1. Karakteristik bahan ekstrusi presisi khusus aluminium dan paduan aluminium
Jenis produk ini memiliki bentuk khusus, ketebalan dinding tipis, berat unit ringan, dan persyaratan toleransi yang sangat ketat. Produk semacam itu biasanya disebut profil (pipa) presisi (atau ultra-presisi) paduan aluminium, dan teknologi untuk memproduksi produk semacam itu disebut ekstrusi presisi (atau ultra-presisi).
Fitur utama ekstrusi presisi khusus (atau ultra-presisi) paduan aluminium adalah:
(1) Ada banyak jenis, batch kecil, dan sebagian besar merupakan bahan ekstrusi tujuan khusus, yang digunakan di hampir semua lapisan masyarakat dan semua aspek kehidupan masyarakat, termasuk semua produk ekstrusi, seperti pipa, batang, profil, dan kawat, yang melibatkan berbagai paduan dan kondisi. Karena penampang melintangnya kecil, ketebalan dindingnya tipis, bobotnya ringan, dan batchnya kecil, umumnya tidak mudah untuk mengatur produksi.
(2) Bentuk rumit dan kontur khusus, sebagian besar berbentuk pipih, lebar, bersayap, bergigi, profil berpori atau pipa. Luas permukaan per satuan volume besar, dan teknologi produksinya sulit.
(3) Aplikasi luas, kinerja khusus, dan persyaratan fungsional. Untuk memenuhi persyaratan penggunaan produk, banyak status paduan dipilih, mencakup hampir semua paduan dari seri 1××× hingga 8××× dan lusinan status perawatan, dengan konten teknis tinggi.
(4) Penampilan indah dan ketebalan dinding tipis, umumnya kurang dari 0,5 mm, beberapa bahkan mencapai sekitar 0,1 mm, berat per meter hanya beberapa gram hingga puluhan gram, tetapi panjangnya bisa mencapai beberapa meter, atau bahkan ratusan meter.
5) Persyaratan akurasi dimensi dan toleransi geometrik bagian tersebut sangat ketat. Secara umum, toleransi profil presisi paduan aluminium kecil lebih dari dua kali lebih ketat daripada toleransi kelas khusus dalam standar JIS, GB, dan ASTM. Toleransi ketebalan dinding profil paduan aluminium presisi umum harus berada di antara ±0,04 mm dan 0,07 mm, sedangkan toleransi ukuran bagian profil paduan aluminium presisi ultra dapat setinggi ±0,01 mm. Misalnya, berat profil aluminium presisi yang digunakan untuk potensiometer adalah 30 g/m, dan rentang toleransi ukuran bagian adalah ±0,07 mm. Toleransi ukuran penampang profil aluminium presisi untuk alat tenun adalah ±0,04 mm, deviasi sudut kurang dari 0,5°, dan derajat tekukan adalah 0,83×L. Contoh lain adalah tabung datar ultra-tipis presisi tinggi untuk mobil, dengan lebar 20 mm, tinggi 1,7 mm, ketebalan dinding 0,17±0,01 mm, dan 24 lubang, yang merupakan profil paduan aluminium ultra-presisi yang umum.
(6) Kandungan teknisnya tinggi dan sangat sulit diproduksi, serta memiliki persyaratan khusus untuk peralatan ekstrusi, peralatan, billet, dan proses produksi. Gambar 1 adalah contoh bagian dari beberapa profil paduan aluminium presisi kecil.
2. Klasifikasi bahan ekstrusi presisi khusus paduan aluminium
Ekstrusi paduan aluminium presisi atau ultra-presisi banyak digunakan dalam instrumen elektronik, peralatan komunikasi dan sains mutakhir, industri pertahanan dan militer nasional, instrumen mekanik presisi, peralatan arus lemah, kedirgantaraan, industri nuklir, energi dan tenaga, kapal selam dan kapal, mobil dan alat transportasi, peralatan medis, peralatan perangkat keras, pencahayaan, fotografi dan peralatan elektronik. Secara umum, ekstrusi paduan aluminium presisi atau ultra-presisi dapat dibagi menjadi dua kategori menurut karakteristik penampilannya: kategori pertama adalah profil dengan dimensi kecil. Jenis profil ini juga disebut profil ultra-kecil atau bentuk mini. Ukuran keseluruhannya biasanya hanya beberapa milimeter, ketebalan dinding minimum kurang dari 0,5 mm, dan berat satuannya beberapa gram hingga puluhan gram per meter. Karena ukurannya yang kecil, toleransi yang ketat biasanya diperlukan pada mereka. Misalnya, toleransi dimensi penampang kurang dari ± 0,05 mm. Selain itu, persyaratan untuk kelurusan dan torsi produk yang diekstrusi juga sangat ketat.
Jenis lainnya adalah profil yang tidak terlalu kecil dalam ukuran penampang tetapi memerlukan toleransi dimensi yang sangat ketat, atau profil yang memiliki bentuk penampang yang kompleks dan ketebalan dinding tipis meskipun ukuran penampang besar. Gambar 2 menunjukkan tabung berbentuk khusus (aluminium murni industri) yang diekstrusi oleh perusahaan Jepang pada mesin pres hidrolik horizontal 16,3MN dengan cetakan split khusus untuk kondensor AC otomotif. Kesulitan pembentukan ekstrusi jenis profil ini tidak kurang dari jenis profil ultra-kecil sebelumnya. Profil yang diekstrusi dengan ukuran penampang besar dan persyaratan toleransi yang sangat ketat tidak hanya memerlukan teknologi desain cetakan yang canggih, tetapi juga memerlukan teknologi manajemen yang ketat untuk seluruh proses produksi dari blanko hingga produk jadi.
Sejak awal tahun 1980-an, karena penerapan praktis teknologi ekstrusi kontinu Conform dan pengembangan teknologi industri, ekstrusi profil kecil dan sangat kecil telah berkembang pesat. Namun, karena berbagai alasan seperti keterbatasan peralatan, persyaratan kualitas produk, dan kemajuan dalam teknologi ekstrusi, produksi profil kecil pada peralatan ekstrusi konvensional masih merupakan proporsi yang besar. Gambar 2 menunjukkan profil presisi ekstrusi cetakan split konvensional. Umur cetakan (terutama kekuatan dan ketahanan aus jembatan shunt dan inti cetakan) dan aliran material selama ekstrusi menjadi faktor utama yang memengaruhi produksinya. Hal ini karena saat mengekstruksi profil, ukuran inti cetakan kecil dan bentuknya rumit, dan kekuatan serta ketahanan aus merupakan faktor penting yang memengaruhi umur cetakan, umur cetakan secara langsung memengaruhi biaya produksi. Di sisi lain, banyak profil presisi memiliki dinding tipis dan bentuk yang rumit, dan aliran material selama proses ekstrusi secara langsung memengaruhi bentuk dan akurasi dimensi profil.
Untuk mencegah lapisan oksida dan minyak pada permukaan billet mengalir ke dalam produk dan memastikan kualitas produk yang seragam dan andal, billet yang dipanaskan hingga suhu yang ditetapkan dapat dikupas sebelum ekstrusi (disebut pengelupasan panas), lalu segera dimasukkan ke dalam tong ekstrusi untuk ekstrusi. Pada saat yang sama, paking yang diekstrusi harus dijaga kebersihannya untuk mencegah minyak dan kotoran menempel pada paking selama proses menghilangkan tekanan berlebih setelah satu ekstrusi dan memasang paking pada ekstrusi berikutnya.
Menurut akurasi dimensi penampang dan toleransi bentuk dan posisi, ekstrusi paduan aluminium presisi khusus dapat dibagi menjadi profil paduan aluminium presisi khusus dan profil paduan aluminium presisi ultra-tinggi kecil (miniatur). Secara umum, akurasinya melebihi standar nasional (seperti GB, JIS, ASTM, dll.) Presisi ultra-tinggi disebut profil paduan aluminium presisi khusus, misalnya, toleransi dimensi di atas ±0,1 mm, toleransi ketebalan dinding permukaan yang rusak berada dalam ±0,05 mm ~ ±0,03 mm profil dan pipa.
Bila keakuratannya lebih dari dua kali lipat standar nasional presisi ultra tinggi, maka disebut profil paduan aluminium presisi ultra tinggi kecil (miniatur), seperti toleransi bentuk ±0,09 mm, toleransi ketebalan dinding ±0,03 mm ~ ±0,01 mm untuk profil atau pipa kecil (miniatur).
3. Prospek pengembangan bahan ekstrusi presisi khusus aluminium dan paduan aluminium
Pada tahun 2017, produksi dan penjualan bahan pengolahan aluminium di dunia melampaui 6000kt/a, yang mana produksi dan penjualan bahan ekstrusi aluminium dan paduan aluminium melampaui 25000kt/a, yang mencakup lebih dari 40% dari total produksi dan penjualan aluminium. Batang aluminium ekstrusi sedang mencakup 90%, yang mana profil dan batang umum dan profil bangunan sipil berukuran kecil dan menengah mencakup lebih dari 80% batang, profil berukuran besar dan menengah dan profil dan batang khusus khusus hanya mencakup sekitar 15%. Pipa mencakup sekitar 8% dari bahan ekstrusi paduan aluminium, sedangkan pipa berbentuk dan pipa khusus khusus hanya mencakup sekitar 20% dari pipa. Dapat dilihat dari atas bahwa produksi dan penjualan bahan ekstrusi aluminium dan paduan aluminium terbesar dan yang paling banyak digunakan adalah profil bangunan sipil berukuran kecil dan menengah, profil dan batang umum dan pipa. Dan profil khusus, batang dan pipa hanya sekitar 15%, karakteristik utama dari produk tersebut adalah: dengan fungsi atau kinerja khusus; Didedikasikan untuk tujuan tertentu; Memiliki ukuran spesifikasi besar atau kecil; Dengan akurasi dimensi atau persyaratan permukaan yang sangat tinggi. Oleh karena itu, variasinya lebih banyak dan batchnya lebih sedikit, kebutuhan untuk meningkatkan proses khusus atau menambahkan beberapa peralatan dan perkakas khusus, produksinya sulit dan konten teknisnya tinggi, biaya produksi meningkat dan nilai tambahnya meningkat.
Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi serta peningkatan berkelanjutan dalam taraf hidup masyarakat, persyaratan yang semakin tinggi telah diajukan untuk keluaran, kualitas, dan variasi produk ekstrusi aluminium dan paduan aluminium, terutama dalam beberapa tahun terakhir, munculnya personalisasi produk telah mendorong pengembangan profil dan pipa khusus dengan karakteristik yang dipersonalisasi dan penggunaan spesifik.
Profil ultra-presisi banyak digunakan dalam instrumen elektronik, komunikasi, peralatan pos dan telekomunikasi, mesin presisi, instrumen presisi, peralatan arus lemah, kedirgantaraan, kapal selam dan kapal nuklir, industri otomotif dan bidang lain dari dinding kecil, tipis, ukuran bagian yang sangat presisi. Biasanya persyaratan toleransi sangat ketat, misalnya, toleransi ukuran garis bagian kurang dari ± 0,10 mm, toleransi ketebalan dinding kurang dari ± 0,05 mm. Selain itu, kerataan, puntiran dan toleransi bentuk dan posisi lainnya dari produk yang diekstrusi juga sangat ketat. Selain itu, dalam proses ekstrusi profil paduan aluminium ultra-presisi kecil khusus, peralatan, cetakan, prosesnya merupakan persyaratan yang sangat ketat. Karena pesatnya perkembangan industri modern, pertahanan nasional dan penelitian ilmiah mutakhir serta usaha-usaha lainnya, dan peningkatan derajat personalisasi, jumlah, variasi, dan kualitas profil ultra-presisi kecil semakin tinggi, meskipun dalam beberapa tahun terakhir, telah dikembangkan dan diproduksi banyak profil paduan aluminium ultra-presisi kecil berkualitas tinggi, tetapi masih belum dapat memenuhi kebutuhan pasar, Secara khusus, masih ada kesenjangan besar antara teknologi dan peralatan dalam negeri untuk produksi profil paduan aluminium ultra-presisi kecil dan tingkat lanjut internasional, yang tidak dapat memenuhi permintaan pasar domestik dan luar negeri dan harus dikejar.
4. Kesimpulan
Ekstrusi presisi khusus aluminium dan paduan aluminium (profil dan pipa) adalah jenis bentuk kompleks, ketebalan dinding tipis, toleransi dimensi dan persyaratan akurasi bentuk dan posisi sangat menuntut, konten teknis tinggi, produksi material berkualitas tinggi dan halus yang sulit, merupakan material kunci yang sangat diperlukan bagi ekonomi nasional dan pertahanan nasional, rentang penggunaan yang sangat luas, prospek pengembangan material yang menjanjikan. Produksi produk ini memiliki persyaratan khusus untuk billet, perkakas dan peralatan ekstrusi serta proses ekstrusi, dan serangkaian masalah teknis utama harus dipecahkan untuk mendapatkan produk yang sangat baik dalam batch.
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Waktu posting: 07-Apr-2024
