Sản phẩm hợp kim nhôm được chia thànhsản phẩm nhôm đúcVàhồ sơ nhôm. Sự khác biệt chính giữa chúng nằm ở chỗ một chiếc được sản xuất bằng cách sử dụngkhuôn đúc, trong khi cái kia được sản xuất bằng cách sử dụngđùn chết. Trong cả hai trường hợp, hợp kim nhôm (thường là hợp kim nhôm-magiê-silic) được sử dụng làm nguyên liệu thô.
Hồ sơ nhôm:Các ví dụ phổ biến về cấu hình nhôm bao gồm màn hình và cửa sổ nhôm. Chúng được sản xuất bằng quy trình ép đùn, trong đó các nguyên liệu thô như phôi nhôm được nung chảy trong lò nung và sau đó được ép đùn qua máy đùn để có được hình dạng mong muốn. Nhiều cấu hình khác nhau có hình dạng mặt cắt ngang-khác nhau cũng có thể được ép đùn. Các đặc tính chính, cụ thể là độ bền, độ cứng và khả năng chống mài mòn, tuân thủ tiêu chuẩn quốc giaGB6063. Những ưu điểm bao gồm: trọng lượng nhẹ (chỉ 2,8 kg), khả năng chống ăn mòn, thay đổi thiết kế nhanh, chi phí sản xuất khuôn thấp và chiều dài dọc lên tới 10 mét trở lên. Cấu hình nhôm có sẵn với bề mặt bóng và mờ, và quy trình xử lý bề mặt bao gồm anodizing, có thể đạt được độ dày màng oxit là0,12 mm. Độ dày thành của nhôm định hình được lựa chọn dựa trên việc tối ưu hóa kết cấu sản phẩm; trên thị trường, độ dày lớn hơn không phải lúc nào cũng có nghĩa là chất lượng tốt hơn. Trong quá trình thiết kế, các yêu cầu-mặt cắt ngang cần được xem xét và độ dày có thể dao động từ0,5 mm đến 5 mm.
Thuận lợi
Gia công ít hơn:Vì hợp kim nhôm có thể được ép đùn thành bất kỳ hình dạng phức tạp nào nên các cấu hình nhôm ép đùn rất dễ lắp ráp, giảm nhu cầu gia công khi thiết kế phù hợp. Một số hình dạng chỉ có thể đạt được bằng cách ép đùn chứ không phải các quy trình khác.
Khuôn ép đùn nhôm giá rẻ:Khuôn ép đùn nhôm ít tốn kém hơn so với khuôn dành cho các vật liệu và quy trình cạnh tranh khác như cán, đúc và rèn.
Hiệu quả kết cấu cao:Cấu hình nhôm ép đùn mang lại hiệu quả kết cấu tối đa. Vật liệu có thể được sử dụng ở những nơi cần sức mạnh và loại bỏ ở những nơi không cần thiết.
Trọng lượng nhẹ:Cấu hình hợp kim nhôm ép đùn có trọng lượng nhẹ nhưng chắc chắn và bền. Do sự khác biệt về tính chất vật liệu, các cấu trúc nhôm đạt được hiệu suất tương tự có trọng lượng chỉ bằng một nửa so với các cấu trúc kim loại khác và cũng khó gia công hơn.
Các lựa chọn xử lý bề mặt khác nhau / Khả năng chống ăn mòn cao:Bằng cách sử dụng sơn tĩnh điện hoặc sơn điện di, các nhà thiết kế có thể đạt được bất kỳ màu sắc mong muốn nào. Lớp hoàn thiện bằng bạc tự nhiên hoặc lớp phủ anodized màu cũng có sẵn.
Chi phí bảo trì thấp:Nhôm là một kim loại bền và các quy trình xử lý bề mặt trên giúp nâng cao hơn nữa tuổi thọ của nó.
Nhược điểm
Cấu trúc và thuộc tính không{0}}đồng nhất:Do dòng kim loại chảy không đều trong quá trình ép đùn (đặc biệt là khi ép đùn trực tiếp mà không cần bôi trơn), cấu trúc vi mô của các sản phẩm ép đùn không-đồng nhất giữa bề mặt và tâm, cũng như giữa phần đầu và phần đuôi.
Điều kiện làm việc khắc nghiệt cho khuôn ép đùn:Trong quá trình ép đùn, phôi ở trạng thái gần như đóng kín với áp suất lớn lên khuôn, đòi hỏi khuôn phải chịu được tải trọng cực cao. Đồng thời, trong quá trình ép đùn nóng, khuôn phải chịu nhiệt độ và ma sát cao, ảnh hưởng đáng kể đến độ bền và tuổi thọ của nó.
Hiệu quả sản xuất thấp:Ngoại trừ ép đùn liên tục đã được phát triển trong những năm gần đây, các phương pháp ép đùn truyền thống không thể đạt được sản xuất liên tục. Nói chung, tốc độ đùn thấp hơn nhiều so với tốc độ cán, dẫn đến tổn thất hình học đáng kể và tỷ lệ năng suất thấp.
Đúc khuôn:Đúc khuôn là một quá trình sản xuất trong đó kim loại nóng chảy được ép vào khuôn dưới áp suất và sau khi làm nguội, sản phẩm kim loại sẽ được hình thành. Quá trình này tương tự như đúc áp lực. Vật liệu dùng để đúc khuôn là kim loại nóng chảy nên khuôn được làm bằng thép hợp kim có độ bền-cao. Vật liệu đúc khuôn thường là kim loại màu, chẳng hạn như kẽm, đồng, nhôm, chì và hợp kim của chúng vì những vật liệu này có điểm nóng chảy tương đối thấp.
Đúc khuôn được chia thành hai loại:đúc khuôn buồng lạnhVàđúc khuôn buồng nóng. Trong khuôn đúc buồng lạnh, kim loại nóng chảy được đổ thủ công hoặc tự động vào buồng áp suất, sau đó áp suất sẽ ép kim loại nóng chảy vào khuôn. Trong quá trình đúc khuôn buồng nóng, kim loại nóng chảy được nung nóng liên tục và duy trì ở trạng thái lỏng. Khi áp suất được áp dụng, kim loại nóng chảy được bơm vào khoang khuôn. Sau khi đông đặc, khuôn mở ra, vật đúc được đẩy ra và phần đúc khuôn được hoàn thành.
Áp suất cao và tốc độ cao là hai đặc điểm chính của quá trình đúc khuôn và là điểm khác biệt cơ bản nhất giữa đúc khuôn và các phương pháp đúc khác. Vì áp suất cao và tốc độ cao được sử dụng để ép kim loại nóng chảy vào khoang khuôn trong thời gian rất ngắn nên cần có tốc độ dòng chảy cao và thời gian làm đầy ngắn. Đúc khuôn phù hợp để sản xuất các bộ phận và sản phẩm phức tạp và{2}}có độ chính xác cao, chẳng hạn như hàng tiêu dùng (ví dụ: vòi và bộ tản nhiệt). Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp ô tô, điện, hàng không vũ trụ và y tế.
So với các phương pháp tạo hình, đúc khuôn sử dụng các công nghệ khác nhau. Các thỏi nhôm (có độ tinh khiết khoảng 92%) và hợp kim được sử dụng làm nguyên liệu thô, được nấu chảy trong lò và sau đó được tạo thành trong máy đúc khuôn. Các sản phẩm nhôm đúc có thể có nhiều hình dạng khác nhau, chẳng hạn như đồ chơi, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp ráp theo nhiều hướng. Ngoài ra, chúng có độ cứng và độ bền cao và có thể được hợp kim hóa với kẽm để tạo thành hợp kim kẽm-nhôm. Quá trình tạo khuôn đúc nhôm bao gồm:
① Đúc khuôn
② Đánh bóng thô để loại bỏ cặn bám trên khuôn
③ Đánh bóng tinh xảo
Thuận lợi
Vì đúc nhôm sử dụng quy trình đúc áp suất nên các bộ phận bằng nhôm-đúc khuôn có kích thước chính xác và bề mặt nhẵn; chúng thường được sử dụng trực tiếp mà không cần gia công thêm hoặc gia công tối thiểu. Điều này không chỉ cải thiện hiệu quả sử dụng kim loại mà còn giảm đáng kể số lượng thiết bị xử lý và nhân công.
Các sản phẩm nhôm đúc-không đắt tiền; chúng có thể được kết hợp với các kim loại hoặc phi kim loại{1}} khác, tiết kiệm thời gian và vật liệu lắp ráp.
Đúc khuôn nhôm có hiệu quả sản xuất cao. Ví dụ: một máy đúc khuôn nhôm buồng nguội nằm ngang JIII3-trong nước có thể tạo ra trung bình600–700 lần đúc nhôm cứ sau 8 giờ, trong khi một máy đúc khuôn nhôm buồng nóng-nhỏ có thể tạo ra trung bình3.000–7.000 lần đúc mỗi 8 giờ. Khuôn đúc nhôm có tuổi thọ cao. Một cặp khuôn để đúc nhôm và hợp kim nhôm hình chuông-có thể kéo dài hàng trăm nghìn hoặc thậm chí hàng triệu chu kỳ. Chúng rất dễ cơ giới hóa và tự động hóa.
Các sản phẩm nhôm đúc-có chất lượng cao và độ chính xác kích thước cao, thường tương đương vớiLớp 6–7, và đôi khi đạt tớilớp 4. Chất lượng bề mặt của nhôm đúc khuôn-tốt, nhìn chung tương đương vớiLớp 5–8. Độ bền và độ cứng thườngCao hơn 25–30%hơn so với đúc cát, nhưng độ giãn dài giảm khoảng70%. Kích thước ổn định, khả năng thay thế tốt và có thể sản xuất các vật đúc bằng nhôm có thành mỏng và phức tạp.
Nhược điểm
Độ dẻo dai thấp và khả năng chống mài mòn kém; co rút thể tích đáng kể trong quá trình hóa rắn, khoảng6.6%; hệ số giãn nở tuyến tính cao; xu hướng bám vào khuôn, đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ hàm lượng sắt bên trong0.8%–0.9%; điểm nóng chảy thấp, hạn chế việc sử dụng nó trong các ứng dụng có nhiệt độ{0}}cao.