1. Einkenni sérstakra nákvæmnisútdráttarefna úr áli og álblöndu
Þessi tegund af vöru hefur sérstaka lögun, þunna veggþykkt, létt einingarþyngd og mjög strangar þolkröfur. Slíkar vörur eru venjulega kallaðar nákvæmnis- (eða ultra-nákvæmar) prófílar (pípur) úr álblöndu og tæknin til að framleiða slíkar vörur kallast nákvæmnis- (eða ultra-nákvæmnis-) útdráttur.
Helstu eiginleikar sérstakrar nákvæmni (eða öfga nákvæmni) pressunar úr álfelgi eru:
(1) Það eru margar gerðir, litlar framleiðslulotur, og flestir þeirra eru sérhæfð útpressunarefni, sem eru notuð í nánast öllum starfsgreinum og öllum þáttum lífs fólks, þar á meðal öllum útpressunarvörum, svo sem pípum, stöngum, prófílum og vírum, sem fela í sér ýmsar málmblöndur og gerðir. Vegna lítils þversniðs, þunns veggþykktar, léttrar þyngdar og lítilla framleiðslulota er almennt ekki auðvelt að skipuleggja framleiðslu.
(2) Flókin form og sérstakar útlínur, aðallega mótuð, flöt, breið, vængjuð, tennt, porous snið eða pípur. Yfirborðsflatarmál á rúmmálseiningu er stórt og framleiðslutæknin erfið.
(3) Víðtæk notkun, sérstakar kröfur um afköst og virkni. Til að uppfylla notkunarkröfur vörunnar eru margar málmblöndur valdar, sem ná yfir nánast allar málmblöndur frá 1××× til 8××× seríur og tugi meðferðarstiga, með miklu tæknilegu innihaldi.
(4) Útlitið er einstakt og veggþykktin er þunn, almennt minni en 0,5 mm, sumir jafnvel um 0,1 mm, þyngdin á metra er aðeins nokkur grömm upp í tugi gramma, en lengdin getur náð nokkrum metrum eða jafnvel hundruðum metra.
5) Kröfur um víddarnákvæmni og rúmfræðilegt þol fyrir þversnið eru mjög strangar. Almennt séð eru þolmörk lítilla nákvæmnisprófíla úr álblöndu meira en tvöfalt ströngari en þolmörk sérstaks gæða í JIS, GB og ASTM stöðlum. Þykktarþol almennra nákvæmnisprófíla úr álblöndu þarf að vera á bilinu ±0,04 mm til 0,07 mm, en þversniðsþol fyrir mjög nákvæma álblöndu má vera allt að ±0,01 mm. Til dæmis er þyngd nákvæmnis álprófíla sem notaður er fyrir potentiometer 30 g/m² og þolmörk þversniðsstærðarinnar eru ±0,07 mm. Þversniðsþol nákvæmnis álprófíla fyrir vefstóla er ±0,04 mm, hornfrávikið er minna en 0,5° og beygjustigið er 0,83 × L. Annað dæmi er nákvæmni, ofurþunn, flat rör fyrir bíla, með 20 mm breidd, 1,7 mm hæð, 0,17 ± 0,01 mm veggþykkt og 24 holur, sem eru dæmigerðar fyrir ofurnákvæmar álprófílar.
(6) Það hefur mikið tæknilegt innihald og er mjög erfitt að framleiða og hefur sérstakar kröfur um útdráttarbúnað, verkfæri, stykki og framleiðsluferli. Mynd 1 er dæmi um þversnið nokkurra lítilla nákvæmnis álfelgjuprófíla.
2. Flokkun á sérstökum nákvæmnisútdráttarefnum úr álfelgum
Nákvæmar eða afar nákvæmar álþrýstihlutar eru mikið notaðir í rafeindatækjum, samskiptabúnaði og nýjustu vísindum, varnarmálum og hernaði, nákvæmum vélrænum tækjum, veikstraumsbúnaði, geimferðum, kjarnorkuiðnaði, orku- og raforkuiðnaði, kafbátum og skipum, bifreiðum og flutningatólum, lækningatækjum, vélbúnaði, lýsingu, ljósmyndun og rafeindatækjum. Almennt séð má skipta nákvæmum eða afar nákvæmum álþrýstihlutum í tvo flokka eftir útlitseinkennum þeirra: fyrsti flokkurinn eru snið með litlum víddum. Þessi tegund sniða er einnig kölluð afarlítil snið eða smálaga. Heildarstærð þeirra er venjulega aðeins nokkrir millimetrar, lágmarksveggjaþykkt er minni en 0,5 mm og einingarþyngd er nokkur grömm til tugir gramma á metra. Vegna lítillar stærðar þeirra eru venjulega krafist þröngra vikmörka á þeim. Til dæmis er vikmörk þversniðsmál minna en ±0,05 mm. Að auki eru kröfur um beina og snúning á pressuðum vörum einnig mjög strangar.
Hin gerðin eru prófílar sem eru ekki mjög litlir í þversniðsstærð en þurfa mjög strangar víddarþolskröfur, eða prófílar sem hafa flókna þversniðslögun og þunna veggþykkt þó að þversniðsstærðin sé stór. Mynd 2 sýnir sérlagaða rör (iðnaðarhreint ál) sem japanskt fyrirtæki hefur pressað út á 16,3MN lárétta vökvapressu með sérstöku klofnu deyja fyrir loftkælingarkæli í bílum. Erfiðleikarnir við pressumótun þessarar tegundar prófíls eru ekki minni en hjá fyrri gerðinni af afar litlum prófílum. Pressaðir prófílar með stórri þversniðsstærð og mjög strangar þolkröfur þurfa ekki aðeins háþróaða mótahönnunartækni heldur einnig stranga stjórnunartækni fyrir allt framleiðsluferlið frá óblandaðri vöru til fullunninnar vöru.
Frá því snemma á níunda áratugnum hefur útpressun lítilla og afar lítilla sniða þróast hratt vegna hagnýtrar notkunar á Conform samfelldri útpressunartækni og þróunar iðnaðartækni. Hins vegar, vegna ýmissa ástæðna eins og takmarkana á búnaði, gæðakröfum vöru og framfara í útpressunartækni, er framleiðsla lítilla sniða á hefðbundnum útpressunarbúnaði enn stór hluti. Mynd 2 sýnir nákvæmnissnið útpressunar hefðbundinna klofningsdeyja. Líftími mótsins (sérstaklega styrkur og slitþol sveiflubrúarinnar og mótkjarna) og efnisflæði við útpressun eru helstu þættirnir sem hafa áhrif á framleiðslu þess. Þetta er vegna þess að þegar sniðið er útpressað er stærð mótkjarnans lítil og lögunin flókin, og styrkur og slitþol eru mikilvægir þættir sem hafa áhrif á líftíma mótsins, líftími mótsins hefur bein áhrif á framleiðslukostnaðinn. Á hinn bóginn hafa mörg nákvæmnissnið þunna veggi og flókin form, og flæði efnisins við útpressunarferlið hefur bein áhrif á lögun og víddarnákvæmni sniðanna.
Til að koma í veg fyrir að oxíðfilma og olía á yfirborði efnisins flæði inn í vöruna og tryggja einsleit og áreiðanleg gæði vörunnar er hægt að afhýða efnin sem hituð hafa verið upp í stillt hitastig fyrir útpressun (kölluð heitflögnun) og síðan fljótt setja þau í útpressunartunnu til útpressunar. Á sama tíma ætti að halda útpressuðu þéttingunni hreinni til að koma í veg fyrir að olía og óhreinindi festist við þéttinguna við að fjarlægja umframþrýsting eftir eina útpressun og setja þéttinguna upp í næstu útpressun.
Samkvæmt nákvæmni í sniðum og lögun og staðsetningu má skipta sérstökum nákvæmnis álprófílum í sérstök nákvæm álprófíla og lítil (smá) álprófíla með mikilli nákvæmni. Almennt séð fer nákvæmnin fram úr landsstöðlum (eins og GB, JIS, ASTM, o.s.frv.). Mjög nákvæmir álprófílar með mikilli nákvæmni eru kallaðir sérstakir nákvæmnis álprófílar, til dæmis ef víddarþolið er yfir ±0,1 mm, er veggþykktarþol brotins yfirborðs innan ±0,05 mm ~ ±0,03 mm.
Þegar nákvæmni þess er meira en tvöföld miðað við landsstaðlaða afar nákvæmni er það kallað lítill (smá) afar nákvæmur álprófíll, svo sem lögunarþol upp á ±0,09 mm og veggþykktarþol upp á ±0,03 mm ~ ±0,01 mm fyrir lítil (smá) prófíl eða pípu.
3. Þróunarhorfur á sérstökum nákvæmnisútdráttarefnum úr áli og álblöndu
Árið 2017 fór framleiðsla og sala á álvinnsluefnum í heiminum yfir 6000kt/a, þar af fór framleiðsla og sala á útpressunarefnum úr áli og álblöndu yfir 25000kt/a, sem nemur meira en 40% af heildarframleiðslu og sölu á áli. Meðalstórir álpressaðir stangir námu 90%, þar af voru almennir prófílar og stangir og lítil og meðalstór byggingarprófílar meira en 80% af stöngunum, stórir og meðalstórir prófílar og sérstakir sérprófílar og stangir námu aðeins um 15%. Pípur námu um 8% af útpressuðu álblönduefni, en mótaðir pípur og sérstakir sérpípur námu aðeins um 20% af pípunum. Af ofangreindu má sjá að mest framleiðsla og sala á útpressunarefnum úr áli og álblöndu og mest notuð eru lítil og meðalstór byggingarprófílar, almennir prófílar, stangir og pípur. Sérstakir prófílar, stangir og pípur ná aðeins um 15% og helstu einkenni slíkra vara eru: með sérstökum aðgerðum eða afköstum; tileinkað ákveðnu tilgangi; Stórar eða litlar forskriftir; með afar mikilli nákvæmni í vídd eða yfirborðskröfum. Þess vegna er fjölbreytnin meiri og framleiðslulotan minni, þörfin er á að auka sérstök ferli eða bæta við sérstökum búnaði og verkfærum, framleiðslan er erfið og tæknilegt efnið hátt, framleiðslukostnaðurinn eykst og virðisaukinn eykst.
Með framþróun vísinda og tækni og stöðugum umbótum á lífskjörum fólks hafa verið gerðar hærri og hærri kröfur um framleiðslu, gæði og fjölbreytni ál- og álframleiðsluafurða, sérstaklega á undanförnum árum hefur tilkoma vöruþróunar stuðlað að þróun sérstakra sniða og pípa með sérsniðnum eiginleikum og sértækri notkun.
Nákvæmir prófílar eru mikið notaðir í rafeindatækjum, fjarskiptum, póst- og fjarskiptabúnaði, nákvæmnisvélum, nákvæmnistækjum, veikstraumsbúnaði, flug- og geimferðum, kjarnorkukafbátum og skipum, bílaiðnaði og öðrum sviðum þar sem mjög nákvæmir hlutar eru smáir, þunnveggir og með mikla þversniðsstærð. Venjulega eru þolkröfur mjög strangar, til dæmis er þol á útlínum þversniðs minna en ±0,10 mm og þol á veggþykkt minna en ±0,05 mm. Að auki eru þolmörk á flatneskju, snúningi og öðrum formum og staðsetningu á útpressuðum vörum einnig mjög ströng. Að auki eru kröfur um búnað, mót og ferli mjög strangar í útpressunarferli sérstakra lítilla, nákvæmra álprófíla. Vegna hraðrar þróunar nútíma iðnaðar, nýjustu verkefna í varnarmálum og vísindarannsóknum og annarra verkefna og aukinnar sérstillingar hefur fjöldi, fjölbreytni og gæði lítilla, nákvæmra álprófíla aukist sífellt. Þó að mikið hafi verið þróað og framleitt af hágæða litlum, nákvæmum álprófílum á undanförnum árum, geta þeir samt ekki uppfyllt þarfir markaðarins. Sérstaklega er enn stórt bil á milli innlendrar tækni og búnaðar til framleiðslu á litlum, nákvæmum álprófílum og alþjóðlegs háþróaðs stigs, sem getur ekki uppfyllt eftirspurn innlendra og erlendra markaða og verður að ná í.
4. Niðurstaða
Ál og álblöndur með sérstakri nákvæmni (prófílar og pípur) eru flókin í lögun, þunnveggjaþykkt, kröfur um víddarþol og nákvæmni í lögun og staðsetningu eru mjög strangar. Tæknilegt efni er mikið og framleiðsla á hágæða og fínu efni er erfið. Það er ómissandi lykilefni fyrir þjóðarbúið og varnarmál landsins, notkunarsviðið er mjög fjölbreytt og þróunarmöguleikar efnisins eru lofandi. Framleiðsla þessarar vöru hefur sérstakar kröfur um billet, verkfæri og útdráttarbúnað og útdráttarferli og þarf að leysa fjölda lykiltæknilegra vandamála til að fá framúrskarandi vörur í lotum.
Ritstýrt af May Jiang frá MAT Aluminum
Birtingartími: 7. apríl 2024
