Steigern Sie die Leistung von stranggepressten Aluminiumprofilen durch Temperaturkontrolle

Sofern keine ungeplanten Ausfallzeiten auftreten, wird die maximale Leistung in der Regel hauptsächlich durch die Extrusionsgeschwindigkeit bestimmt, die wiederum von vier Faktoren abhängt, von denen drei fest und der dritte variabel sind. Der erste Faktor ist die Extrusionskraft des Extruders, die bei niedriger Barrentemperatur ein reibungsloses Extrudieren ermöglicht. Der zweite Faktor ist die Formkonstruktion. Die Reibung zwischen Metall und Formwand während der Extrusion kann die Temperatur der hindurchfließenden Aluminiumlegierung üblicherweise um 35–62 °C erhöhen. Der dritte Faktor sind die Eigenschaften der extrudierten Legierung. Diese sind ein unkontrollierbarer Faktor, der die Extrusionsgeschwindigkeit begrenzt. Die Austrittstemperatur des Profils darf im Allgemeinen 540 °C nicht überschreiten, da sich sonst die Oberflächenqualität des Materials verschlechtert, die Formspuren deutlich verschlechtert und sogar das Auftreten von klebrigem Aluminium, Gravuren, Mikrorissen, Rissen usw. auftreten kann. Der letzte Faktor ist die Temperatur und wie gut sie kontrolliert wird.

Wenn die Extrusionskraft des Aluminiumextruders nicht groß genug ist, ist ein gleichmäßiges Pressen schwierig oder es kann sogar zu einer Verstopfung der Form kommen. Die Temperatur des Barrens kann erhöht werden, die Extrusionsgeschwindigkeit sollte jedoch niedriger sein, um eine zu hohe Austrittstemperatur des Materials zu vermeiden. Jede Legierung hat ihre eigene optimale Extrusionstemperatur (Barrentemperatur). Die Produktionspraxis hat gezeigt, dass die Temperatur des Spindelblocks bei etwa 430 °C gehalten werden sollte (bei einer Extrusionsgeschwindigkeit ≥ 16 mm/s). Die Matrizentemperatur des Profils aus Legierung 6063 darf 500 °C nicht überschreiten, die maximale Austrittstemperatur der Legierung 6005 beträgt 512 °C und die optimale Temperatur der Legierung 6061 darf 525 °C nicht überschreiten. Schon eine kleine Änderung der Auswurftemperatur kann sich auf den Ertrag und die Qualität des Produkts auswirken.

Die Temperatur des Extrusionszylinders ist ebenfalls sehr wichtig. Besonderes Augenmerk sollte auf den Temperaturanstieg beim Vorwärmen gelegt werden. Übermäßige thermische Spannungen zwischen den Schichten sind zu vermeiden. Am besten bringen Sie Extrusionszylinder und Buchse gleichzeitig auf Betriebstemperatur. Die Vorwärmrate darf 38 °C/h nicht überschreiten. Die beste Vorwärmtemperatur ist: auf 235 °C erhitzen, 8 Stunden warmhalten, weiter auf 430 °C erhitzen, 4 Stunden warmhalten und dann in Betrieb nehmen. Dadurch wird nicht nur eine gleichmäßige Innen- und Außentemperatur gewährleistet, sondern es bleibt auch genügend Zeit, um alle inneren thermischen Spannungen abzubauen. Das Erhitzen der Extrusionstrommel im Ofen ist natürlich die beste Vorwärmmethode.

Beim Extrusionsprozess sollte die Temperatur des Extrusionszylinders 15–40 °C unter der Spindeltemperatur liegen. Ist die Extrusionsgeschwindigkeit zu hoch, sodass die Temperatur der Extrusionstrommel höher wird als die des Spindelblocks, muss versucht werden, die Temperatur des Extrusionszylinders zu senken. Dies ist nicht nur mühsam, sondern führt auch zu Leistungseinbußen. Mit zunehmender Produktionsgeschwindigkeit wird manchmal das vom Galvanotechniker gesteuerte Heizelement abgeschaltet, die Temperatur des Extrusionszylinders steigt jedoch weiter an. Übersteigt die Temperatur des Extrusionszylinders 470 °C, steigt der Extrusionsabfall. Die ideale Temperatur des Extrusionszylinders sollte je nach Legierung bestimmt werden.

Denken Sie nicht, das Vorwärmen der Trommel wäre Zeit- und Energieverschwendung. Um die Produktionsaufgabe zu bewältigen, verwendet eine Fabrik einerseits interne Widerstandselemente zum Heizen und andererseits Flüssiggasbrenner. In diesem Fall kann die Temperatur nicht gemessen und geregelt werden, und es entsteht eine enorme thermische Belastung. Die Temperatur des Liners ist hoch und dehnt sich schneller aus als die des Mantels, sodass der Extrusionszylinder reißt und ein „Knallgeräusch“ zu hören ist.

Während des Bearbeitungsprozesses baut die extrudierte Welle innere Spannungen auf, die groß genug sind, um Ermüdungsrisse zu verursachen. Sobald sie nicht axialen Radialkräften ausgesetzt wird, bricht sie. Daher ist es ratsam, nach einer Gesamtbetriebszeit der Extrusionswelle von 4500 Stunden eine Spannungsentlastungsbehandlung durchzuführen. Die Welle wird 12 Stunden lang bei 430–480 °C warmgehalten und anschließend im Ofen auf unter 50 °C abgekühlt. Leider tun dies nur sehr wenige Fabriken in unserem Land.

Bei der Herstellung hochwertiger Oberflächenprofile sollte die Temperatur des Extrusionspads streng kontrolliert werden, um die Menge an Abfallprodukten mit uneinheitlichen Oberflächentönen zu reduzieren. Die Qualität des festen Extrusionspads ist deutlich besser als die des aktiven und kann mehr Wärme speichern. Dies senkt die Temperatur am Spindelende und verringert den Eintrag von Verunreinigungen in das Profil, was zu einer höheren Ausbeute beiträgt.

Die Formtemperatur spielt eine wichtige Rolle für eine hohe Leistung und liegt in der Regel nicht unter 430 °C. Sie sollte jedoch auch nicht zu hoch sein, da sonst nicht nur die Härte abnimmt, sondern vor allem im Arbeitsbereich Oxidation auftreten kann. Während des Erhitzens der Formen sollte darauf geachtet werden, dass sie dicht beieinander stehen und die Luftzirkulation behindern. Am besten verwenden Sie einen Kammerofen mit Gitterrost, wobei jede Form in einer separaten Kammer platziert wird.

Die Spindeltemperatur kann während des Extrusionsprozesses auf etwa 40 °C oder mehr ansteigen. Der Grad der Erhöhung wird hauptsächlich durch die Formkonstruktion bestimmt. Um die maximale Leistung zu erzielen, sollte die Temperatur nicht ignoriert werden. Sie sollte aufgezeichnet und streng kontrolliert werden, um den Zusammenhang zwischen der maximalen Leistung der Maschine und der Temperatur zu ermitteln.

Das Personal in Aluminium-Extrusionsanlagen sollte bedenken, dass eine präzise Temperaturkontrolle für die Steigerung der Produktion unerlässlich ist.