일반적으로 더 높은 기계적 성질을 얻으려면 더 높은 압출 온도를 선택해야 합니다. 그러나 6063 합금의 경우, 일반 압출 온도가 540°C보다 높으면 프로파일의 기계적 성질이 더 이상 증가하지 않고, 480°C보다 낮으면 인장 강도가 충분하지 않을 수 있습니다.
압출 온도가 너무 높으면 알루미늄이 금형에 달라붙어 제품에 기포, 균열, 표면 스크래치, 심지어 버(burr)가 발생할 수 있습니다. 따라서 표면 품질이 우수한 제품을 얻기 위해 비교적 낮은 압출 온도가 사용되는 경우가 많습니다.
알루미늄 압출 생산 효율을 높이는 데는 좋은 장비도 중요한 요소이며, 특히 알루미늄 압출기, 알루미늄 막대 가열로, 그리고 금형 가열로의 세 가지 주요 구성 요소가 중요합니다. 또한, 가장 중요한 것은 뛰어난 압출 작업자를 확보하는 것입니다.
열 분석
알루미늄 막대와 봉은 압출 전에 용해 온도에 가까운 온도까지 예열해야 합니다. 이렇게 하면 알루미늄 막대의 마그네슘이 녹아 알루미늄 소재에 고르게 흐를 수 있습니다. 알루미늄 막대를 압출기에 넣으면 온도 변화가 크지 않습니다.
압출기가 작동을 시작하면 압출 막대의 강력한 추진력이 연화된 알루미늄 소재를 다이 구멍 밖으로 밀어내는데, 이로 인해 많은 마찰이 발생하고, 이는 온도로 변환되어 압출된 프로파일의 온도가 용해 온도를 초과하게 됩니다. 이때 마그네슘이 녹아 유동하게 되는데, 이는 매우 불안정합니다.
온도가 상승할 때, 고상선 온도보다 높아서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 알루미늄도 녹아 프로파일을 형성할 수 없습니다. 6000계 합금을 예로 들면, 알루미늄 봉의 온도는 400~540°C, 바람직하게는 470~500°C로 유지해야 합니다.
온도가 너무 높으면 찢어짐이 발생하고, 너무 낮으면 압출 속도가 감소하며, 압출 시 발생하는 마찰의 대부분이 열로 전환되어 온도가 상승합니다. 온도 상승은 압출 속도와 압출 압력에 비례합니다.
출구 온도는 550~575°C 사이, 최소 500~530°C 이상으로 유지해야 합니다. 그렇지 않으면 알루미늄 합금의 마그네슘이 용해되지 않아 금속 특성에 영향을 미칩니다. 단, 고상선 온도보다 높아서는 안 됩니다. 출구 온도가 너무 높으면 찢어짐이 발생하고 프로파일 표면 품질에 영향을 미칩니다.
알루미늄 막대의 최적 압출 온도는 압출 속도와 함께 조절하여 압출 온도 차이가 솔버스 온도보다 낮지 않고 솔리더스 온도보다 높지 않도록 해야 합니다. 합금마다 솔버스 온도가 다릅니다. 예를 들어, 6063 합금의 솔버스 온도는 498°C인 반면, 6005 합금의 솔버스 온도는 510°C입니다.
트랙터 속도
트랙터 속도는 생산 효율의 중요한 지표입니다. 그러나 다양한 프로파일, 형태, 합금, 크기 등이 트랙터 속도에 영향을 미칠 수 있으며, 이를 일반화할 수는 없습니다. 현대 서양 압출 프로파일 공장은 분당 80미터의 트랙터 속도를 달성할 수 있습니다.
압출 로드 속도는 생산성을 나타내는 또 다른 중요한 지표입니다. 분당 밀리미터 단위로 측정되며, 생산 효율을 분석할 때 압출 로드 속도는 트랙터 속도보다 더 신뢰할 수 있는 경우가 많습니다.
금형 온도는 압출 프로파일의 품질에 매우 중요합니다. 압출 전 금형 온도는 약 426°C로 유지해야 합니다. 그렇지 않으면 금형이 쉽게 막히거나 손상될 수 있습니다. 담금질의 목적은 합금 원소인 마그네슘을 "동결"시켜 불안정한 마그네슘 원자를 안정화하고 침강을 방지하여 프로파일의 강도를 유지하는 것입니다.
세 가지 주요 담금질 방법은 공랭, 수증기 냉각, 수조 냉각입니다. 사용되는 담금질 유형은 압출 속도, 두께, 그리고 프로파일의 필요한 물리적 특성, 특히 강도 요건에 따라 달라집니다. 합금 유형은 합금의 경도와 탄성 특성을 종합적으로 나타냅니다. 알루미늄 합금 유형은 미국 알루미늄 협회(AAA)에서 자세히 규정하고 있으며, 다음과 같은 다섯 가지 기본 유형이 있습니다.
F는 "제작된 대로"를 의미합니다.
O는 "소둔된 단조 제품"을 의미합니다.
T는 "열처리"되었다는 것을 의미합니다.
W는 재료가 용액 열처리되었다는 것을 의미합니다.
H는 "냉간 가공" 또는 "변형 경화"된 열처리가 불가능한 합금을 의미합니다.
온도와 시간은 인공 시효를 엄격하게 제어해야 하는 두 가지 지표입니다. 인공 시효로에서는 모든 온도가 동일해야 합니다. 저온 시효는 프로파일의 강도를 향상시킬 수 있지만, 그에 따라 필요한 시간도 증가해야 합니다. 최상의 금속 물리적 특성을 얻으려면 적절한 알루미늄 합금과 그 최적 형태를 선택하고, 적절한 담금질 방식을 사용하고, 적절한 시효 온도와 시효 시간을 제어하여 수율을 향상시켜야 합니다. 수율은 생산 효율을 나타내는 또 다른 중요한 지표입니다. 트랙터와 스트레처의 핀치 마크로 인해 버트가 소재를 절단하기 때문에 이론적으로 100% 수율을 달성하는 것은 불가능합니다.
MAT Aluminum의 May Jiang이 편집함
게시 시간: 2023년 6월 5일
