Hliník je velmi běžně používaný materiál pro extruzi a tvarové profily, protože má mechanické vlastnosti, které ho činí ideálním pro tváření a tvarování kovu z předvalků. Vysoká tvárnost hliníku znamená, že kov lze snadno tvarovat do různých průřezů bez vynaložení velkého množství energie na proces obrábění nebo tváření, a hliník má také obvykle bod tání přibližně poloviční než běžná ocel. Obě tyto skutečnosti znamenají, že proces extruze hliníkových profilů je relativně nízkoenergetický, což snižuje náklady na nástroje a výrobu. Hliník má také vysoký poměr pevnosti k hmotnosti, což z něj činí vynikající volbu pro průmyslové aplikace.
Jako vedlejší produkt procesu extruze se na povrchu profilu mohou někdy objevit jemné, téměř neviditelné čáry. To je důsledek vytváření pomocných nástrojů během extruze a pro odstranění těchto čar lze specifikovat další povrchové úpravy. Pro zlepšení povrchové úpravy profilové části lze po hlavním procesu tváření extruzí provést několik sekundárních operací povrchové úpravy, jako je čelní frézování. Tyto obráběcí operace lze specifikovat pro zlepšení geometrie povrchu a zlepšení profilu dílu snížením celkové drsnosti povrchu extrudovaného profilu. Tyto úpravy se často specifikují v aplikacích, kde je vyžadováno přesné polohování dílu nebo kde musí být dosedací plochy přesně kontrolovány.
Často vidíme sloupec materiálu označený 6063-T5/T6 nebo 6061-T4 atd. Číslo 6063 nebo 6061 v tomto označení označuje značku hliníkového profilu a T4/T5/T6 označuje stav hliníkového profilu. Jaký je tedy mezi nimi rozdíl?
Například: Jednoduše řečeno, hliníkový profil 6061 má lepší pevnost a řezný výkon, vysokou houževnatost, dobrou svařitelnost a odolnost proti korozi; hliníkový profil 6063 má lepší plasticitu, což umožňuje dosáhnout vyšší přesnosti materiálu a zároveň má vyšší pevnost v tahu a mez kluzu, vykazuje lepší lomovou houževnatost a má vysokou pevnost, odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi a odolnost vůči vysokým teplotám.
Stav T4:
Rozpouštěcí úprava + přirozené stárnutí, tj. hliníkový profil se po vytlačení z extruderu ochladí, ale nestárne ve stárnoucí peci. Hliníkový profil, který neprošel stárnutím, má relativně nízkou tvrdost a dobrou deformovatelnost, což je vhodné pro pozdější ohýbání a další deformační zpracování.
Stav T5:
Rozpouštěcí úprava + neúplné umělé stárnutí, tj. po ochlazení na vzduchu se po extruzi kalí a poté se přenese do stárnoucí pece, kde se udržuje v teple při teplotě asi 200 stupňů po dobu 2–3 hodin. V tomto stavu má hliník relativně vysokou tvrdost a určitý stupeň deformovatelnosti. Nejčastěji se používá ve fasádách.
Stav T6:
úprava roztokem + úplné umělé stárnutí, tj. po ochlazení vodou a kalení po extruzi je umělé stárnutí po kalení vyšší než teplota T5 a doba izolace je také delší, aby se dosáhlo vyšší tvrdosti, což je vhodné pro případy s relativně vysokými požadavky na tvrdost materiálu.
Mechanické vlastnosti hliníkových profilů z různých materiálů a různých skupenství jsou podrobně uvedeny v tabulce níže:
Mez kluzu:
Je to mez kluzu kovových materiálů při jejich tečení, tj. napětí, které odolává mikroplastické deformaci. U kovových materiálů bez zjevné meze kluzu se jako mez kluzu stanoví hodnota napětí, která vyvolává 0,2% zbytkovou deformaci, která se nazývá podmíněná mez kluzu nebo mez kluzu. Vnější síly větší než tato mez způsobí trvalé selhání součásti a nelze je opravit.
Pevnost v tahu:
Když hliník do určité míry povolil, jeho schopnost odolávat deformaci se opět zvýší v důsledku přeskupení vnitřních zrn. Ačkoli se deformace v tomto okamžiku rychle rozvíjí, může se zvyšovat pouze se zvyšujícím se napětím, dokud napětí nedosáhne maximální hodnoty. Poté se schopnost profilu odolávat deformaci výrazně sníží a v nejslabším místě dochází k velké plastické deformaci. Průřez vzorku se zde rychle smršťuje a dochází ke zúžení, až do jeho zlomení.
Tvrdost podle Webstera:
Základním principem Websterovy tvrdosti je použití kalené tlakové jehly určitého tvaru, která se vtlačí do povrchu vzorku silou standardní pružiny a definuje hloubku 0,01 mm jako jednotku Websterovy tvrdosti. Tvrdost materiálu je nepřímo úměrná hloubce průniku. Čím mělčí je průnik, tím vyšší je tvrdost a naopak.
Plastická deformace:
Jedná se o typ deformace, která se nemůže sama od sebe zotavit. Pokud jsou konstrukční materiály a součásti zatíženy nad rámec rozsahu elastické deformace, dochází k trvalé deformaci, tj. po odstranění zatížení dochází k nevratné deformaci neboli zbytkové deformaci, což je plastická deformace.
Čas zveřejnění: 9. října 2024
