Proceso de Extrusión de Barras Redondas de Aleación de Aluminio

El aluminio y sus aleaciones desempeñan un papel crucial en múltiples industrias debido a sus excelentes propiedades, como baja densidad, alta resistencia, buena conductividad eléctrica, excelente resistencia a la corrosión y extraordinaria formabilidad. Además, el aluminio mantiene su rendimiento a bajas temperaturas, no es magnético, no produce chispas al impacto, absorbe el sonido y es resistente a la radiación nuclear. Estas ventajas brindan a la industria del aluminio un potencial de desarrollo ilimitado y un futuro prometedor.

Los perfiles de aluminio y de aleaciones de aluminio se utilizan ampliamente en la construcción, el transporte, la electrónica, la aeronáutica y otros campos. En los últimos años, debido a la creciente demanda de miniaturización y diseño liviano de los sistemas de aire acondicionado automotriz, la proporción de productos de aluminio extruido —como tubos y perfiles huecos utilizados en intercambiadores de calor— ha aumentado rápidamente. La extrusión de barras redondas de aleación de aluminio es un proceso relativamente complejo que requiere un control preciso de cada paso y parámetro del proceso. A continuación, se detalla el procedimiento:

I. Pasos de Extrusión

Disposición de barras → Calentamiento de barras → Calentar a 480 °C y mantener durante 1 hora → Calentamiento del troquel a 480 °C → Montaje del troquel en el portamatrices → Alimentación en la entrada de materia prima → Extrusión → Tracción → Enderezado → Envejecimiento → Salida del horno → Mantener a 200 °C durante 2 horas → Enfriamiento → Finalización

1. Preparación de Lingotes

Seleccionar lingotes de aleación de aluminio adecuados según los requisitos de rendimiento. Por ejemplo, la aleación 6063 se utiliza para perfiles arquitectónicos generales, mientras que la 7075 es adecuada para piezas estructurales de alta resistencia. Los lingotes se cortan a longitudes apropiadas con una tolerancia de ±2 mm. Se eliminan los óxidos superficiales e inclusiones mediante métodos mecánicos o químicos, logrando una rugosidad superficial de Ra3.2 - Ra6.4 μm.

2. Calentamiento del Tocho

Los lingotes se colocan en un horno de calentamiento con una velocidad de calentamiento controlada de 5 - 10 °C/min para evitar tensiones térmicas y grietas. Se calientan a la temperatura adecuada y se mantiene durante un tiempo determinado para garantizar una temperatura uniforme interna y externa. El tiempo de mantenimiento se calcula como 1 - 1.5 horas por cada 50 mm de diámetro del lingote.

3. Preparación del Troquel

Seleccionar troqueles que coincidan con el tamaño y los requisitos de rendimiento de la barra redonda. Verificar la dureza y la rugosidad de la superficie del troquel; la dureza debe alcanzar HRC 58 - 62 y la rugosidad Ra0.8 - Ra1.6 μm. Antes de su uso, precalentar el troquel a 400 - 450 °C y mantener durante 1 - 2 horas.

4. Montaje del Troquel y Carga del Tocho

Montar el troquel precalentado en la prensa de extrusión utilizando herramientas especializadas, asegurando la concentricidad con el cilindro de extrusión dentro de ±0.1 mm. Colocar el tocho calentado dentro del cilindro de extrusión con una holgura de 0.5 - 1 mm entre el tocho y la pared del cilindro.

5. Operación de Extrusión

Iniciar la prensa de extrusión; el émbolo empuja el tocho a través del troquel a una velocidad y presión establecidas, formando la barra redonda. Durante la extrusión, mantener una velocidad y presión estables con una fluctuación dentro del ±5%.

6. Descarga y Enfriamiento

La barra redonda extruida se guía hacia fuera mediante un dispositivo de descarga y se enfría utilizando aire, agua o neblina. La velocidad del enfriamiento por aire es de 5 - 10 m/s; la temperatura del agua se controla entre 20 - 30 °C; el enfriamiento por neblina utiliza gotas con un diámetro de 5 - 10 μm.

7. Estirado y Enderezado

Utilizar una máquina de estirado para enderezar la barra redonda. El porcentaje de estirado se controla entre 0.5% - 1.5%. Después del enderezado, la rectitud de la barra debe ser inferior a 0.5 mm/m.

8. Inspección Dimensional y Tratamiento Superficial

Utilizar calibradores y micrómetros para inspeccionar las dimensiones. La tolerancia del diámetro debe estar dentro de ±0.1 mm, y las tolerancias de forma y posición deben cumplir con las normas correspondientes. El tratamiento superficial, como la anodización o el pintado, se realiza según las necesidades.

II. Parámetros de Control del Proceso

1.Temperatura:

La temperatura de calentamiento varía según la aleación. Para la aleación 6063, es de 460 - 490 °C; para la aleación 7075, de 420 - 450 °C. La temperatura del troquel suele ser de 10 - 30 °C más baja que la del tocho.

2.Velocidad de Extrusión:

• Aleación 6063: 5 - 15 m/min
• Aleación 7075: 1 - 5 m/min

Para formas complejas o barras redondas de gran diámetro, usar velocidades más bajas.

3.Relación de Extrusión:

Generalmente de 8 - 25 para barras redondas de aleación de aluminio; para barras de alto rendimiento, puede ser de 25 - 50.

4.Presión:

• Aleación 6063: 60 - 100 MPa
• Aleación 7075: 80 - 150 MPa

5.Lubricación:

• Lubricante de vidrio: Se aplica a 450 - 550 °C, con un espesor de 0.2 - 0.5 mm
• Lubricante de grafito: Concentración del 10% - 20%, cantidad de aplicación de 5 - 10 g/m²