Вы здесь

Изготовление алюминиевого профиля в России

Профилированный алюминий широко востребован в различных отраслях хозяйственной деятельности. Наибольшими потребителями являются авто- и авиастроение, производство ракетной и космической техники. Вместе с тем алюминиевые профили используются и в быту: от ограждающих дверных и оконных конструкций до стремянок. Ниже рассматриваются основные способы промышленного получения профилированного алюминия.

Виды алюминиевых профилей,  применение, обзор технологий производства

Востребованными разновидностями являются:

  1. Уголок (равнобокий и неравнобокий).
  2. Z-профиль.
  3. Т-профиль.
  4. Профиль с П-образными пазами под уплотнитель.

Основные области применения – производство фасадов зданий, каркасных павильонов, окон из алюминиевого профиля. Всё большее распространение получают алюминиевые профили с резиновыми вставками производства, производство витрин, корпусов для светильников, элементов мебели и др. Развивающееся производство стеклянных офисных перегородок немыслимо без алюминиевых дверей или встроенных шкафов-купе, а во многих случаях требуется изготовление нестандартных профилей из алюминия по чертежам заказчика. Здесь, наряду с металлическими могут использоваться и детали из ПВХ.

Постоянно возрастающие потребности привели к созданию высокопроизводительных поточных линий по производству алюминиевых профилей. Это сокращает сроки выполнения изделий и доставки готовой продукции потребителям. С этой же целью возводят новые заводы по выпуску профилей из алюминия.

Высокие пластичные свойства алюминия позволяют использовать в качестве исходного сырья литые чушки и слитки. Структура литого металла – грубозернистая, поэтому механическая прочность исходных заготовок снижена. Поэтому в дальнейшем алюминий и его сплавы подвергают деформирующей обработке.

Из способов производства объёмных алюминиевых изделий преимущество получили экструзия и профилирование. Экструзия (или выдавливание) используется, когда исходными заготовками  служат объёмные заготовки, при профилировании деформации подвергают исходный листовой металл, преимущественно в виде полосы. Способы различаются также и по своей производительности: экструзия считается непрерывным процессом, в то время как при профилировании деформация носит цикличный характер.

Поэтому экструзия алюминиевых профилей применяется в металлургическом производстве как технология второго передела (после литья) а профилирование – в машиностроительном производстве (третий передел, после литья и прокатки).

Технология производства алюминиевых профилей методом экструзии

Экструзия алюминия производится преимущественно в горячем состоянии, что позволяет снизить усилие, необходимое для формообразования профиля. Холодная экструзия применяется значительно реже, в основном при получении профилей малого сечения, но повышенной размерной точности.

Контроль температуры от начала до конца технологического цикла имеет решающее значение для обеспечения необходимых эксплуатационных свойств алюминия – предела временного сопротивления, предела текучести, относительного удлинения, ударной вязкости и пр. Кроме того, при горячей деформации снижается скорость образования поверхностной плёнки окиси алюминия

Экструзия представляет  собой процесс объёмного деформирования при котором исходный металл поступает в матрицу и истекает оттуда вследствие поступательно перемещающегося пуансона. Течение происходит через отверстие, которое расположено в противоположной части матрицы. При этом течение металла происходит в том же направлении, что и движение пуансона. В результате минимизируются силы трения между инструментом и заготовкой. Экструзия – стационарный процесс обработки давлением, он может иметь непрерывный характер, если встык с предыдущей заготовкой в контейнер загружается следующая. При этом из-за высоких степеней деформации металла место стыка бывает трудно рассмотреть даже под микроскопом.

Последовательность и оборудование

Процесс экструзии алюминия начинается с нагрева исходной заготовки до 400…480 °C. При этом алюминий не изменяет своё агрегатное состояние, но становится гораздо более пластичным.

Нагретую алюминиевую заготовку переносят в контейнер. Давление прикладывается к заготовке от гидравлического цилиндра пресса. При экструзии чётко выделяются три стадии:

  1. Начальная, которая характеризуется постепенным заполнением металлом пустот и зазоров в контейнере. Давление внутри емкости увеличивается, металл уплотняется, происходит заварка литейных дефектов внутри заготовки.
  2. Основная, когда начинается истечение металла в отверстие матрицы. Форма и размеры этого отверстия определяет форму и размеры конечного профиля. На этой стадии усилие стабилизируется, и даже несколько снижается, поскольку, по мере уменьшения объёма исходной заготовки в контейнере снижаются и силы трения.
  3. Финишная, когда объём металла под пуансоном снижается до критических значений. При этом резко ухудшаются условия истечения алюминия из полости: частицы металла двигаются хаотически, резко увеличивая усилие деформирования*.

Скорость экструзии формы зависит от таких факторов, как вес изделия, сложность профиля, прочность металла заготовки, характер и интенсивность применяемой смазки.

Производительность экструзии определяется количеством рабочих отверстий в контейнере и скоростью деформирования.

Вследствие трения температура алюминиевой заготовки, которая выходит из матрицы, увеличивается до 510…550 °C. Охлаждение металла производится при помощи вентиляторов и /или водяного душирования полученного профиля. Алюминий должен охлаждаться с определенной скоростью, чтобы соответствовать требуемым свойствам. С целью обеспечения должного качества готового изделия его температура измеряется непрерывно, в течение всего цикла обработки. В процессе принудительного охлаждения алюминиевый профиль подвергают небольшому растяжению, в результате остаточные напряжения уменьшаются.  

Алюминиевый профиль после предварительной обработки нуждается в анодном окислении поверхности. Это приводит к образованию слоя плотной пленки AL2O3, которая имеет повышенную адсорбционную способность. Такой алюминий называют анодированным.

Завершающими операциями получения алюминиевого профиля являются его резка на заготовки мерной длины и отделка поверхности: она может быть, в зависимости от требований заказчика, блестящей или матовой. Технические требования к экструдированным профилям из алюминия регламентируются ГОСТ 22223-2003.  

Конечной стадией производства алюминиевых профилей экструзией является термообработка. Для достижения требуемых показателей твёрдости металл подвергают старению – выдержке при определённой температуре в течение нескольких часов.  

Формообразование алюминиевых профилей ведут на гидропрессах горизонтального действия. Пресс  включает в себя:

  1. Электродвигатель.
  2. Насос высокого давления.
  3. Главный цилиндр.
  4. Переднюю и заднюю плиту, скрепленные четырьмя стяжками.
  5. Систему управления.
  6. Приёмно-подающие устройства.

Все основные узлы монтируются на раме, для изготовления которой применяются сварные заготовки их толстолистовой конструкционной стали.

Рабочее давление, создаваемое в цилиндре, должно быть не менее 600…700 МПа, а при прессовании особо сложных профилей достигает 1000 МПа.

Инструмент для прессования алюминиевых профилей изготавливается из высококачественной инструментальной легированной стали, поэтому отличается долговечностью и может выдерживать давления до 3000 МПа.

Производство алюминиевых профилей в России сосредоточено в основном на следующих предприятиях:

Наименование предприятия

Город  расположения

ООО «Мебельная алюминиевая компания»

Курск

ООО «Алвид»

Смоленск

ЗАП «Реалит»

Обнинск

АО «Татпроф»

Набережные Челны

Кортез Групп

Москва

Холдинг «ЮгМет»

Ростов

ИЗАП

Ижевск

Волжская металлургическая компания

Жигулёвск

Alumica

Тверь

 


* Теоретически при высоте металла под пуансоном, равной 0, усилие стремится в бесконечность, поэтому процесс экструзии либо прекращают, либо вводят в контейнер очередную заготовку

14.11.2018


Производство модульных зданий

14.03.2020

Производство чугуна: сырье, технологии и оборудование

14.03.2020

Открытие цеха по изготовлению металлоконструкций

12.03.2020

Цех по производству металлических изделий

04.03.2020

Производство профильной трубы

02.03.2020