1. Caractéristiques des matériaux d'extrusion de précision spéciaux en aluminium et en alliage d'aluminium
Ce type de produit a une forme spéciale, une épaisseur de paroi mince, un poids unitaire léger et des exigences de tolérance très strictes. De tels produits sont généralement appelés profilés (tuyaux) de précision (ou d'ultra-précision) en alliage d'aluminium, et la technologie permettant de produire de tels produits est appelée précision. (ou ultra-précision).
Les principales caractéristiques des extrusions spéciales de précision (ou d’ultra-précision) en alliage d’aluminium sont :
(1) Il existe de nombreuses variétés, de petits lots, et la plupart d'entre eux sont des matériaux d'extrusion à usage spécial, qui sont utilisés dans presque tous les domaines et tous les aspects de la vie des gens, y compris tous les produits d'extrusion, tels que les tuyaux, les barres, les profilés. et des fils, impliquant divers alliages et états. En raison de sa petite section transversale, de sa fine épaisseur de paroi, de son poids léger et de ses petits lots, il n'est généralement pas facile d'organiser la production.
(2) Formes compliquées et contours spéciaux, principalement des profils ou des tuyaux façonnés, plats, larges, à ailes, dentés et poreux. La surface par unité de volume est grande et la technologie de production est difficile.
(3) Large application, performances spéciales et exigences fonctionnelles. Afin de répondre aux exigences d'utilisation du produit, de nombreux états d'alliage sont sélectionnés, couvrant presque tous les alliages des séries 1××× à 8××× et des dizaines d'états de traitement, avec un contenu technique élevé.
(4) Aspect exquis et épaisseur de paroi fine, généralement inférieure à 0,5 mm, certains atteignent même environ 0,1 mm, le poids par mètre n'est que de quelques grammes à des dizaines de grammes, mais la longueur peut atteindre plusieurs mètres, voire des centaines de mètres. .
5) Les exigences de précision dimensionnelle et de tolérance géométrique de la section sont très strictes. De manière générale, les tolérances des petits profilés de précision en alliage d'aluminium sont plus de deux fois plus strictes que les tolérances de qualité spéciale des normes JIS, GB et ASTM. La tolérance d'épaisseur de paroi des profilés en alliage d'aluminium de précision générale doit être comprise entre ± 0,04 mm et 0,07 mm, tandis que la tolérance de taille de section des profilés en alliage d'aluminium d'ultra-précision peut atteindre ± 0,01 mm. Par exemple, le poids du profilé en aluminium de précision utilisé pour le potentiomètre est de 30 g/m et la plage de tolérance de la taille de la section est de ± 0,07 mm. La tolérance de taille transversale des profilés en aluminium de précision pour métiers à tisser est de ± 0,04 mm, l'écart d'angle est inférieur à 0,5° et le degré de flexion est de 0,83 × L. Un autre exemple est le tube plat ultra-mince de haute précision pour automobiles, avec une largeur de 20 mm, une hauteur de 1,7 mm, une épaisseur de paroi de 0,17 ± 0,01 mm et 24 trous, qui sont des profilés typiques en alliage d'aluminium d'ultra-précision.
(6) Il a un contenu technique élevé et est très difficile à produire, et comporte des exigences particulières en matière d'équipement d'extrusion, d'outils, de billettes et de processus de production. La figure 1 est un exemple de section de quelques petits profilés en alliage d'aluminium de précision.
2. Classification des matériaux d'extrusion de précision spéciaux en alliage d'aluminium
Les extrusions d'alliages d'aluminium de précision ou d'ultra-précision sont largement utilisées dans les instruments électroniques, les équipements de communication et la science de pointe, la défense nationale et l'industrie militaire, les instruments mécaniques de précision, les équipements à courant faible, l'aérospatiale, l'industrie nucléaire, l'énergie et l'électricité, les sous-marins et les navires, automobiles et outils de transport, équipements médicaux, outils matériels, éclairage, photographie et appareils électroniques. D'une manière générale, les extrusions d'alliages d'aluminium de précision ou d'ultra-précision peuvent être divisées en deux catégories selon leurs caractéristiques d'aspect : la première catégorie est celle des profilés de petites dimensions. Ce type de profil est également appelé profil ultra-petit ou mini-forme. Sa taille globale n'est généralement que de quelques millimètres, l'épaisseur minimale de la paroi est inférieure à 0,5 mm et le poids unitaire est de plusieurs grammes à plusieurs dizaines de grammes par mètre. En raison de leur petite taille, des tolérances strictes sont généralement requises. Par exemple, la tolérance des dimensions transversales est inférieure à ± 0,05 mm. De plus, les exigences en matière de rectitude et de torsion des produits extrudés sont également très strictes.
L'autre type est celui des profils qui ne sont pas très petits en termes de section transversale mais nécessitent des tolérances dimensionnelles très strictes, ou des profils qui ont une forme de section transversale complexe et une épaisseur de paroi mince bien que la taille de la section transversale soit grande. La figure 2 montre le tube de forme spéciale (aluminium pur industriel) extrudé par une entreprise japonaise sur une presse hydraulique horizontale de 16,3 MN avec une filière fendue spéciale pour un condenseur de climatisation automobile. La difficulté de formage par extrusion de ce type de profilé n'est pas moindre que celle de l'ancien type de profilé ultra-petit. Les profilés extrudés avec une grande taille de section et des exigences de tolérance très strictes nécessitent non seulement une technologie avancée de conception de moules, mais nécessitent également une technologie de gestion stricte pour l'ensemble du processus de production, de l'ébauche au produit fini.
Depuis le début des années 1980, grâce à l’application pratique de la technologie d’extrusion continue Conform et au développement de la technologie industrielle, l’extrusion de petits et ultra-petits profilés s’est développée rapidement. Cependant, pour diverses raisons telles que les limitations des équipements, les exigences de qualité des produits et les progrès de la technologie d'extrusion, la production de petits profilés sur des équipements d'extrusion conventionnels représente encore une part importante. La figure 2 montre les profils de précision de l'extrusion de filières fendues classiques. La durée de vie du moule (en particulier la solidité et la résistance à l'usure du pont de dérivation et du noyau du moule) et le flux de matière lors de l'extrusion deviennent les principaux facteurs affectant sa production. En effet, lors de l'extrusion du profilé, la taille du noyau du moule est petite et la forme est complexe, et la résistance et la résistance à l'usure sont des facteurs importants affectant la durée de vie du moule, la durée de vie du moule affecte directement le coût de production. D'un autre côté, de nombreux profilés de précision ont des parois minces et des formes complexes, et le flux de matériaux pendant le processus d'extrusion affecte directement la forme et la précision dimensionnelle des profilés.
Afin d'empêcher le film d'oxyde et l'huile à la surface de la billette de s'écouler dans le produit et d'assurer la qualité uniforme et fiable du produit, la billette chauffée à la température réglée peut être pelée avant l'extrusion (appelée pelage à chaud), et puis placez-le rapidement dans le baril d'extrusion pour l'extrusion. Dans le même temps, le joint extrudé doit être maintenu propre pour empêcher l'huile et la saleté d'adhérer au joint pendant le processus d'élimination de l'excès de pression après une extrusion et d'installation du joint lors de l'extrusion suivante.
Selon la précision dimensionnelle de la section et la tolérance de forme et de position, l'extrusion d'alliage d'aluminium de précision spéciale peut être divisée en profils en alliage d'aluminium de précision spéciale et en petits profils (miniatures) en alliage d'aluminium de très haute précision. En général, sa précision dépasse la norme nationale (telle que GB, JIS, ASTM, etc.). L'ultra-haute précision est appelée profils en alliage d'aluminium de précision spéciale, par exemple, la tolérance dimensionnelle est supérieure à ± 0,1 mm, la tolérance d'épaisseur de paroi de la surface cassée se situe dans les profils et tuyaux de ±0,05 mm ~ ±0,03 mm.
Lorsque sa précision est plus du double de la norme nationale d'ultra-haute précision, on l'appelle un petit profil (miniature) en alliage d'aluminium d'ultra-haute précision, tel qu'une tolérance de forme de ± 0,09 mm, une tolérance d'épaisseur de paroi de ± 0,03 mm ~ ± 0,01 mm pour un petit profil ou tuyau (miniature).
3. Perspectives de développement des matériaux d'extrusion de précision spéciaux en aluminium et en alliage d'aluminium
En 2017, la production et les ventes de matériaux de transformation de l'aluminium dans le monde ont dépassé 6 000 kt/a, dont la production et les ventes de matériaux d'extrusion d'aluminium et d'alliages d'aluminium ont dépassé 25 000 kt/a, représentant plus de 40 % de la production et des ventes totales de aluminium. Les barres moyennes extrudées en aluminium représentaient 90 %, dont les profilés et barres généraux et les profilés de construction civile de petite et moyenne taille représentaient plus de 80 % de la barre, les profilés de grande et moyenne taille et les profilés et barres spéciaux spéciaux représentaient seulement environ 15%. Le tuyau représente environ 8 % du matériau extrudé en alliage d'aluminium, tandis que le tuyau profilé et le tuyau spécial spécial ne représentent qu'environ 20 % du tuyau. Il ressort de ce qui précède que la plus grande production et vente de matériaux d'extrusion d'aluminium et d'alliages d'aluminium et les plus largement utilisés sont les profilés pour bâtiments civils de petite et moyenne taille, les profilés généraux, les barres et les tuyaux. Et les profilés, barres et tuyaux spéciaux ne représentent qu'environ 15 %, les principales caractéristiques de ces produits sont : avec des fonctions ou des performances spéciales ; Dédié à un objectif particulier ; Avoir une taille de spécification grande ou petite ; Avec une précision dimensionnelle ou des exigences de surface extrêmement élevées. Par conséquent, la variété est plus grande et le lot est moindre, la nécessité d'augmenter les processus spéciaux ou d'ajouter des équipements et outils spéciaux, la production est difficile et le contenu technique est élevé, le coût de production est augmenté et la valeur ajoutée est augmentée.
Avec les progrès de la science et de la technologie et l'amélioration continue du niveau de vie des gens, des exigences de plus en plus élevées ont été mises en avant en matière de production, de qualité et de variété de produits d'extrusion d'aluminium et d'alliages d'aluminium, en particulier ces dernières années, l'émergence de la personnalisation des produits a a favorisé le développement de profils et de tuyaux spéciaux avec des caractéristiques personnalisées et des utilisations spécifiques.
Les profils d'ultra-précision sont largement utilisés dans les instruments électroniques, les communications, les équipements de poste et de télécommunications, les machines de précision, les instruments de précision, les équipements à courant faible, l'aérospatiale, les sous-marins et les navires nucléaires, l'industrie automobile et d'autres domaines de parois petites et minces, de taille de section très pièces précises. Habituellement, les exigences de tolérance sont très strictes, par exemple, la tolérance sur la taille du contour de la section est inférieure à ± 0,10 mm, la tolérance sur l'épaisseur de paroi est inférieure à ± 0,05 mm. De plus, la planéité, la torsion et autres tolérances de forme et de position des produits extrudés sont également très strictes. De plus, dans le processus d'extrusion de petits profilés spéciaux en alliage d'aluminium d'ultra-précision, l'équipement, le moule et le processus sont des exigences très strictes. En raison du développement rapide de l'industrie moderne, de la défense nationale et de la recherche scientifique de pointe et d'autres entreprises et de l'amélioration du degré de personnalisation, le nombre, la variété et la qualité des petits profils d'ultra-précision sont de plus en plus élevés, même si ces dernières années, a développé et produit de nombreux petits profilés en alliage d'aluminium ultra-précis de haute qualité, mais ne peut toujours pas répondre aux besoins du marché. En particulier, il existe encore un grand écart entre la technologie nationale et les équipements pour la production de petits ultra -profils en alliage d'aluminium de précision et niveau avancé international, qui ne peuvent pas répondre à la demande du marché national et étranger et doivent être rattrapés.
4. Conclusion
L'extrusion de précision spéciale en aluminium et en alliage d'aluminium (profils et tuyaux) est une sorte de forme complexe, d'épaisseur de paroi mince, de tolérance dimensionnelle et d'exactitude de forme et de position, les exigences sont très exigeantes, le contenu technique élevé, la production difficile de matériaux hauts et fins, est le national matériaux clés indispensables à l'économie et à la défense nationale, très large gamme d'utilisations, perspectives de développement prometteuses du matériau. La production de ce produit a des exigences particulières en matière de billettes, d'outillage et d'équipement d'extrusion et de processus d'extrusion, et une série de problèmes techniques clés doivent être résolus afin d'obtenir d'excellents produits par lots.
Edité par May Jiang de MAT Aluminium
Heure de publication : 07 avril 2024
