एक्सट्रूज़न धातु-प्लास्टिक प्रसंस्करण में मुख्य तकनीक है, जहां रिक्त स्थान को डाई होल से बाहर निकलने के लिए दबाव डाला जाता है, जिसके परिणामस्वरूप वांछित क्रॉस-अनुभागीय आकार के साथ प्रोफाइल प्राप्त होते हैं। एल्यूमीनियम मिश्र धातु एक्सट्रूज़न मुख्य रूप से फॉरवर्ड हॉट एक्सट्रूज़न को नियोजित करता है, जो 400-500 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर काम करता है, एक्सट्रूज़न अनुपात आमतौर पर 10 से 100 तक होता है।
पूरी प्रक्रिया में शामिल हैं: कास्टिंग इनगॉट हीटिंग (ग्रेडिएंट हीटिंग तापमान नियंत्रण), डाई प्रीहीटिंग, एक्सट्रूज़न विरूपण, ऑनलाइन शमन, स्ट्रेचिंग स्ट्रेटनिंग और कृत्रिम उम्र बढ़ना। मुख्य मापदंडों में एक्सट्रूज़न अनुपात λ, एक्सट्रूज़न तापमान, एक्सट्रूज़न गति और एक्सट्रूज़न बल शामिल हैं, जो आपस में जुड़े हुए हैं और सामूहिक रूप से उत्पाद की गुणवत्ता निर्धारित करते हैं।
कास्टिंग भूल गया हीटिंग
एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में इनगोट हीटिंग एक महत्वपूर्ण पूर्व-उपचार चरण है, जिसका उद्देश्य प्लास्टिक विरूपण के लिए आवश्यक तापमान (आमतौर पर 400-500 डिग्री सेल्सियस) प्राप्त करना और माइक्रोस्ट्रक्चर को समरूप बनाते समय कास्टिंग पृथक्करण को समाप्त करना है।
हीटिंग विधि मुख्य रूप से औद्योगिक आवृत्ति प्रेरण हीटिंग को नियोजित करती है, जो तेजी से तापमान वृद्धि और समान गर्मी वितरण जैसे लाभ प्रदान करती है। प्रतिरोध भट्टी हीटिंग बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है। प्रक्रिया विनिर्देशों के लिए रेडियल तापमान अंतर ≤±5°C और अक्षीय तापमान अंतर ≤±10°C की आवश्यकता होती है। ग्रेडिएंट हीटिंग तकनीक आमतौर पर अपनाई जाती है, जहां पिंड का अगला सिरा (डाई साइड के पास) एक्सट्रूज़न के दौरान विरूपण गर्मी और घर्षण गर्मी को संतुलित करने के लिए पीछे के छोर की तुलना में 10-30 डिग्री सेल्सियस कम तापमान बनाए रखता है, जिससे आउटलेट ओवरहीटिंग को रोका जा सकता है।
डाई हीटिंग
डाई हीटिंग एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण प्रारंभिक कदम है, जिसका उद्देश्य डाई छेद के माध्यम से धातु के प्रवाह के दौरान महत्वपूर्ण तापमान अंतर के कारण अत्यधिक शीतलन को रोकने के लिए इनगट तापमान के साथ डाई तापमान का मिलान करना है, जो तरलता और वेल्ड गुणवत्ता को ख़राब कर सकता है।
हीटिंग विधि में एक प्रतिरोध हीटिंग भट्ठी का उपयोग किया जाता है, जिसमें डाई प्रीहीटिंग तापमान आमतौर पर 450-500 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखा जाता है और एकसमान थ्रू-बर्न सुनिश्चित करने के लिए 2 घंटे से कम का होल्डिंग समय नहीं होता है। मुख्य प्रक्रिया आवश्यकताएँ: डाई के माध्यम से धातु के प्रवाह के दौरान गर्मी के नुकसान की भरपाई के लिए डाई का तापमान पिंड के सामने के तापमान (10-30 डिग्री सेल्सियस) से थोड़ा अधिक होना चाहिए।
डाई, एक्सट्रूज़न सिलेंडर और कास्ट सिल्लियों के बीच तापमान का मिलान महत्वपूर्ण है। अत्यधिक कम डाई तापमान के कारण प्रेसिंग पीक वैल्यू में वृद्धि, धातु की तरलता में कमी, वेल्डिंग की खराब गुणवत्ता या यहां तक कि डाई में रुकावट भी हो सकती है; इसके विपरीत, अत्यधिक उच्च तापमान डाई स्टील की ताकत और पहनने के प्रतिरोध से समझौता कर सकता है, जिससे डाई विफलता में तेजी आ सकती है। सटीक तापमान नियंत्रण (±5°C) और संपूर्ण बर्न-थ्रू प्रोफाइल की एक्सट्रूज़न स्थिरता और सतह की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
बाहर निकालना विरूपण
एक्सट्रूज़न विरूपण प्लास्टिक बनाने की मुख्य प्रक्रिया है जिसमें धातु उच्च दबाव में डाई छिद्रों से बहती है। पिंड एक्सट्रूज़न सिलेंडर के भीतर एक्सट्रूज़न शाफ्ट द्वारा संचालित होता है, जो एक त्रिअक्षीय संपीड़ित तनाव स्थिति उत्पन्न करता है। धातु डायवर्जन ब्रिज (खोखले प्रोफाइल) के माध्यम से या सीधे डाई होल में प्रवेश करती है, जिससे क्रॉस-अनुभागीय आकार में परिवर्तन होता है।
मुख्य प्रक्रिया मापदंडों में एक्सट्रूज़न अनुपात λ (आमतौर पर 10-100), एक्सट्रूज़न तापमान (400-500 डिग्री सेल्सियस), एक्सट्रूज़न गति (अक्षीय वेग 2-15 मिमी/सेकेंड) और एक्सट्रूज़न बल शामिल हैं। एक्सट्रूज़न के दौरान उत्पन्न विरूपण गर्मी और घर्षण गर्मी से धातु का तापमान 30-80 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ सकता है, जिसके लिए ग्रेडिएंट हीटिंग या गति नियंत्रण के माध्यम से संतुलन की आवश्यकता होती है।
ऑनलाइन शमन
ऑनलाइन शमन एक्सट्रूज़न प्रक्रियाओं और ताप उपचार के बीच एक सहज एकीकरण के रूप में कार्य करता है। यह तेजी से शीतलन प्राप्त करने के लिए एक्सट्रूज़न डाई होल से अवशिष्ट गर्मी का उपयोग करता है, घुले हुए मजबूत चरणों (उदाहरण के लिए, Mg₂Si) को ऊंचे तापमान पर कमरे के तापमान तक ठोस बनाता है, जिससे बाद में उम्र बढ़ने के लिए अनुकूल परिस्थितियां बनती हैं।
मिश्र धातु गुणों के आधार पर शीतलन विधि का चयन किया जाता है: वायु शीतलन कम शमन संवेदनशीलता वाले मिश्र धातुओं जैसे 6063 के लिए उपयुक्त है; 6xxx श्रृंखला मिश्र धातुओं के लिए वॉटर मिस्ट कूलिंग सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि है, जो नियंत्रणीय शीतलन दर और न्यूनतम विरूपण प्रदान करती है; 7xxx श्रृंखला जैसे उच्च शमन संवेदनशीलता मिश्र धातुओं के लिए जल विसर्जन शीतलन का उपयोग किया जाता है, जिसकी शीतलन दर ≥50°C/s है।
महत्वपूर्ण प्रक्रिया आवश्यकताएँ: शमन से पहले प्रोफ़ाइल का तापमान मिश्र धातु के ठोस घोल के तापमान (आमतौर पर ≥500°C) से अधिक होना चाहिए। स्थानीयकृत शीतलन की कमी को रोकने के लिए शीतलन की गति एक समान और पर्याप्त होनी चाहिए, जिससे चरण वर्षा में वृद्धि हो सकती है।
खिंचाव रोलिंग
स्ट्रेच रोलिंग एक्सट्रूज़न के बाद एक महत्वपूर्ण परिष्करण प्रक्रिया के रूप में कार्य करती है। प्रोफाइल पर अक्षीय तनाव लागू करके, यह एक्सट्रूज़न और शमन प्रक्रियाओं के दौरान उत्पन्न झुकने, मुड़ने और अवशिष्ट तनाव को समाप्त करता है, साथ ही साथ आयामी सटीकता को ठीक करता है।
मुख्य तकनीकी बिंदु: स्ट्रेचिंग की मात्रा को 0.5% से 2.0% के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए (प्रोफ़ाइल आकार, दीवार की मोटाई और सटीक आवश्यकताओं के आधार पर)। अत्यधिक कम स्ट्रेचिंग से प्रभावी सीधापन प्राप्त नहीं किया जा सकता है, जबकि अत्यधिक स्ट्रेचिंग से क्रॉस-सेक्शनल संकुचन, आयामी विचलन या यहां तक कि फ्रैक्चर भी हो सकता है। स्ट्रेचिंग प्रक्रिया के दौरान, अतिरिक्त झुकने से रोकने के लिए एक समान क्लैम्पिंग और फोर्स लाइन संरेखण सुनिश्चित करें।
कृत्रिम बुढ़ापा
कृत्रिम उम्र बढ़ना एक्सट्रूडेड प्रोफाइल में अंतिम यांत्रिक गुण प्रदान करने के लिए एक महत्वपूर्ण ताप उपचार प्रक्रिया है। शमन के बाद, प्रोफाइल को गर्म किया जाता है और सुपरसैचुरेटेड ठोस समाधान से मजबूत करने वाले चरणों (जैसे, 6xxx श्रृंखला में Mg₂Si) की एक समान वर्षा को बढ़ावा देने के लिए एक पुरानी भट्टी में रखा जाता है, जिससे नैनोस्केल बिखरे हुए अवक्षेप बनते हैं जो कठोरता और ताकत को काफी बढ़ाते हैं।
विशिष्ट प्रक्रिया पैरामीटर: 6xxx श्रृंखला के लिए उम्र बढ़ने का तापमान 2-4 घंटे के होल्डिंग समय के साथ 180-200 डिग्री सेल्सियस है; 7xxx श्रृंखला अधिक जटिल तापमान और समय संयोजन के साथ दो-चरण उम्र बढ़ने का उपयोग करती है। उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान, स्थानीयकृत ओवरएजिंग या अंडरएजिंग को रोकने के लिए भट्ठी के तापमान की एकरूपता (±3°C के भीतर) के सख्त नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
एंडोइक ऑक्सीकरण
इलेक्ट्रोफोरेटिक कोटिंग
पाउडर कोटिंग
हॉट रोलिंग
हॉट रोलिंग एक निर्माण प्रक्रिया है जिसमें रोलिंग विरूपण के लिए धातु के बिलेट्स को पुन: क्रिस्टलीकरण तापमान से ऊपर गर्म किया जाता है। हीटिंग तापमान आम तौर पर धातु के पिघलने बिंदु से 0.6 से 0.9 गुना तक होता है, एल्यूमीनियम मिश्र धातु के गर्म रोलिंग तापमान आमतौर पर 350-450 डिग्री सेल्सियस पर सेट होते हैं।
गर्म रोलिंग के दौरान, धातुएं एक साथ कठोरीकरण और गतिशील पुन: क्रिस्टलीकरण दोनों से गुजरती हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्लास्टिसिटी में काफी सुधार होता है और विरूपण प्रतिरोध कम हो जाता है, जिससे वे उच्च कटौती उत्पादन के लिए उपयुक्त हो जाते हैं। प्राथमिक उपकरण में हॉट रोलिंग मिल्स (दो-रोल, चार-रोल या मल्टी-रोल) शामिल हैं, जो इसकी मोटाई कम करने और इसकी चौड़ाई बढ़ाने के लिए घूर्णन रोल के माध्यम से बिलेट पर दबाव लागू करते हैं।
हॉट रोलिंग का प्राथमिक कार्य कास्ट सिल्लियों (फ्लैट या गोल सिल्लियों) को शीट मेटल, स्ट्रिप या बार बिलेट्स में बदलना है; कास्टिंग संरचना को तोड़ने, छिद्रों और सिकुड़न गुहाओं को खत्म करने के लिए; और यांत्रिक गुणों में सुधार करते हुए अनाज के आकार को परिष्कृत करना।
कोल्ड रोलिंग
कोल्ड रोलिंग एक रोलिंग विरूपण प्रक्रिया है जो धातु पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान के नीचे की जाती है, जो आमतौर पर कमरे के तापमान पर आयोजित की जाती है। एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की कोल्ड रोलिंग से पहले, हॉट-रोल्ड बिलेट्स को नरम करने, हॉट-रोल्ड माइक्रोस्ट्रक्चर को खत्म करने और विरूपण प्रतिरोध को कम करने के लिए एनीलिंग से गुजरना होगा।
कोल्ड रोलिंग की विशेषता महत्वपूर्ण कार्य सख्त होना है, जहां धातुएं विरूपण के दौरान बढ़ी हुई ताकत और कम प्लास्टिसिटी प्रदर्शित करती हैं। न्यूनतम एकल-पास कटौती (आमतौर पर 10%-30%) के साथ, लक्ष्य मोटाई प्राप्त करने के लिए मध्यवर्ती एनीलिंग के साथ संयुक्त कई पास की आवश्यकता होती है। कोल्ड-रोल्ड उत्पाद उत्कृष्ट सतह गुणवत्ता और उच्च आयामी सटीकता (±0.01 मिमी जितनी कम मोटाई सहनशीलता के साथ) प्रदर्शित करते हैं, जबकि उनके यांत्रिक गुणों को कार्य सख्त डिग्री समायोजन के माध्यम से सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।
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