Was ist ein Heißextrusionsverfahren? Typen, Vorteile, Anwendungen

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über das Heißextrusionsverfahren, seine verschiedenen Arten, seine Funktionsweise und seine Anwendungen.

Was ist Heißextrusion?

Heißextrusion ist ein Prozess, um die gewünschte Form des fertigen Teils durch einen Barren oder Metallklumpen bereitzustellen, der durch hohen Druck durch eine Öffnung gedrückt wird.

Heißextrusion ist ein beliebtes Verfahren zur Herstellung von Objekten mit festem Querschnittsprofil. Dieser Extrusionsprozess wird bei einer höheren Temperatur durchgeführt, was ein Aushärten der Materialien verhindert und den Vorgang des Pressens des Materials durch die Matrize vereinfacht.

Im Allgemeinen werden horizontale hydraulische Pressen mit Kapazitäten von 250 bis 12.000 Tonnen verwendet, um eine große Anzahl von Heißextrusionen durchzuführen. Der Druckbereich beträgt hier 30 bis 700 MPa (4.400 bis 102.000 psi), daher ist eine Schmierung erforderlich. Glaspulver kann verwendet werden, um Extrusionen bei höheren Temperaturen zu schmieren, während Graphit oder Öl Extrusionen bei niedrigeren Temperaturen schmieren können. Obwohl heißextrudierte Materialien sehr bevorzugt werden, gibt es einige Nachteile bei der Heißextrusion, einschließlich der Kosten für Extrusionsmaschinen und deren Wartung.

Eine alltägliche Analogie ist das Auspressen von Zahnpasta aus einer Falttube. Aufgrund der großen Kräfte, die beim Strangpressen erforderlich sind, werden die meisten Metalle unter Bedingungen heiß extrudiert, bei denen der Verformungswiderstand des Metalls gering ist.

Kaltfließpressen ist jedoch für viele Metalle möglich und nimmt schnell eine wichtige kommerzielle Position ein.

Heißextrusionsbearbeitung

Die Reaktion des Extrusionsbarrens mit dem Behälter und der Düse führt zu hohen Druckspannungen, die beim Reduzieren des Reißens der Materialien während des primären Zusammenbruchs des Barrens wirksam sind. Dies ist ein wichtiger Grund für den vermehrten Einsatz von Strangpressen bei der Bearbeitung von schwer umformbaren Metallen, z. B. Edelstähle, Legierungen auf Nickelbasis und Molybdän.

Die meisten Heißextrusionen werden auf horizontalen hydraulischen Pressen durchgeführt, die speziell für diesen Zweck konstruiert wurden. Gängige Größen liegen zwischen 250 und 5500 Tonnen. Die Knüppeltemperaturen betragen 350 °C bis 425 °C für Magnesium, 425 °C bis 475 °C für Aluminium, 650 °C bis 1300 °C für Kupferlegierungen und 1200 °C bis 1300 °C für Stahl. Der Druck variiert normalerweise zwischen 4998 und 7038 kgf pro cm² (69*10′ N/m²). Die Schmierung der Extrusionskammer, der Düse und des Stempels ist notwendig und wird normalerweise durch Wischen mit ölhaltigem Graphit erreicht. Pflanzenöle sind für diesen Zweck besser geeignet als Mineralöle.

Die Extrusion von Stahl bei hohen Temperaturen wird am erfolgreichsten durchgeführt, indem ein Glas verwendet wird, das bei den beteiligten Temperaturen als Schmiermittel wirkt.

Arten der Heißextrusion

Metall wird folgendermaßen extrudiert:

1. Direkte oder Vorwärtsextrusion

Die in Abb. 7.9 dargestellte Direktextrusion verwendet einen pressbetriebenen Stößel und einen Zylinder oder Behälter, in dem das Werkstück zum Einschluss platziert wird. Zwischen Stößel und heißem Metall wird ein Blindblock eingesetzt. Unter Aufbringen des Stempeldrucks füllt das Metall zunächst die zylindrische Form plastisch aus und wird dann durch die Matrizenöffnung herausgedrückt, bis eine geringe Menge im Behälter verbleibt. Anschließend wird es neben der Matrize abgesägt und das stumpfe Ende entfernt.

2. Indirekte oder Rückwärtsextrusion

Das indirekte Strangpressen ähnelt dem direkten Strangpressen, außer dass das extrudierte Teil durch den hohlen Stempel gedrückt wird, wie in Abb. 7.10 gezeigt. Es kommt zu keiner Reibung zwischen dem Metallknüppel und den Behälterwänden, weil der Knüppel den Behälter nicht bewegt. Im Vergleich zur direkten Extrusion ist weniger Gesamtkraft erforderlich, aber die verwendete Ausrüstung ist mechanisch komplizierter, um den Durchgang der extrudierten Form durch die Mitte des Hohlstempels zu ermöglichen.

3. Rohrextrusion

Es ist eine Form der direkten Extrusion, verwendet jedoch einen Dorn, um das Innere des Rohrs zu formen. Nachdem der erhitzte Barren in den Behälter eingebracht wurde, wird die Matrize, die den Dorn enthält, durch den Barren geschoben. Der Stempel fährt dann vor und extrudiert das Metall durch die Matrize und um den Dorn herum, wie in Fig. 1 gezeigt. 7.11

4. Schlagextrusion

Extrusionen werden auch hergestellt, indem Metallklumpen geschlagen und durch hohe Schlagkraft geformt werden. Dies ist im Wesentlichen eine Kaltumformung.

Heißextrusionstemperatur für verschiedene Metalle

Anwendungen der Heißextrusion

Die meisten handelsüblichen Metalle und deren Legierungen wie Stahl, Kupfer, Aluminium, Magnesium und Nickel werden direkt bei erhöhten Temperaturen extrudiert. Stäbe, Rohre, Zierleisten, Bauformen, Messingkartuschen, mit Blei ummantelte Kabel, Flugzeugteile, Bodenstreifen und viele Beschläge wie Fensterrahmen, Türverkleidungen usw. sind typische Produkte der Extrusion.

Das Heißstrangpressverfahren wird häufig zur Herstellung von Produkten aus Aluminium, Kupfer und deren Legierungen eingesetzt. Einige der Produkte, die mit diesem Verfahren entwickelt werden, sind elektrische Drähte, Stangen und Rohre.

Wofür wird Heißextrusion verwendet?

Das Warmfließpressen ist das Produktionsverfahren, mit dem Spezialstahlprofile mit konstantem Längsquerschnitt geformt werden. Es wirkt durch eine Kraft namens „Kompression“. Mit diesem Verfahren können Voll- oder Hohlprofile mit komplexen Geometrien und festem Querschnitt in einem Schritt hergestellt werden.

Multiple-Choice-Fragen (MCQ) zum Heißextrusionsprozess

1. Welche der folgenden Aussagen trifft auf die Heißextrusion zu?

A. Beim Vorwärtsstrangpressen ist weniger Kraft erforderlich als beim Rückwärtsstrangpressen
B. Beim Vorwärtsstrangpressen ist im Vergleich zum Rückwärtsstrangpressen mehr Kraft erforderlich
C. Sowohl beim Vorwärts- als auch beim Rückwärtsstrangpressen wird die gleiche Kraft ausgeübt
D. Eines der oben genannten

Antwort :B

2. Was wird auch als Vorwärts-Heißextrusion bezeichnet?

A. Direktextrusion
B. Indirekte Extrusion
C. Fließpressen
D. Hydrostatische Extrusion

Antwort :EIN
Erklärung: Die Direktextrusion wird auch als Vorwärts-Heißextrusion bezeichnet. Dieses Verfahren ist am weitesten verbreitet und die maximale Produktion wird durch dieses Verfahren in der Extrusion erreicht.

3. Rückwärtsextrusion ist ein anderer Name für welche der folgenden Aussagen?

A. Direktextrusion
B. Indirekte Extrusion
C. Fließpressen
D. Hydrostatische Extrusion

Antwort: B
Erklärung: Die Direktextrusion wird auch als Rückwärtsextrusion bezeichnet. Bei diesem Verfahren wird das Metall zurück in den Kolben extrudiert.

4. Für welche der folgenden Fälle ist das Extrusionsverfahren nicht geeignet?

A. Stahllegierungen
B. Nichteisenlegierungen
C. Rostfreier Stahl
D. Eisen

Antwort: D
Erklärung: Das Extrusionsverfahren ist für keine der Eisenlegierungen geeignet, noch ist es für Eisenmetall geeignet. Zum Extrudieren von Edelstahl oder anderen Nichteisenlegierungen oder Stahllegierungen kann ein Extrusionsverfahren verwendet werden.

Hier drehte sich alles um das Heißextrusionsverfahren, bei dem wir die Bedeutung des Verfahrens sowie seine Anwendungen und die verschiedenen Arten von Extrusionsverfahren kennenlernten. Wenn Ihnen dieser Artikel gefallen hat, teilen Sie ihn bitte auch mit Ihren Freunden.