En règle générale, pour obtenir de meilleures propriétés mécaniques, il est conseillé de choisir une température d'extrusion plus élevée. Cependant, pour l'alliage 6063, une température d'extrusion générale supérieure à 540 °C n'améliore plus les propriétés mécaniques du profilé, et une température inférieure à 480 °C peut entraîner une baisse de la résistance à la traction.
Une température d'extrusion trop élevée peut entraîner l'apparition de bulles, de fissures, de rayures superficielles et même de bavures sur le produit, dues à l'adhérence de l'aluminium au moule. Par conséquent, pour obtenir des produits présentant une qualité de surface élevée, des températures d'extrusion relativement basses sont souvent utilisées.
Un bon équipement est également essentiel pour améliorer l'efficacité de la production d'extrusion d'aluminium, notamment les trois principaux éléments : l'extrudeuse, le four de chauffage des barres d'aluminium et le four de chauffage des moules. De plus, le plus important est de disposer d'un excellent opérateur d'extrusion.
Analyse thermique
Les barres et tiges d'aluminium doivent être préchauffées avant l'extrusion pour atteindre une température proche de la température de solvus, afin que le magnésium puisse fondre et s'écouler uniformément dans le matériau. Une fois la tige d'aluminium introduite dans l'extrudeuse, la température ne varie pratiquement pas.
Au démarrage de l'extrudeuse, l'énorme force de poussée de la tige d'extrusion expulse l'aluminium ramolli hors de la filière, ce qui génère d'importantes frictions, converties en température, de sorte que la température du profilé extrudé dépasse la température de solvus. À ce moment, le magnésium fond et s'écoule, ce qui est extrêmement instable.
Lorsque la température augmente, elle ne doit pas dépasser la température de solidus, sinon l'aluminium fondra également et le profil ne pourra pas être formé. Prenons l'exemple de l'alliage de la série 6000 : la température d'une barre d'aluminium doit être maintenue entre 400 et 540 °C, de préférence entre 470 et 500 °C.
Une température trop élevée provoquera une déchirure ; une température trop basse réduira la vitesse d'extrusion et la majeure partie du frottement généré par l'extrusion sera convertie en chaleur, entraînant une augmentation de la température. Cette augmentation est proportionnelle à la vitesse et à la pression d'extrusion.
La température de sortie doit être maintenue entre 550 et 575 °C, et au moins supérieure à 500 et 530 °C. Sinon, le magnésium contenu dans l'alliage d'aluminium ne peut pas fondre et altère les propriétés du métal. Elle ne doit cependant pas dépasser la température de solidus, car une température de sortie trop élevée provoquerait des déchirures et altérerait la qualité de surface du profilé.
La température d'extrusion optimale de la tige d'aluminium doit être ajustée en fonction de la vitesse d'extrusion, de sorte que la différence de température ne soit ni inférieure à la température de solvus, ni supérieure à la température de solidus. Les températures de solvus varient selon les alliages. Par exemple, la température de solvus de l'alliage 6063 est de 498 °C, tandis que celle de l'alliage 6005 est de 510 °C.
Vitesse du tracteur
La vitesse du tracteur est un indicateur important de l'efficacité de la production. Cependant, différents profils, formes, alliages, tailles, etc. peuvent influencer la vitesse du tracteur, ce qui ne peut être généralisé. Les usines occidentales modernes de profilés extrudés peuvent atteindre une vitesse de tracteur de 80 mètres par minute.
Le débit de la tige d'extrusion est un autre indicateur important de productivité. Il se mesure en millimètres par minute et est souvent plus fiable que la vitesse du tracteur pour étudier l'efficacité de la production.
La température du moule est essentielle à la qualité des profilés extrudés. Elle doit être maintenue à environ 426 °C avant l'extrusion, afin d'éviter tout risque d'encrassement, voire d'endommagement du moule. La trempe a pour but de « geler » le magnésium, élément d'alliage, en stabilisant les atomes de magnésium instables et en les empêchant de se déposer, afin de préserver la résistance du profilé.
Il existe trois principales méthodes de trempe : le refroidissement par air, le refroidissement par brouillard d'eau et le refroidissement par réservoir d'eau. Le type de trempe utilisé dépend de la vitesse d'extrusion, de l'épaisseur et des propriétés physiques requises du profilé, notamment de sa résistance. Le type d'alliage est un indicateur complet de sa dureté et de ses propriétés élastiques. Les types d'alliages d'aluminium ont été spécifiés en détail par l'American Aluminum Association, et on distingue cinq états fondamentaux :
F signifie « tel que fabriqué ».
O signifie « produits corroyés recuits ».
T signifie qu'il a été « traité thermiquement ».
W signifie que le matériau a été traité thermiquement en solution.
H fait référence aux alliages non traitables thermiquement qui sont « travaillés à froid » ou « écrouis ».
La température et la durée sont deux paramètres qui nécessitent un contrôle strict du vieillissement artificiel. Dans le four de vieillissement artificiel, la température doit être constante à tous les niveaux. Bien que le vieillissement à basse température puisse améliorer la résistance des profilés, la durée nécessaire doit être augmentée en conséquence. Pour obtenir les meilleures propriétés physiques du métal, il est nécessaire de sélectionner l'alliage d'aluminium approprié et sa forme optimale, d'utiliser un mode de trempe adapté, et de contrôler la température et la durée de vieillissement appropriées afin d'améliorer le rendement. Ce rendement est un autre indicateur important de l'efficacité de la production. Il est théoriquement impossible d'atteindre un rendement de 100 %, car les mégots risquent de se détacher du matériau sous l'effet des pincements des tracteurs et des tendeurs.
Édité par May Jiang de MAT Aluminum
Date de publication : 05/06/2023
