ترکیب پرس اکستروژن مستقیم و معکوس

پرس اکستروژن مستقیم و معکوس و ترکیبات آن ها

تولیدکنندگان پروفیل آلومینیوم چندین ترکیب از پرسهای مستقیم و معکوس در صنعت اکستروژن آلومینیوم وجود دارد. طرحهای مختلفی از ترکیب پرسهای مستقیم و معکوس، هر یک با مزایا و معایبی در دسترس است. لارسون و بلاند نیز مروری بر طرحهای گوناگون از پپرس معکوس و ترکیب پرسهای مستقیم و معکوس ارائه نموده اند. در واقع هدف اصلی از پرس ترکیبی تبدیل از اکستروژن معکوس به مستقیم است. هر چند مزایای اکستروژن معکوس در پرس ترکیبی جبران نمی شود، سه نوع پرس ترکیبی موجود عبارتند از:

تک محوره، پرسهای میله ای مستقیم/ معکوس با کشویی قالب متداول

دو محوره، (محور فشاری قالب و محور فشاری اکستروژن)، پرس میله ای مستقیم/ معکوس با قفل دروازه ای 

دو محوره، (محور فشاری قالب و محور فشاری اکستروژن) پرس مستقیم/ معکوس ترکیبی با ترکیب قفل دروازه ای و کشویی قالب

اکستروژن با نیروی اصطکاکی فعال (EWAFF)

هر دوی پرسهای مستقیم و معکوس برای اکستروژن آلیاژهای سخت آلومینیوم نیز بکار می روند. اکستروژن معکوس عمدتاً برای تولید مقاطع نازک و کوچک جهت رسیدن به یکنواختی خواص مکانیکی و ابعاد بهتر بکار می رود. لکن مقاطع بسیار سنگین با قطر دایره محیطی (CCD) بزرگ معمولاً با استفاده از یک پرس مستقیم با ظرفیت بالا اکسترود می شوند.

علاوه بر دو فرآیند فوق، یک فرآیند جدید با عنوان « اکستروژن با نیروهای اصطکاکی فعال یا اکستروژن معکوس موثر» با مزایایی بیشتر از فرآیند معکوس در سال 1965توسط برزنوی پیشنهاد گردید. این فرآیند در سال 1988 در روسیه توسعه یافته و کاربرد صنعتی پپپیدا نمود. بعدها شربا مطالعات بیشتری بر روی امکان پذیری فرآیند اکستروژن با نیروی اصطکاکی فعال انجام داد.

شماتیکی از یک فرآیند اکستروژن معکوس موثر در نشان داده می شود. توضیح مختصری درباره فرآیند EWAFF در مقایسه با فرآیندهای مستقیم ومعکوس متداول ارائه خواهد شد. نیروهای اصطکاکی در فصل مشترک بیلت و محفظه در جهت سیلان فلزند، بنابراین سیلان محیطی تسریع شده و سیلان مرکزی کند می گردد. این باعث یکنواختی توزیع سرعت طولی در عرض ناحیه کاهش سطح مقطع بیلت می گردد. به عبارت دیگر EWAFF نوع دیگری از اکستروژن معکوس با سرعت حرکت بالاتر محفظه یا قالب نسبت به سرعت حرکت کوبه (رام) است. به دلیل تغییر مکانیک این فرآیند، EWAFF دارای مزایایی در مقایسه با فرآیندهای مستقیم یا معکوس است که عبارتند از:

تولید میلگردها، میله ها و محصولات با کیفیت بالا و خواص مکانیکی یکنواهت از آلیاژهایی که اکستروژن آنها مشکل است.

کاهش تشکیل عیوب و در نتیجه کاهش میزان قراضه

افزایش سرعت اکستروژن، 3 تا 4 برابر فرآیند مستقیم و 2 تا 3 برابر فرآیند معکوس

بهبود سطح نهایی، به حداقل رسانیدن ساختار بلوری درشت و افزایش مقاومت به خوردگی

از نقطه نظر علمی، فرآیند EWAFF برای کاربردهای خاصی در صنعت اکستروژن توصیه می شود. در روسیه دو دستگاه 1600 و 3500 تنی از این نوع وجود دارد. تحقیق در خصوص متغیرهای این فرآیند هنوز ادامه دارد.

در فرآیند اکستروژن مستقیم لغزش نسبی بین بیلت و محفظه وجود دارد، لذا اصطکاک در فصل مشترک بیلت- محفظه، سیلان فلز را در مقایسه با سیلان در مرکز بیلت محدود می نماید.

 اکستروژن مستقیم آلیاژهای سخت همچون 2024 و 7075 دارای برخی محدودیتهای زیر است:

• محدودیت در وزن بیلت
• محدودیت در سرعت اکستروژن
• بازیابی کمتر
• عدم دقت ابعادی
• ناهماهنگی ساختاری و خواص مکانیکی غیریکنواخت

تولیدکنندگان پروفیل آلومینیوم در فرآیند اکستروژن معکوس قالب واقع در جلوی محور فشاری نسبت به محفظه حرکت می کند. اما هیچ گونه جابجایی نسبی بین بیلت و محفظه وجود ندارد. لذا این فرآیند با عدم وجود اصطکاک بین سطح بیلت و محفظه شناخته می شود. به همین دلیل امکان افزایش دو برابری در وزن بیلت و سرعت اکستروژن همراه با 30 تا 45 درصد کاهش در نیروی اکستروژن در مقایسه با اکستروژن مستقیم وجود دارد.

به دلیل اثر اصطکاک محفظه انتظار می رود که در سطح یکسان، توزیع سرعت طولی در مرکز بیلت نسبت به نواحی کناری آن در اکستروژن مستقیم بیشتر از اکستروژن معکوس باشد