و ۸ پیوست الف) میتوانند برای آب بندی بین کانتینر و قالب و با قالب گیر استفاده شوند. هرگاه از آب بندهای مستقیم و با مخروطی استفاده شود، قطر قالب تابعی از نظر داخلی کانتینر میگردد. زاویه مخروطی آببند ۱۰ درجه و طول آن ۴۰ میلیمتر پیشنهاد می شود. قطر قالب در این حالت با رابطه زیر محاسبه می شود.
قطر قالب محاسبه شده توسط این رابطه ها برای آببندی تخت نيز استفاده می شود
هنگام استفاده از آب بند مخروطی، فشار شعاعی ایجاد شده به قالب و قالب گیر منتقل شده و تاثیری که ایجاد می کند، سبب کاهش قابل توجه قطر دهانه قالب میشود. این مسئله باعث تغيير یافتن ضخامت دیوارهای مقطع محصول می گردد و در نهایت سخت شدن سیلان مواد موجب تولید مقطعی خارج از تلرانس مطلوب می شود. این اثر نامطلوب با استفاده از آب بندهای تخت و مستقیم حذف می گردد. به هر حال، نتایج تجربی نشان می دهند که با حذف فشار شعاعي، عمر قالب به میزان درخور توجهی افزوده می شود. امروزه تقریبا تمامی انواع پرس های مدرن با آب بندی های تخت و یا مستقیم به کار گرفته می شوند، استفاده از آب بندهای تخت امکان به کار گیری گستره وسیعی از اندازه قالب هايمطلوب را فراهم می آورد، آب بندی بر اثر فشار دادن سطح کانتینر به سطح قالب گیر ایجاد می شودکاهش این سطح تماس، باعث افزایش فشار موضعی در سطح و بالطبع آب بندی مطلوب تر می گردد. اما این سطح از مقدار بهینه ای نبایستی کمتر شود چراکه افزایش فشار موضعی سبب خراب شدن سطح آببندی می گردد.
درباره این سایت