Sebenarnya, proses ekstrusi paduan aluminium dimulai dengan desain produk karena desain produk didasarkan pada persyaratan penggunaan yang ditentukan yang menentukan parameter akhir produk, seperti kinerja pemrosesan mekanis produk, kinerja perawatan permukaan, dan penggunaan persyaratan lingkungan yang telah ditentukan. menentukan pilihan jenis paduan aluminium ekstrusi. Dengan paduan aluminium yang sama, kinerja profil aluminium ekstrusi tergantung pada bentuk desain produk yang menentukan bentuk cetakan ekstrusi. Setelah masalah desain diselesaikan, proses ekstrusi yang sebenarnya dimulai dengan ekstrusi batang cor aluminium. Batang cor aluminium harus dipanaskan untuk melunak sebelum ekstrusi dan memasukkan batang yang dipanaskan ke dalam silinder ingot ekstruder, kemudian silinder hidrolik daya tinggi mendorong batang ekstrusi yang memiliki bantalan ekstrusi di depan sehingga paduan aluminium yang dipanaskan dan dilunakkan akan diekstrusi dari lubang cetakan presisi di bawah tekanan kuat dari bantalan ekstrusi. Inilah peran cetakan: untuk menghasilkan bentuk produk yang diinginkan.
(Gambar ini adalah diagram skema dari ekstruder hidrolik horizontal yang khas, dan arah ekstrusi adalah dari kiri ke kanan)
Ini adalah deskripsi sederhana tentang ekstrusi langsung yang paling banyak digunakan. Ekstrusi tidak langsung adalah proses yang serupa, tetapi dengan beberapa perbedaan. Dalam proses ekstrusi langsung, cetakan tidak bergerak, dan tekanan batang ekstrusi mendorong paduan aluminium melalui lubang cetakan. Sedangkan pada proses ekstrusi tidak langsung, die dipasang pada batang ekstrusi berongga, sehingga die diekstrusi ke batang aluminium kosong yang tidak bergerak, memaksa paduan aluminium melalui die ke batang ekstrusi berongga.
Padahal, proses ekstrusinya mirip dengan meremas pasta gigi. Ketika tekanan diterapkan pada ujung pasta gigi yang tertutup, pasta gigi berbentuk silinder diperas dari lubang bundar. Jika bukaannya rata, pasta gigi diperas dari pita. Tentu saja, bentuk kompleks dapat diperas dari bukaan dengan bentuk yang sama juga. Misalnya, pembuat kue membuat segala macam hiasan tepi dengan menggunakan tabung berbentuk khusus untuk memeras es krim. Apa yang mereka lakukan adalah pembentukan ekstrusi. Meskipun Anda tidak dapat membuat produk dari pasta gigi atau es krim, atau memeras paduan aluminium ke dalam tabung aluminium dengan jari Anda, tetapi mengandalkan mesin pres hidrolik bertenaga tinggi untuk memeras paduan aluminium dari bentuk tertentu dari lubang mati untuk menghasilkan lebar berbagai produk yang berguna dari hampir semua bentuk.
(Di bawah (kiri) profil pertama baru saja diekstrusi pada awal ekstrusi, dan (kanan) profil aluminium sedang dalam proses produksi.)
Batang aluminium
Batang aluminium adalah blanko dalam proses ekstrusi, tidak peduli padat atau berongga, biasanya berbentuk silinder biasa yang panjangnya ditentukan oleh silinder ingot ekstrusi. Umumnya, batang aluminium dicetak dengan pengecoran, tetapi juga dengan penempaan atau penempaan bubuk, dengan menyesuaikan komposisi paduan potongan gergaji batang paduan aluminium. Selanjutnya, paduan aluminium terdiri dari lebih dari satu elemen logam (biasanya tidak lebih dari 5 persen) elemen (seperti tembaga, magnesium, silikon, mangan atau seng) yang meningkatkan sifat aluminium murni dan mempengaruhi proses ekstrusi.
Panjang batang aluminium dari masing-masing pabrikan tidak konsisten, yang ditentukan oleh panjang akhir profil aluminium, rasio ekstrusi, panjang pelepasan, dan kelonggaran ekstrusi. Panjang standar umumnya berkisar dari 26 inci (660mm) hingga 72 inci (1.830 mm), dan diameter luar berkisar dari 3 inci (76mm) hingga 33 inci (838mm), dan 6 inci (155mm) hingga 9 inci (228mm).
Proses produksi ekstrusi langsung
Billet-- tungku pemanas-- ekstrusi press dengan die-- gergaji-- luruskan-- oven penuaan
(Diagram ini menggambarkan langkah-langkah dasar ekstrusi profil aluminium)
Ketika bentuk produk akhir telah dikonfirmasi, paduan aluminium yang sesuai telah dipilih, dan pembuatan cetakan ekstrusi telah selesai, proses ekstrusi yang sebenarnya dimulai dan persiapan selesai. Batang aluminium dan alat ekstrusi kemudian dipanaskan. Selama proses ekstrusi, batang aluminium awalnya padat, tetapi menjadi lunak di tungku pemanas. Titik leleh paduan aluminium adalah sekitar 660 derajat. Suhu pemanasan khas untuk proses ekstrusi umumnya lebih besar dari 375 derajat dan dapat setinggi 500 derajat tergantung pada kondisi ekstrusi logam.
Proses ekstrusi yang sebenarnya dimulai ketika batang ekstrusi mulai memberikan tekanan pada batang aluminium di dalam ingot. Pengepres hidrolik yang berbeda dirancang untuk memeras dari 100 ton menjadi 15,000 ton, hampir semua tekanan. Gaya ekstrusi ini menentukan ukuran produk ekstrusi yang dihasilkan oleh mesin ekstrusi. Spesifikasi produk yang diekstrusi dinyatakan dengan ukuran penampang maksimum produk, terkadang mengacu pada diameter lingkaran luar produk.
Ketika ekstrusi baru saja dimulai, batang aluminium yang terkena reaksi perubahan cetakan pendek dan tebal sampai ekspansi batang aluminium dibatasi oleh dinding tabung ingot wadah, dan kemudian, ketika tekanan terus meningkat, lunak (masih ) logam padat tidak memiliki tempat untuk mengalir, mulai dari lubang pembentuk cetakan yang diperas ke ujung cetakan yang lain, ini menciptakan profil.
Sekitar 10 persen batang aluminium (termasuk kulit batang) tertinggal di dalam ingot drum, produk ekstrusi dipotong dari cetakan, dan logam yang tersisa di dalam ingot drum dibersihkan dan didaur ulang. Setelah produk meninggalkan cetakan, produk ekstrusi panas dipadamkan, dirawat secara mekanis dan berumur.
Ketika aluminium yang dipanaskan diekstrusi dari cetakan melalui silinder ingot, logam mengalir lebih cepat di tengah batang daripada di tepinya. Seperti yang ditunjukkan pita hitam di sisipan, logam di tepinya tertinggal sebagai sisa untuk didaur ulang.
Kecepatan ekstrusi tergantung pada paduan yang diekstrusi dan bentuk lubang mati. Mengekstrusi bahan berbentuk kompleks dengan paduan keras bisa selambat 1-2 kaki per menit sementara mengekstrusi bahan sederhana dengan paduan lunak bisa mencapai 180 kaki per menit, atau bahkan lebih cepat.
Panjang produk ekstrusi tergantung pada batang dan lubang outlet mati, dan ekstrusi kontinu tunggal dapat mengekstrusi hingga 200 kaki produk. Dalam ekstrusi cetakan terbaru, ketika produk yang diekstrusi meninggalkan mesin ekstrusi, itu ditempatkan pada geser keluar (setara dengan ban berjalan). Menurut paduan yang berbeda, cara pendinginan produk yang diekstrusi dibagi menjadi pendinginan alami, pendinginan udara atau pendinginan air. Ini adalah langkah penting dalam memastikan sifat logam produk setelah penuaan. Produk yang diekstrusi kemudian dipindahkan ke tempat tidur dingin.
Meluruskan
Setelah produk yang diekstrusi dipadamkan (didinginkan), giliran untuk meluruskan dan memperbaiki dengan tandu atau pelurus (peregangan juga diklasifikasikan sebagai pekerjaan dingin setelah ekstrusi). Akhirnya, alat pengangkut akan mengirim produk ke mesin pemotong gergaji.
Penggergajian
Penggergajian jadi yang khas adalah penggergajian produk dengan panjang komersial tertentu. Saat ini, gergaji bundar adalah yang paling banyak digunakan karena mesin gergaji lengan spiral akan diekstrusi secara vertikal dari gergaji bahan panjang. Ada juga gergaji yang dipotong dari bagian atas profil (seperti gergaji listrik). Juga, ada meja gergaji yang merupakan bilah gergaji disk yang naik dari bawah untuk memotong produk, dan kemudian bilah gergaji kembali ke bagian bawah meja untuk siklus berikutnya.
Gergaji bundar yang sudah jadi biasanya berdiameter 16 hingga 20 inci dan memiliki lebih dari 100 gigi karbida. Mata gergaji ukuran besar digunakan untuk ekstruder berdiameter besar.
Gergaji pelumas otomatis dilengkapi dengan sistem yang menyalurkan pelumas ke gergaji untuk memastikan efisiensi penggergajian dan permukaan gergaji yang optimal.
Perangkat pengepres otomatis menahan profil di tempatnya untuk digergaji, dan puing-puing penggergajian dikumpulkan untuk didaur ulang.
penuaan
Beberapa produk yang diekstrusi perlu berumur untuk mencapai kekuatan optimal, yang disebut pengerasan usia. Penuaan alami dilakukan pada suhu kamar sedangkan penuaan manual dilakukan di tungku penuaan. Secara akademis, ini disebut presipitasi - perlakuan panas fase yang ditingkatkan.
Ketika profil diekstrusi dari ekstruder, profil menjadi semi-padat. Tapi itu menjadi padat dengan cepat ketika didinginkan atau dipadamkan (apakah didinginkan dengan udara atau air). Paduan aluminium yang diperkuat tanpa perlakuan panas (seperti yang mengandung magnesium atau mangan) diperkuat oleh penuaan alami dan pengerjaan dingin. Paduan aluminium yang diperkuat dengan perlakuan panas (seperti paduan aluminium dengan tembaga, seng, magnesium dan silikon) dapat memperoleh kekuatan dan kekerasan yang lebih baik dengan perlakuan panas yang mempengaruhi struktur paduan aluminium.
Selain itu, penuaan adalah pengendapan seragam dari partikel fase yang diperkuat untuk mendapatkan kekuatan luluh maksimum, kekerasan dan elastisitas paduan khusus.
Sedang mengemas
Setelah penuaan penuh, baik di tungku atau pada suhu kamar, profil dipindahkan ke perawatan permukaan atau bengkel pemrosesan dalam untuk dikemas dan siap untuk diangkut ke pelanggan.
Profil aluminium dapat dikemas dengan berbagai cara
Mayoritas bengkel ekstrusi dikemas sesuai dengan persyaratan pengemasan. Profil harus ditumpuk untuk mencegah kerusakan permukaan, distorsi dan kerusakan lainnya. Terkadang, pelanggan memiliki persyaratan pengemasan sendiri. Tentu saja, produk ekstrusi tertentu memiliki metode pengemasan khusus untuk penyimpanan dan transportasi.
Bagian dari unit ekstrusi
Pelat depan dan belakang, batang pengikat dan mur harus sejajar.
Gambar berikut menunjukkan extruder dengan empat tiang tegangan. Extruder juga hanya dapat memiliki dua atau tiga tiang tegangan.
Batang ram didorong ke depan oleh piston/silinder ram dan didorong ke dalam wadah sebelum diekstrusi menjadi cetakan (dipasang pada pembawa alat).
Label berikut menunjukkan semua bagian dari proses:
(penampang dadu, penyangga dan guling.)
