Prosessegenskaper og anvendelsesanalyse av direkte og indirekte ekstrudering for aluminiumslegeringer

Selv om så godt som alle aluminiumslegeringer i teorien er ekstruderbare, krever evaluering av ekstruderbarheten til en spesifikk del en omfattende vurdering av faktorer som dimensjoner, geometri, legeringstype, toleransekrav, skraphastighet, ekstruderingsforhold og tungeforhold. I tillegg er det viktig å avgjøre om direkte eller indirekte ekstrudering er den mest passende formingsmetoden.

Direkte ekstrudering er den mest brukte prosessen, karakterisert ved sin relativt enkle design og sterke tilpasningsevne, noe som gjør den egnet for et bredt spekter av profilproduksjon. I denne metoden skyves en forvarmet aluminiumsbarre av en stempelstang gjennom en stasjonær dyse, og materialet strømmer i samme retning som stempelstangen. Friksjon mellom barren og beholderen er iboende i denne prosessen. Denne friksjonen forårsaker varmeoppbygging og økt energiforbruk, noe som fører til variasjoner i temperatur og deformasjonsarbeid langs ekstruderingens lengde. Følgelig kan disse variasjonene påvirke kornstrukturen, mikrostrukturen og dimensjonsstabiliteten til sluttproduktet. Dessuten, siden trykket har en tendens til å avta gjennom ekstruderingssyklusen, kan profildimensjonene bli inkonsistente.

I motsetning til dette innebærer indirekte ekstrudering en dyse montert på ekstruderingsstempelet som påfører trykk i motsatt retning på en stasjonær aluminiumsbarre, noe som får materialet til å flyte i revers. Fordi barren forblir statisk i forhold til beholderen, er det ingen friksjon mellom barren og beholderen. Dette resulterer i mer konsistente formingskrefter og energitilførsel gjennom hele prosessen. De ensartede deformasjons- og termiske forholdene som oppnås gjennom indirekte ekstrudering, gir produkter med forbedret dimensjonsnøyaktighet, mer konsistent mikrostruktur og forbedrede mekaniske egenskaper. Denne metoden er spesielt fordelaktig for applikasjoner som krever høy konsistens og maskinbearbeidbarhet, for eksempel skruemaskinmateriale.

Til tross for sine metallurgiske fordeler har indirekte ekstrudering visse begrensninger. Enhver overflateforurensning på barren kan direkte påvirke overflatefinishen til ekstrudatet, noe som gjør det nødvendig å fjerne den støpte overflaten og opprettholde en ren barreoverflate. I tillegg, fordi dysen må støttes og la ekstrudatet passere gjennom, reduseres den maksimalt tillatte profildiameteren, noe som begrenser størrelsen på ekstruderbare former.

På grunn av stabile prosessforhold, ensartede struktur og overlegen dimensjonskonsistens har indirekte ekstrudering blitt en kritisk metode for å produsere høypresterende aluminiumstenger. Ved å minimere prosessvariasjoner under ekstrudering forbedrer den maskinbearbeidbarheten og påføringspåliteligheten til ferdige produkter betydelig.