Aluminium-Extrusion

Extrusionsstumpf

The butt in direct aluminium extrusion

Während des Extrusionsprozesses, Haftreibung tritt normalerweise zwischen Knüppel und Behälter auf. Dies führt zu einem inhomogenen Materialfluss in Richtung der Matrize. Die Mitte des Knüppels fließt schneller zur Matrize als die Knüppeloberfläche (Abbildung 1). Am Ende des Extrusionshubs, der tatsächliche Legierungsfluss in die Matrize ist verjüngt. This leaves a dead metal zone at the end of the Container. In diesem Bereich Oxide, und andere Einschlüsse und Verunreinigungen aus der Haut des Knüppels werden angesammelt. Daher muss die Extrusion gestoppt werden, bevor diese verunreinigte Legierung durch die Düse getragen wird, und in das Produkt. This residue then forms the extrusion butt. Nachdem jeder Knüppel extrudiert wurde, the container is opened to expose the extrusion butt. The extrusion butt must then be sheared off before the container is closed, and the next billet is loaded (Figure 2 und 3).
Abbildung 1 [1]

Abbildung 2 – Shearing of the butt [2]

(a) Ende der Extrusion des ersten Barrens;
(b) Abscheren des Knüppelstumpfes vom ersten Knüppel;
(c) Laden des zweiten Knüppels in den Behälter;
(d) Beginn der Extrusion des zweiten Barrens
Abbildung 3

The thicknes of the extrusion butt

When the length of the billet in the container decreases and approaches the specified length of the butt, aluminum starts to flow more radially towards the center of the billet. Das ist weil, that when the extrusion cycle ends, friction between the billet and the container wall is reduced to a minimum. The change in friction between the blank and the container during the extrusion cycle is shown schematically in Figure 4 [1].

Abbildung 4 – The change in friction between the workpiece and
container during the direct extrusion cycle [1]

Setting butt thickness

The thickness of the press residue is usually assigned from the following considerations, so he:

  • separated from the metal in the matrix as easily as possible
  • does not damage the metal remaining in the matrix and
  • removed from the press.

Es ist bekannt, that the surface layer preformthe surface of the aluminum ingot – It contains a significant amount of pollution, einschließlich, various oxides of the alloying elements of the alloy. At the end of the pressing cycle, these surface contaminants accumulate at the end of the workpiece and begin to flow inwards. extruded profile.

This process begins when the length of the discard about 15 % of the original blank length. This is much more than that press residue, which is removed in most extrusion presses. Jedoch, considered, These inclusions are usually completely fall into the aluminum profile and therefore do not affect the quality of its surface. Except in cases, when etched profiles, Zum Beispiel, when eloxieren. The scheme for calculating the thickness of the press residue is shown in the figure. 5.

Abbildung 5 – Relationship between dead zone dimensions and
thickness of the press residue [1]

Butt separation

  • Konstruktionsüberlegungen des Schermessers sind in Abhängigkeit von der Legierung und den typischerweise in der Presse verwendeten Stoßlängen erforderlich. Deswegen, Bei Produktwechseln können Klingentypwechsel erforderlich sein.
  • Im Falle einer weicheren 6xxx-Legierungsextrusion, die Schneide- und Curl-Klinge muss mit einer scharfen Kante und einer schaufelförmigen Rückseite versehen sein, um ein effektives Entfernen des Stumpfes zu ermöglichen.
  • Wie bei jedem Schneidmesser muss der Abstand zwischen dem Schermesser und der Werkzeugfläche kontrolliert werden.
  • Die Schmierung der Rückseite der Klinge fördert das Fließen des Kolbens über die Klinge, und hilft bei der Po-Ablösung.
  • Schermesser sollten in regelmäßigen Abständen aus der Presse entfernt und überprüft und bei Bedarf ersetzt werden.

Abbildung 6 – Messerschere [4]
Die effektivste Geometrie, erfordert aber gute Extrusionspraktiken.
Die 2-teilige Ausführung ermöglicht einen Schneidkantenwechsel an der Presse und kann an alle Klingentypen angepasst werden

Abbildung 7 – Schaufelschere [4]
Weiche Legierungen (6060, 6063).
Typische Po-Länge 20-35 mm.
Bietet eine „Cut and Curl“-Aktion. Verhält sich wie eine Messerklinge, um die Schnittstelle zwischen Kolben und Matrize zu durchtrennen


Abbildung 8 – DELTA-Schermesser [4]
Mittlere Legierungen (6061, 6082).
Typische Po-Länge 30-60 mm.
Bietet eine „Cut and Split“-Aktion, um die Butt/Matrize-Schnittstelle zu durchtrennen

Abbildung 9 – 90° Schermesser [4]. Hartlegierungen (7075).
Typische Kolbenlänge länger als 60 mm.
Verhält sich wie eine Schere, eher als ein Messer, und schert durch die Kolben/Form-Grenzfläche.

Quellen:

  1. Saha P. K. Aluminium-Extrusionstechnologie – ASM International, 2000
  2. E. Giarmas und D. Tzetzis – 6th International Conference on Manufacturing Engineering, Griechenland, 5-6 Oktober 2017
  3. Modellierung der Bildung von Querschweißnähten während der Billet-on-Billet-Extrusion / Yahya Mahmoodkhaniet al – Materialien, 2014, 7, 3470-3480
  4. Castool.com