گرده آلومینیوم چیست؟ چگونگی تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن

گرده آلومینیوم از محصولات آلومینیومی است که در فرایند ریخته‌گری آلومینیوم تولید می‌شود. درباره تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن می‌توان تعیین ویژگی‌های نهایی و قابلیت اکستروژن را نام برد که گرده‌ دارای ترکیب آلیاژی مناسب موجب می‌شود تا محصول نهایی خواص مکانیکی مطلوبی داشته باشد. در نحوه انتخاب گرده آلومینیوم برای اکستروژن باید به نوع آلیاژ دقت کرد. علاوه بر این، سختی گرده هم از دیگر فاکتورهای مهم است.

این محصولات به دلیل وزن سبک و مقاومت به خوردگی در  صنایع مختلف ساختمانی صنعت نورد، خودروسازی و… استفاده می‌شود. از دیگر مزایای استفاده از گرده آلومینیوم می‌توان رسانایی حرارتی و الکتریکی مناسب و قابلیت بازیافت بالا را نام برد. در این مقاله از گروه صنعتی تجاری نورد پارس تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن را بررسی می‌کنیم.

گرده آلومینیوم و مزایا

یکی از فرآورده‌های آلومینیوم، گرده آلومینیوم است که به‌صورت استوانه‌ای و گرد ساخته شده و به‌عنوان ماده اولیه در تولید قطعات مهندسی و صنعتی استفاده می‌شود. این محصول پرکاربرد در فرایند ذوب آلومینیوم و ریخته‌گری پیوسته ساخته می‌شود. ساختار دانه‌بندی مناسب و کیفیت متالورژیکی بالا از ویژگی‌های این محصول هستند. یکی از فرایندهای مهم در شکل‌دهی فلز فرایند اکستروژن است که طی آن گرده آلومینیوم تحت‌فشار بالا از بین قالب عبور داده شده تا به شکل و اندازه موردنظر درآید.

درباره تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن باید گفت که باید گرده بدون ناخالصی باشد تا این فرایند با بهترین کیفیت انجام شود. گرده‌های آلومینیوم به دلیل شکل استوانه‌ای در قطعات مکانیکی، محورهای گردان و کاربردهای چرخشی استفاده می‌شوند. لوله‌های آلومینیومی یا تیوب‌های استوانه‌ای آلومینیومی، دیسک‌های آلومینیومی گرد و قرقره‌ها چند نمونه از گرده‌های آلومینیومی هستند. مهم‌ترین مزایای استفاده از گرده آلومینیوم عبارت‌اند از:

• مقاومت بالا در برابر شرایط محیطی: وجود اکسید آلومینیوم طبیعی بر سطح آلومینیوم موجب افزایش مقاومت در برابر شرایط محیطی می‌شود.
• وزن سبک: چگالی پایین آلومینیوم موجب می‌شود تا قطعات ساخته شده از آلومینیوم و گرده آلومینیوم سبک و قابل‌حمل باشند که بر نتیجه نهایی کار تأثیر مثبت می‌گذارد.
• دوام بالا و طول عمر مناسب: از دیگر مزایای استفاده از گرده آلومینیوم دوام بالای آن است که علاوه بر تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن موجب دوام و کارایی بالای محصولات ساخته‌شده می‌شود.

قابلیت بازیافت بالا، قابلیت ترکیب با مواد دیگر، رسانایی حرارتی و الکتریکی مناسب، قابلیت شکل‌پذیری و ماشین‌کاری بالا و قابلیت ترکیب با فلزات دیگر از دیگر مزایای گرده آلومینیوم هستند.

کاربرد گرده آلومینیوم

گرده آلومینیوم ماده اولیه در تولید پروفیل‌های آلومینیومی با روش اکستروژن است و تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن یکی از موارد مهمی است که باید در نظر گرفته شود.  این محصول پرکاربرد در صنایع مختلف استفاده می‌شود که عبارت‌اند از:

• صنعت اکستروژن: برای تولید پروفیل‌های آلومینیومی برای درب، پنجره، نمای ساختمان و…
• صنعت خودروسازی: برای ساخت قطعات مقاوم و سبک مانند شافت‌ها و قطعات داخلی
• صنعت ساختمان: برای ساخت پنل‌ها، چهارچوب‌ها و قطعات تزیینی
• صنایع الکتریکی: برای تولید قطعات رسانا، کابل‌ها و ترانسفورماتورها
• صنعت نورد: برای تبدیل به صفحات و ورق‌های آلومینیومی
• تولید تجهیزات صنعتی: برای تولید مانند پایه ماشین‌آلات و قطعات متحرک

به‌عنوان‌مثال ساخت قطعات ماشین‌آلات و تجهیزات دقیق هوافضا، ساخت دوچرخه و تجهیزات ورزشی از موارد کاربرد گرده آلومینیوم است.

فرایند اکستروژن آلومینیوم

یکی از فرایندهای صنعتی اکستروژن آلومینیوم است که در طول آن آلیاژ آلومینیوم از قالب‌های مشخص عبور داده می‌شود تا پروفیل‌هایی با سطح مقطع مشخص تولید شد. گرده آلومینیوم یکی از محصولاتی است که در فرایند اکستروژن توسط یک دستگاه قوی وارد قالب شده و از سمت دیگر آن خارج می‌شود. تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن مهم است. در این فرایند محصول تولیدشده بدون درز بوده و به دلیل انعطاف‌پذیری بالا و امکان تولید سطح مقطع‌های پیچیده در صنایع مختلف کاربرد دارد. فرایند اکستروژن آلومینیوم پیچیده بوده و عبارت‌اند از:

• آماده‌سازی قالب
• پیش‌گرمایش شمش آلومینیومی
• انتقال شمش آلومینیومی به محفظه دستگاه
• انتقال شمش آلومینیومی به پرس اکستروژن
• فشردن مواد اکسترود شده
• محافظت از اکستروژن به طول مشخص
• خنک‌شدن اکستروژن
• کشش و ترازکردن اکستروژن‌ها
• برش نهایی اکستروژن

تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن

گرده آلومینیوم مطلوب باید دارای ترکیبات شیمیایی استاندارد باشد که تعیین‌کننده خواص مکانیکی مطلوب و مناسب موردانتظار است. علاوه بر این، اندازه و توزیع دانه‌ها در گرده آلومینیوم بسیار مهم است و سطح گرده باید صاف، بدون ترک‌ و بدون آلودگی باشد. درباره تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن خواص مکانیکی و ساختار انواع آلیاژ آلومینیوم بسیار مهم است؛ زیرا ترکیب آلیاژی مناسب موجب می‌شود تا محصول نهایی از نظر خواص مکانیکی کاملاً مناسب هدف کاربرد باشد.

دمای پیش‌گرمایش گرده از دیگر مواد مهم است و به‌عنوان‌مثال باید دمای بهینه یعنی 500-400 درجه سانتیگراد رعایت شود تا فلز به حالت نرم و انعطاف‌پذیر مطلوب برسد. توجه داشته باشید که دمای بالا می‌تواند منجر به اکسیداسیون و ترک‌خوردگی شده و دمای پایین هم موجب افزایش نیروی اکستروژن و درنتیجه ترک‌خوردگی می‌شود. تمیز بودن سطح گرده نیز مانع بروز عیوب سطحی محصول شده و کیفیت نهایی افزایش می‌یابد. ابعاد گرده آلومینیوم باید با دستگاه اکستروژن و نوع پروفیل اکستروژنی متناسب باشد؛ زیرا استفاده از محصولی با ابعاد نامناسب منجر به عدم یکنواختی جریان فلز و تولید قطعه معیوب می‌شود.

در ادامه تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن باید گفت که دانه‌های ریز و یکنواخت در گرده آلومینیوم موجب افزایش شکل‌پذیری و کاهش ترک‌خوردگی در اکستروژن می‌شوند. در مقابل دانه‌های درشت یا وجود ناخالصی موجب ضعف مکانیکی و بروز مشکلاتی در فرایند می‌شوند. باتوجه‌به مزایای استفاده از گرده آلومینیوم لازم است محصولی با بهترین کیفیت استفاده شود.

نیروهای واردشده بر گرده آلومینیوم در فرایند اکستروژن

همان‌طور که گفته شد در فرایند اکستروژن برای عبور گرده از قالب فشار زیادی بر آن وارد می‌شود و طراحی دستگاه اکستروژن باید به‌گونه‌ای باشد که بتواند این نیروها را تحمل کند. علاوه بر این دمای مناسب و روان‌کاری باهدف صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش نیروی اصطکاک اهمیت زیادی دارد. تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن و نیروهای واردشده در این فرایند عبارت‌اند از:

• نیروی برش که در محل عبور فلز از دهانه قالب اعمال می‌شود.
• نیروی اصطکاک که ببین سطح گرده آلومینیوم و قالب اکستروژن یا دیواره‌های کانال جریان ایجاد شده و موجب افزایش گرما و نیرو می‌شود.
• نیروی فشار همان نیرو یا فشاری است که دستگاه پرس به گرده آلومینیوم وارد کرده و فلز شکل می‌گیرد. اندازه این نیرو زیاد بوده و به فاکتورهایی مانند جنس آلیاژ، قطر و دمای گرده بستگی دارد.

نحوه انتخاب گرده آلومینیوم برای اکستروژن

باتوجه‌به تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن و همچنین مزایای استفاده از گرده آلومینیوم چگونگی انتخاب گرده آلومینیوم بسیار مهم است. مهم‌ترین نکات در نحوه انتخاب گرده آلومینیوم برای اکستروژن عبارت‌اند از:

1. تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن؛ میزان سختی گرده آلومینیوم

گرده آلومینیوم برای فرایند اکستروژن باید به‌اندازه کافی سخت و مقاوم باشد تا بتواند در برابر سایش، نیروها و فشارهای فرایند اکستروژن مقاومت کند. سختی مناسب و استاندارد گرده آلومینیوم عمر قالب را افزایش داده و موجب کاهش هزینه‌های نگهداری نیز می‌شود.

2. نوع آلیاژ

از دیگر موارد مهم در نحوه انتخاب و همچنین تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن نوع آلیاژ آلومینیوم است که در گرده به‌کار می‌رود. برای گرده آلومینیوم قالب اکستروژن باید از آلیاژهای مقاوم و سخت استفاده شود. به‌عنوان‌مثال آلیاژهای آلومینیوم – سیلیکون به دلیل مقاومت و سختی سایشی بالا گزینه مناسبی برای این هدف هستند.

3. مقاوم در برابر حرارت

فرایند اکستروژن در دمای بالا بین 400 تا 500 درجه سانتیگراد انجام می‌شود و گرده آلومینیوم باید نسبت به این میزان از حرارت مقاوم باشد. عدم مقاومت در برابر حرارت اکستروژن موجب تغییر شکل و فرسایش حرارتی خواهد شد. براساس تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن و ضرورت بالا بودن مقاومت حرارتی آن استفاده از آلیاژهای دارای ترکیبات مقاوم به حرارت مانند مانند منیزیم و سیلیکون عملکرد بسیار بهتری دارند.

4. نوع گرده بر اساس طرح قطعه

گزینه دیگر در نحوه انتخاب گرده آلومینیوم برای اکستروژن انتخاب گرده مناسب بر اساس طرح قطعه است. بر اساس شکل و ضخامت قطعه می‌توان از گرده‌های نازک یا ضخیم استفاده کرد. توجه داشته باشید که گرده باید به‌گونه‌ای طراحی شود که موجب توزیع بهینه تنش و جریان ماده در فرایند اکستروژن شود.

نتیجه اینکه بر اساس مزایای استفاده از گرده آلومینیوم و تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن باید در انتخاب آن فاکتورهایی مانند استفاده از آلیاژ آلومینیومی مقاوم در برابر فشار، سایش و حرارت را درنظر گرفت. انتخاب دقیق گرده آلومینیوم به نوع محصول، دستگاه اکستروژن و شرایط فرایند بستگی دارد.

فاکتورهای اثرگذار بر اکستروژن آلومینیوم

علاوه بر دما که در بخش‌های قبلی توضیح داده شد سرعت اکستروژن هم از دیگر عوامل اثرگذار بر اکستروژن آلومینیوم است. سرعت عبور آلومینیوم از قالب بر خواص مکانیکی و کیفیت سطح گرده تأثیر مستقیم می‌گذارد. سرعت باید بهینه و استاندارد باشد؛ زیرا سرعت بالا موجب ایجاد تنش‌های داخلی و ترک می‌شود.

سرعت کمتر موجب می‌شود تا فرایند کنترل بهتری بر شکل‌دهی و سطح قطعه داشته باشد. همچنین نوع قالب از دیگر فاکتورهای مؤثر بر اکستروژن آلومینیوم است و باید طراحی قالب با شکل نهایی قطعه متناسب باشد. جنس قالب و خنک‌سازی آن در پایان فرایند بر طول عمر قالب و کیفیت قطعه تأثیر زیادی می‌گذارد.

جمع‌بندی

گرده آلومینیوم از متریال‌های مهم در صنایع مختلف است که به دلیل ویژگی‌هایی مانند وزن سبک، قابلیت رسانایی حرارتی و الکتریکی بالا و قابلیت بازیافت کاربرد زیادی دارد. مقاومت بالا در برابر شرایط محیطی  و قابلیت شکل‌پذیری بالا و ماشین‌کاری از دیگر مزایای استفاده از گرده آلومینیوم در صنایع مختلف است. فرایند اکستروژن آلومینیوم یک فرایند مهم در تولید گرده آلومینیوم است.

از موارد تاثیر گرده آلومینیوم بر فرایند اکستروژن می‌توان مواردی مانند ترکیب شیمیایی، دمای پیش‌گرمایش، ساختار دانه‌ای، ابعاد و اندازه گرده و تمیزی سطح را نام برد. در نحوه انتخاب گرده آلومینیوم برای اکستروژن نوع آلیاژ، میزان سختی گرده آلومینیوم و نوع گرده بر اساس طرح قطعه و… اهمیت دارد. گروه صنعتی نورد پارس با بیش از 4 دهه سابقه در حوزه تولید گرده و ورق آلومینیوم، آنیل و نوردکاری آلومینیوم و… محصولاتی با برترین کیفیت جهانی عرضه می‌کند.

به دلیل کیفیت بالای محصولات گروه نورد پارس علاوه بر بازارهای داخلی، محصولات نورد پارس موردتوجه بازارهای جهانی هم قرار گرفته است. این کارخانه مجهز به واحدهای پیشرفته تولید ورق و گرده آلومینیوم بوده و متخصصان شرکت بر تمام مراحل تولید نظارت کامل دارند. برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه خرید محصول یا مشاوره با کارشناسان شرکت می‌توانید از طریق بخش تماس با ما اقدام کنید.