Производство алюминиевого профиля: основные технологии
Являясь ключевым этапом в производстве алюминиевого профиля, процессы плавления и экструзии напрямую влияют на прочность, качество поверхности и общую эффективность конечного продукта. В этой статье рассматриваются передовые методы и оборудование, используемые ведущими производителями.
Процесс плавки и литья начинается со строгого контроля сырья. Для сплава 6063 алюминиевые слитки (≥99,7%), алюминиево-кремниевый сплав (Si: 12%) и слитки магния высокой чистоты (≥99,9%) смешиваются для соответствия стандартам GB/T 3190. Используя двухкамерные печи с газовым нагревом, расплав поддерживается при температуре 730–750 ℃. Электромагнитное перемешивание обеспечивает однородность состава, в то время как роторная дегазация (например, SNIF) снижает содержание водорода до менее 0,1 мл/100 г, минимизируя пористость. Для литья в системах с глубокими скважинами используются кристаллизаторы с водяным охлаждением для быстрого охлаждения со скоростью 100–200 ℃/мин, образуя прутки диаметром 90–254 мм. Скорость литья достигает 4–8 м/мин и регулируется датчиками уровня жидкости. Гомогенизация слитка при 575℃±5℃ в течение 6–8 часов снижает сегрегацию. Охлаждение воздухом или туманом предотвращает образование фазы β-AlFeSi, улучшая обрабатываемость. Перед экструзией заготовки нагреваются до 480–500 ℃ (±3 ℃) и выдерживаются для однородности. Формы предварительно нагреваются до 450–480 ℃ для снижения напряжения. Мощность экструдера варьируется в зависимости от размера профиля, обычно 800–3600 тонн; для производства солнечных рам обычно используются линии на 1600 тонн. Двойные системы тяги синхронизируются со скоростью экструзии (0,5–30 м/мин) для снижения деформации. Изотермическое управление при 500–520 ℃ предотвращает растрескивание. Высокоскоростные линии экструзии с сервоприводом (например, SMS) увеличивают скорость на 20–30% и используют покрытые нитридом титана матрицы для увеличения срока службы (более 1000 тонн). Плоскоцилиндрические и многоотверстийные матрицы отвечают структурным требованиям, таким как поддоны для аккумуляторов электромобилей и полые секции за один шаг. После экструзии, закалка в режиме онлайн (до <60℃) позволяет достичь свойств T5/T6. Правка растяжением (растяжение 0,5–3%) обеспечивает прямолинейность ≤0,5 мм/м и высокую размерную точность. 
Интеллектуальные обновления являются движущей силой алюминиевой промышленности. Управление процессами на основе ИИ повышает выход продукции (например, 98,5% в Fenglu), а цифровое моделирование двойников сокращает время тестирования пресс-форм на 30% (как это видно в Ube, Япония). Экологичные методы включают 95% повторное использование отходов и технологию RTO для сокращения энергии плавления на 15%. Низкотемпературная экструзия (420–450 ℃) сокращает выбросы на 20%. Применения расширяются. Корпуса аккумуляторных батарей электромобилей используют интегрированную экструзию для снижения веса на 30% и повышения прочности на 25%. Рамы солнечных батарей используют тонкие (1,4 мм) высокопрочные профили (≥160 МПа) для более легких и долговечных компонентов. Эти достижения помогают компаниям конкурировать в таких высокотехнологичных секторах, как аэрокосмическая промышленность и чистая энергетика. Производство алюминиевых профилей движется в сторону более высокой точности, интеллекта и устойчивости. Инновации в проектировании сплавов, оборудовании (например, сервоэкструдеры, интеллектуальные печи) и цифровом управлении продолжат повышать конкурентоспособность. Поскольку отрасль отдает приоритет легким и экологичным решениям, следующее поколение технологий экструзии и литья будет лидировать во всем мире.
