فرآیندهای اکستروژن و کشش در شکل دهی فلزات
اکستروژن چیست؟
اکستروژن به عنوان اعمال نیرو به جرم فلزی که سطح مقطع مشخصی دارد، برای عبور از یک قالب تعریف می شود. برای تشکیل محصولی با سطح مقطع با ارزش کمتر، که در آن شکل بخش نهایی محصول مشابه بخش قالب است و محصولات اکسترود شده دارای مقطع دانه ای طولی هستند. از اکستروژن برای تولید مقاطع شکل منظم با خواص مکانیکی خوب استفاده می شود. که وارد مصالح سازه ای و سازه های خودرو می شوند.
انواع فرآیندهای اکستروژن
انواع مختلفی از فرآیندهای اکستروژن وجود دارد. اولین نوع از این نوع اکستروژن جلویی (مستقیم) است که در آن بلوک فلزی در یک ظرف قرار می گیرد و سپس توسط پیستون از طریق دهانه ظرف (یا از سوراخ قالب نصب شده در ظرف) به جلو رانده می شود. نوع دوم اکستروژن پشت (غیر مستقیم) است که در این روش حرکت پیستون در جهت مخالف جهت حرکت فلز اکسترود شده است.
این روش اصطکاک بین بلوک فلزی و دیواره قالب را کاهش می دهد و در نتیجه انرژی مصرف شده را کاهش می دهد و در اینجا تجهیزات پیچیده تر از تجهیزات اکستروژن جلویی هستند و طول محصول اکسترود شده در مقایسه با طول محصول محدود می شود. محصول در روش جلویی و نوع سوم اکستروژن ضربه ای است و معمولاً در حالت سرد اتفاق می افتد که در آن بلوک فلزی توسط شکل دهنده (نصب روی پیستون) با سرعت و نیروی نسبتاً بالایی برخورد می کند.
این امر باعث می شود که فلز با نرخ کرنش بالا در اطراف شکل جریان یابد و محصول اکسترود شده دارای ضخامتی برابر با فضای بین شکل و قالب (محفظه) باشد.از این روش برای تولید لوله های خمیر دندان و دارویی نیز استفاده می شود. آماده سازی، و نرخ تولید بالا است (۲ ضربه پیستون در ثانیه).
آخرین نوع فرآیند اکستروژن، اکستروژن اشکال توخالی است که در آن اشکال توخالی به روش های مختلفی اکسترود می شوند، از جمله: ستون سایت، جایی که پیستون در امتداد یک ستون ثابت می لغزد و در اینجا ضخامت محصول اکسترود شده معادل فضا است. بین ستون و قالب و می توان از آن برای تولید قطعات لوله ای استفاده کرد و ستون متحرک روی پیستون ثابت می شود و با هم حرکت می کنند و آخرین روش شفت عنکبوتی است که برای اکسترود کردن قطعاتی که دارای فرورفتگی های پیچیده هستند استفاده می شود. شفت با استفاده از دنده های عنکبوت به قالب ثابت می شود.
دنده های عنکبوت در واقع فلز را برش می دهند، به طوری که فلز در اطراف آن جریان می یابد و می دود، اما پس از عبور فلز از دنده ها، در نتیجه انقباض فضای بین ستون و قالب و نیروهای ناشی از آن، فشرده سازی بیشتری را تجربه می کند. از این تغییر شکل دوباره روی فلز قرار می گیرند، چون این دنده ها به وجود می آیند سریع و پرهزینه است و فقط برای آلومینیوم استفاده می شود . به دلیل توانایی آن در تشکیل جوش قوی تحت فشار، روغن‌کننده‌ها در اینجا استفاده نمی‌شوند. زیرا از ترکیب مجدد فلز در قالب جلوگیری می کند.
فرآیند رسم فلز:
در مورد فرآیند کشش برای تشکیل فلز ، این فرآیندی است که به وسیله یک قالب صورت می گیرد تا مساحت آن از ناحیه اولیه کاهش یابد و به ناحیه نهایی متفاوت تبدیل شود، نمونه هایی از محصولات این فرآیند عبارتند از لوله های رادیاتور حرارتی و لوله های مسی همچنین می توان به تدریج شکل مقطع را تشکیل داد.
لوله ها یا بدون ستون کشیده می شوند که در آن لوله بدون ستون به داخل قالب کشیده می شود و در نتیجه قطر داخلی و پوشش سطح کنترل نمی شود، ستون و قالب، بنابراین می توان یک سطح خوب و ضخامت دقیق به دست آورد.
در صورت استفاده از ستون شناور، ستون با لوله کشیده می شود، اما بدون عبور از قالب، جایی که ضخامت ستون دقیق نیست. از آنجایی که بستگی به موقعیت محور نسبت به قالب دارد، مکان آن با میزان اصطکاک بین قالب و لوله از یک طرف و لوله و شفت از طرف دیگر تعیین می شود و از این روش برای کشیدن طولانی استفاده می شود. لوله هایی با دیواره های نازک (یعنی طول محور طول لوله را تعیین نمی کند).
برای تکمیل فرآیند سیم کشی، بلوک های فولادی باید در کوره های گرمایش مجدد حرارت داده شوند و سپس بلوک قبل از شروع سیم کشی گرم نورد می شود (این مرحله باید به سرعت قبل از سرد شدن و استحکام فلز انجام شود)، سپس میله از طریق دو نوع غلتک دریافت می شود، در حالی که قرقره اول با سرعتی متناسب با سرعت نورد می چرخد و میله را می چرخاند، در حالی که قرقره دوم ثابت است و مکانیزم مکانیکی وجود دارد که میله را به دور قرقره ها می پیچد.
سپس جرثقیل ها غلتک ها را به فرآیند بعدی منتقل می کنند و آماده سازی میله های فولادی برای فرآیند کشش به روش های مختلفی انجام می شود، یعنی: تمیز کردن شیمیایی، یعنی حذف شیمیایی پوسته، که با استفاده از اسید سولفوریک برای تمیز کردن پوسته انجام می شود. علاوه بر فرآیند تمیز کردن مکانیکی همچنین با استفاده از آب سطح مد نظر را از زنگ زدگی و اکسیدها پاک میکنند .
منبع : فن ساختمان
