30 100 910 - 021

30 100 910 - 031

صداقت - کیفیت - رضایتمندی مشتری

اکستروژن
پنج شنبه 13 شهریور 1399 بازدید : 179

 

اکستروژن

 

اکستروژن یا همان برون ریزی ، یکی دیگر از روش های حجمی است برای تغییر شکل مواد جهت کاهش ضخامت یا سطح مقطع آن ها که در نتیجه آن ، قطعه هایی با سطح مقطع صاف و عمودی تولید می شوند.

به  منظور انجام فرایند اکستروژن ، ماده اولیه به داخل قاب اکستروژن که سطح مقطع مورد نظر روی آن ایجاد شده ، فشرده می شود. در نتیجه ی آن ، قطعه اکسترود شده با سطح مقطع قالب، تولید می شود.

همچنین فرآیند اکستروژن می تواند با مواد اولیه های سرد و گرم انجام شوند. از انواع موادی که اکستروژن روی آن ها انجام می شود می توان به فلزات ، سرامیک ها ، پلیمر ها ، مواد غذایی و... اشاره کرد.

 

 

فرآیند اکستروژن

 

در فرآیند اکستروژن ، ابتدا مواد اولیه گرم شده ، سپس درون مخزن دستگاه پرس قرار داده می شود. این مواد اولیه فلزی ، به شکل بیلت های استوانه ای ریخته گری شده و داخل مخزن دستگاه پرس قرار می گیرند. سپس یک قطعه جدا کننده بین بیلت و پیستون قرار می گیرد و بیلت به واسطه پیستون به داخل قالب ، فشرده می شود. در آخر محصول اکسترود شده از طرف دیگر کشیده می شود تا صاف شود. جالب است بدانید که برای بهبود خواص محصول باید روی آن فرآیند های گرم کاری و سرد کاری انجام شود.

 

اکستروژن چیست؟

 

 

 

 

 

 

 

اکستروژن فلزات

 

اکستروژن فلزات مربوط به لوله های سربی است و به اوایل قرن نوزدهم برمیگردد. اکستروژن فرآیندی است که در طی آن سطح مقطع بیلت با عبور دادن آن از قالبی با شکل خاص ، کاهش پیدا می کند. در این فرآیند هدف اصلی بدست آوردن محصول مورد نظر با خواص مکانیکی و متالورژیکی بدون عیب می باشد.

در حالت  کلی، اکستروژن برای تولید اشکال با سطح مقطع  نامنظم به کار گرفته می شود. امروزه اکستروژن فلزات و آلیاژهایی مانند فولاد ، آلومینیوم ، روی و آلیاژ های پایه نیکل میسر می باشد.

 

فرآیند اکستروژن به دو روش صورت می گیرد :

1. اکستروژن مستقیم یا رو به جلو

2. اکستروژن غیر مستقیم یا معکوس به عقب

 

اکستروژن مستقیم

در اکستروژن مستقیم، جهت سیلان و جهت حرکت پیستون فشار یکی است و در اکستروژن غیر مستقیم سیلان ماده در خلاف جهت حرکت پیستون است و عملا هیچ حرکت نسبی بین شمش و محفظه وجود ندارد. با توجه به تو خالی بودن پیستون، فشار در اکستروژن غیر مستقیم عملا محدودیت هایی از لحاظ نیرو در مقایسه با اکستروژن مستقیم در آن ایجاد می شود.

 

مزایای اکستروژن مستقیم

 

1. در اکستروژن مستقیم ، قطعه اکسترود شده پس از خارج شدن از قالب می تواند به راحتی کنترل و خنک شود.

2. ساده تر بودن فرآیند.

 

معایب اکستروژن مستقیم

 

1. تشکیل عیوب داخلی به ویژه در موارد وجود اصطحکاک

2. نیروی تغییر شکل بالاتر در مقایسه با اکستروژن غیر مستقیم

3. وجود اصطحکاک در سطح تماس بین شمش و محفظه  و ایجاد حرارات ناشی از آن

 

اکستروژن غیر مستقیم

همانطور که گفته شد، در فرآیند اکستروژن غیر مستقیم ، قالب با فشار به داخل بیلت کشیده می شود. یعنی بیلت نسبت به محفظه ثابت است و اصطکاک کمتری دارد.

 

 

مزایای اکستروژن غیر مستقیم

 

1. عدم افزایش چمشگیر درجه حرارت لایه خارجی شمش

2. امکان تولید قطعات نازک تر

3. کاهش حدود 20 تا 30 درصد نیروی لازم درمقایسه با نوع مستقیم به دلیل عدم وجود اصطحکاکعدم کشیده شدن ناخالصی های سطحی شمش به داخل محصول به علت عدم وجود اصطحکاک

 

 

معایب اکستروژن غیر مستقیم

 

1. مرغوبیت پایین تر سطح خارجی محصول

2. محدودیت نیروی تغییر شکل

3. وجود امکانات کمتری برای خنک کردن قطعه اکسترود شده بعد از خروج از قالب

 

 

تجهیزات اکستروژن

 

بیشتر عملیات اکستروژن با پرس های هیدرومیک انجام می پذیرد. این پرس ها بستگی به جهت حرکت کوبه به دو نوع افقی و عمودی تقسیم می شود. در این میان پرس های عمودی در ظرفیت های بین 300 تا 2000 تن ساخته می شود.

پرس های عمودی مزیت هایی در مقابل پرس های افقی دارند؛ از جمله این مزیت ها تنظیم ساده تر پرس با کوبه و ابزار میزان تولید بیشتر و نیاز به فضای کمتر است.

پرس های عمودی به فضایی با سقف بلند نیاز دارند و برای تولید قطعات با طول زیاد معمولا یک چاله زمینی مورد نیاز است .

پرس های عمودی تغییر شکل متقارن یکنواختی را به وجود می آورند؛ زیرا این پرس ها باعث می شوند تا شمشال به صورت یکنواخت در محفظه سرد شود. این در صورتی است که در پرس افقی، ته شمشال که در تماس با محفظه قرار دارد، سریعتر از سطح فوقانی سرد خواهد شد. مگر اینکه محفظه اکستروژن از درون حرارت داده شود که دراین صورت تغییر شکل غیر یکنواخت می شود . همچنین میله ها تاب بر می دارند و ضخامت جدار لوله ها غیر یکنواخت خواهد شد.

 

 

ایجاد حفره های داخلی

 

برای ایجاد حفره های داخلی در یک فرآیند اکستروژن ، روش های مختلفی وجود دارد. یکی از این روش ها، استفاده از یک بیلت میان تهی است که داخل بیلت اولیه ، حفره با شکل دلخواه از ابتدا با یکی از روش های ساخت ایجاد شده است .

برای ایجاد حفره ها، با دقت ابعادی بیشتری از ماندرل استفاده می شود .

 

ماندرل ها دو دسته اند :

1. ماندرل شناور ( ماندرل نوع فرانسوی) : درون قطعه فاصله بین بیلت و قالب به شکل آزادانه قرار می گیرد و در زمان انجام فرآیند ، خود را درون قالب ، جا می اندازد . به این صورت حفره دلخواه درون محصول اکستروژن ایجاد می شود.

2. ماندرل ثابت ( ماندرل نوع آلمانی ) : مانند قالب ساخته می شود و قبل از قالب قرار می گیرد و در نتیجه ی عبور از آن، ابتدا حفره داخلی در مواد ایجاد می شود و با عبور از قالب ، محصول نهایی اکستروژن ساخته می شود.

 

 

اکستروژن هیدرواستاتیک

 

یکی دیگر از روش های شکل دهی فلزات ، اکستروژن هیدرواستاتیک می باشد. این روش جدید جزو زیردسته های اکستروژن می باشد که به سه شکل سرد ، گرم و داغ انجام می شود. پیشرفت این روش به ویژه در تولید مواد نانو ساختار در سال های اخیر انجام شده است. روش انجام این فرآیند که بسیار ساده است به این صورت است که یک بیلت ( به شکل استوانه ایی) اولیه در درون محفظه اکستروژن قرار میگیرد، سپس به وسیله ی پرس (Ram) مانند  فشار، به یک سیال منتقل می شود؛ در نتیجه فشار یکنواخت سیال روی بیلت اولیه، سبب تغیر شکل و اکستروژن ماده می شود.

همینطور با انتخاب زاویه قالب کوچکتر هم می توان به تغییر شکل همگن و یکنواخت دست یافت.

نکته ی قابل ذکر این است که برای رسیدن به مواد با اندازه نانو این فرآیند باید در چند مرحله انجام پذیرد. با استفاده از این روش می توان مواد نانو ساختار با اشکال مختلف با سطح مقطع های پیچیده تولید کرد که با توجه به نرخ کرنش بالا، نباید بیش از حد زیاد باشد. زیرا باعث فشار بیش از حد به بدنه قالب می گردد. در این روش به دلیل استفاده از فشار هیدرو استاتیک اکسترود شدن مواد به طور یکنواخت انجام می گیرد.

 

 

مزایا و معایب اکستروژن هیدرواستاتیک

 

اگر بخواهیم اکستروژن هیدرواستاتیک را با اکستروژن سنتی مقایسه کنیم، به طبع تفاوت هایی را مشاهده خواهیم کرد. از سری مزایای اکستروژن هیدرواستایتک می توان به این سه مورد اشاره کرد :

1. فشار کل موجود بین بیلت و محفظه و بیلت با قالب به علت عدم وجود اصطحکاک ناشی از بیلت با محفظه بسیار کم می باشد.

2. فشار موجود دراین فرآیند به طول بیلت آزمایش بستگی ندارد زیرا اصطحکاک بین بیلت و محفظه اکستروژن از بین رفته است.

3. به دلیل اعمال تنش های هیدرواستاتیک خمیدگی ماده اکسترود شده وجود ندارد و ماده با ساختار همگن تولید می شود.

 

همچنین این فرآیند محدودیت و معایبی نیز دارد مانند :

1. مشکل شدن طراحی ایمن محفظه به علت استفاده مداوم از فشار های بالا

2. کاهش راندمان فرایند با افزایش فشار وارد بر سیال

3. بارگذاری پیچیده به خاطر وجود سیال و فشار بالا

    آهن پویا

    آهن پویا

    آهن پویا با بیش از یک دهه تجربه پر فروش، پایبند به اصول حرفه ای و اخلاقی در عرصه خرید و فروش در مرزهای داخلی و خارجی یاری گر شما در صنعت فولاد است

    به اشتراک بگذارید

    دیدگاه

      0