Animación 3D que muestra el proceso de extrusión de aluminio

1. Preparación de materias primas

Lingotes de aluminio y aleaciones de aluminio: Los perfiles de extrusión de aluminio suelen utilizar lingotes de aluminio o aleaciones de aluminio formuladas según los requisitos de la aplicación. Las aleaciones más comunes pertenecen a la serie 6000 (como 6063 y 6061), que ofrecen buenas propiedades de extrusión y rendimiento mecánico.

Control de la composición de la aleación: Antes de la fundición, es común agregar otros elementos metálicos (como magnesio y silicio) a los lingotes de aluminio para mejorar sus propiedades mecánicas y su capacidad de procesamiento.

2. Fundición y colado

Proceso de fusión: Los lingotes de aluminio se colocan en un horno y se funden a altas temperaturas, formando aluminio líquido. La temperatura de fusión suele rondar los 700°C. Durante la fusión, es necesario agitar constantemente para garantizar la uniformidad del aluminio líquido.

Desgasificación y refinado: Durante la fusión, el aluminio líquido reacciona con impurezas como el oxígeno y el hidrógeno presentes en el aire, formando burbujas o inclusiones. Para mejorar la pureza del aluminio líquido, se lleva a cabo un proceso de desgasificación, utilizando agentes refinadores para eliminar las impurezas.

Colado de lingotes de aluminio: El aluminio líquido se vierte en moldes mediante equipos de colado continuo, formando lingotes cilíndricos (llamados tochos), que sirven como materia prima para la extrusión.

3. Tratamiento de homogeneización

Los lingotes colados deben someterse a un tratamiento térmico de homogeneización, lo que implica mantenerlos a alta temperatura (alrededor de 500°C) durante un tiempo determinado, seguido de un enfriamiento lento. Este proceso mejora la microestructura de la aleación de aluminio, reduce el estrés interno y aumenta la tenacidad del material.

4. Preparación para el calentamiento

Antes de la extrusión, los lingotes deben calentarse a una temperatura adecuada, generalmente entre 400°C y 500°C. El objetivo del calentamiento es suavizar el aluminio para facilitar su formación a través del molde de extrusión. La temperatura y el tiempo de calentamiento deben controlarse rigurosamente para evitar la oxidación superficial de los lingotes o problemas de sobrecalentamiento.

5. Extrusión

Uso de la prensa de extrusión: Una vez calentado, el lingote de aluminio se coloca en la prensa de extrusión, donde se aplica una alta presión para hacer pasar el aluminio a través de un molde especialmente diseñado, dando lugar a la sección transversal deseada del perfil. La presión de la prensa de extrusión puede alcanzar miles de toneladas.

Diseño del molde: El molde determina la forma de la sección transversal del perfil, por lo que su diseño y fabricación son cruciales. Durante el proceso de extrusión, la velocidad, temperatura y forma del aluminio al salir del molde deben controlarse con precisión.

Tipos de extrusión: Los métodos comunes de extrusión incluyen la extrusión directa (donde el lingote se empuja hacia el molde) y la extrusión inversa (donde el aluminio se extruye en dirección opuesta).

6. Enfriamiento y estiramiento

Proceso de enfriamiento: Después de ser extruidos a través del molde, los perfiles de aluminio se transportan inmediatamente a una mesa de enfriamiento, donde se enfrían rápidamente mediante aire o agua. El enfriamiento es necesario para solidificar la forma del perfil y mejorar sus propiedades mecánicas.

Estiramiento: Simultáneamente al enfriamiento, los perfiles se someten a un estiramiento para eliminar el estrés interno generado durante la extrusión, asegurando la rectitud y planitud del perfil. La cantidad de estiramiento suele ser del 1% al 2%, lo que ayuda a mejorar el rendimiento mecánico del perfil.

7. Corte y tratamiento térmico

Corte: Los perfiles enfriados y estirados se cortan a la longitud especificada según los requisitos del cliente. El corte generalmente se realiza con sierras automáticas para garantizar superficies de corte planas y precisas.

Tratamiento térmico (envejecido): Algunos perfiles de aluminio pasan por un proceso de envejecido para aumentar la dureza y resistencia del material. Este proceso implica calentar los perfiles a una temperatura específica (como entre 160°C y 200°C), mantenerlos durante varias horas y luego enfriarlos. Después del envejecimiento, las propiedades mecánicas del aluminio mejoran significativamente.