Extrusion von Aluminium: Bildung eines "Pilzes" ("Hut")

Beim Strangpressen (Pressen) von Aluminiumsorten und "weichen" Aluminiumlegierungen, wie Legierung AD31 (6060/6063), нередко возникает проблема выдавливания металла в зазор между втулкой контейнера и зеркалом матрицы.

Гриб или шляпа?

Это явление прессовщики алюминия называют по-разному: кто «грибом», а кто «шляпой»оно похоже и на то, и на другое (рисунок 1). Причиной этой проблемы является недостаточная герметизация – по разным причинам – стыка между контейнером и матрицей. Англоязычные прессовщики алюминия называют это явление «flare».

ekstrusiya-alyuminiya-grib-shlyapaBild 1 – Образование «гриба» (шляпы») при прессовании мягких алюминиевых сплавов [2]

Три причины возникновения «гриба» («шляпы»)

Неплоскостность торца втулки контейнера

Нарушение плоскостности торца втулки контейнера из-за налипание на него алюминия, износа втулки контейнера или выбоин на втулке контейнера. Это снижает герметизацию стыка контейнера и матрицы.

Слишком малый диаметр матрицы

Слишком малый диаметр матрицы по сравнению с наружным диаметром контейнера. Матрицы с малым диаметром постепенно вырабатывают на торце втулки контейнера отпечаток матрицы. Если затем на пресс устанавливают матрицу с большим, normal, Durchmesser, то алюминию легче найти свой путь наружу и образовать «гриб» («шляпу»).

Недостаточный прижим контейнера к матрице

Недостаточный прижим контейнера к матрице происходит из-за снижения давления в цилиндрах перемещения контейнера.

В начале прессования торец втулки контейнера надежно прижимается к зеркалу матрицы за счет совместного воздействия давления прижима и усилия торможения заготовки о стенку контейнера (рисунок 2).

ekstrusiya-alyuminiya-bolshaya-zagotovkaBild 2 – Начало цикла прессования: длинная заготовка и значительное усилие торможения заготовки об стенку контейнера [1].

С продолжением прессования заготовка становится короче, а усилие торможения заготовки о стенку контейнера снижается, пока не достигнет минимума с достижением длины заготовки толщины пресс-остатка (рисунок 3).

ekstrusiya-alyuminiya-grib-shlyapa-2Bild 3 – Конец цикла прессования: короткая заготовка и малое усилие торможения заготовки об стенку контейнера [1].

В этом положении герметизация втулки контейнера с зеркалом матрицы обеспечивается только за счет давления прижима контейнера цилиндрами перемещения контейнера. Außerdem, остаток заготовки находится в более пластичном состоянии за счет повышения ее температуры в конце цикла прессования, что также способствует выдавливанию металла через зазор. В таких случаях до замены втулки контейнера образования «гриба» («шляпы») можно избежать путем временного увеличения толщины пресс-остатка.

Как избежать образования «гриба» («шляпы»)

Для предотвращения образования «гриба-шляпы» принимают нескольких превентивных мер, Alle Schweißnähte beim Schmelzschweißen haben Bereiche mit stark unterschiedlichen Mikrostrukturen

«Правильный» диаметр матрицы, wie auf dem bild gezeigt 4.

Spur, чтобы торец втулки контейнера всегда был чистым.

Периодически проверять величину давления запирания контейнера цилиндрами перемещения контейнера.

ekstrusiya-alyuminiya-normalyy-matrichnyy-komplektBild 4 – «Правильный» диаметр матрицы способствует предотвращению образования «гриба» («шляпы») [1].

Quellen:
1. Saha P. Aluminium-Extrusionstechnologie, AMS International, 2000.
2. Bello L. Werkzeugkorrekturen bei sich ändernden Fließeigenschaften, Seminar zur Aluminium-Strangpresstechnik, 1977.