Qual è la differenza tra estrusione e pressofusione di alluminio?

Come una radicataalluminioIngegnere nel campo dello stampaggio da oltre 20 anni, mi viene spesso chiestoestrusione di alluminioDifferenze fondamentali con la pressofusione di alluminio. Questo articolo combinerà alta pressione/bassa pressione/colata gravitazionaleEsperienza pratica di confronto sistematico tra i principi della scienza dei materiali e dei processi e le decisioni aziendali.

Che cos'è l'estrusione di alluminio?

L'estrusione dell'alluminio è un processo di estrusione allo stato solido attraverso una filiera e appartiene alla categoria dei materiali di consumo.Stampaggio di plastica allo stato solidoIl processo di estrusione di alluminio, comunemente utilizzato nella produzione di profili in alluminio per catene di montaggio, parti in alluminio per la dissipazione del calore e così via. Nel suo nucleo, le barre di alluminio riscaldate allo stato plastico (400-500°C) vengono introdotte in un estrusore e forzate attraverso una matrice con una specifica forma trasversale per formare un profilo continuo, che può essere utilizzato per fabbricare prodotti di grandi dimensioni come telai di porte e finestre, guide e altri prodotti (fino a una lunghezza longitudinale di oltre 10 metri).

Vantaggi dell'estrusione di alluminio​
I prodotti di estrusione di alluminio hanno caratteristiche di leggerezza e resistenza alla corrosione, bassi costi di investimento per gli utensili (circa 30.000-200.000 yuan), la superficie del trattamento di ossidazione anodica dello spessore del film di ossido fino a 0,012 mm, che presenta una struttura brillante, e senza placcatura per soddisfare i requisiti di base di corrosione. È possibile produrre strutture unibody ultra-lunghe, come il binario di supporto per il fotovoltaico (lunghezza 12 metri, pressione del vento > 3,5kPa).

Svantaggi dell'estrusione di alluminio​
La resistenza all'abrasione dello strato di ossidazione anodica è più debole di quella del processo di galvanizzazione e il costo complessivo del processo è 3-4 volte superiore a quello dei prodotti in ferro; ad esempio, il costo di lavorazione dei profili per facciate continue architettoniche è di circa 25 yuan/kg, mentre per l'acciaio zincato è richiesto solo 8 yuan/kg.

Che cos'è la pressofusione di alluminio?

La pressofusione di alluminio appartiene aColata liquida ad alta pressioneLa lega ADC12 fusa a 680-720°C viene poi utilizzata per50-120MPaLa pressione viene iniettata nello stampo in acciaio e l'intero processo di riempimento-solidificazione-stampaggio viene completato in 20-60 secondi. La sua essenza è il processo di solidificazione non di equilibrio del metallo in condizioni di raffreddamento super-rapido (>100℃/s). È adatto alla produzione di parti complesse a parete sottile, come componenti automobilistici e alloggiamenti 3C, e il tempo di ciclo di un singolo pezzo può essere ridotto a meno di 30 secondi.

Vantaggi della pressofusione di alluminio​
L'elevata durezza della pressofusione (la lega A380 ha una resistenza alla trazione di 320MPa) consente lo stampaggio integrale di elementi complessi come fori filettati e barre di rinforzo, eliminando la necessità di successivi processi di taglio. La pressofusione ibrida di leghe di zinco e alluminio può anche migliorare la resistenza all'usura; ad esempio, la scatola del cambio automobilistico può essere ridotta da parti di assemblaggio 60% attraverso questo processo.

Svantaggi della pressofusione di alluminio​
Il costo di sviluppo dello stampo è elevato (circa 200.000-2 milioni di yuan) e la difficoltà di modifica dopo gli errori di progettazione impone di affidarsi a ordini di 10.000 pezzi per ripartire i costi. Ad esempio, uno stampo per la pressofusione della serratura di una porta di un veicolo a energia nuova offre fino a 850.000 yuan, mentre lo stampo a iniezione costa solo 150.000 yuan.

Tabella di confronto delle differenze fondamentali​

​dimensione di confronto​	estrusione di alluminio	pressofusione di alluminio
Principio di stampaggio	Deformazione plastica allo stato solido	Colata liquida ad alta pressione
Spessore minimo della parete	≥1,0 mm	0,5 mm
Costo dello stampo (tipico)	50.000 ¥ (profili di costruzione)	800.000 ¥ (parti di automobili)
Lotti adatti	500-50.000 pezzi	>10.000 pezzi
trattamento della superficie	Anodizzato (costo +15%)	Verniciatura a polvere (costo +20%)

Domande frequenti (FAQ)​

1. Quando è necessario scegliere l'estrusione di alluminio?

• ​Scenari dei requisitiPezzi strutturali di grandi dimensioni (>5 metri), pezzi anodizzati, ordini personalizzati di piccole e medie dimensioni.
• ​caso tipicoChiglia del vagone ferroviario ad alta velocità (resistenza alla trazione >310MPa), telaio del cartellone pubblicitario per esterni (durata di 10 anni + resistente agli agenti atmosferici).

2. Perché la pressofusione è migliore per i componenti automobilistici?

• ​adattabilità tecnologicaRiduzione del peso di 30% nello stampaggio unibody (370 pezzi in meno nella pressofusione del telaio posteriore di Tesla), con ritmi di produzione di massa di 90 secondi per pezzo.
• ​soglia di costoQuando la quantità ordinata è > 50.000 pezzi, il costo unitario della pressofusione è inferiore di 40% rispetto all'estrusione (fonte: China Society of Automotive Engineering).

3. Qual è la differenza essenziale tra il trattamento superficiale dei due processi?

• ​estrusione di alluminioSi basa sull'anodizzazione per formare un denso strato di ossido di alluminio (spessore del film 0,01-0,03 mm), ma la resistenza all'usura è solo 1/3 di quella dell'anodizzazione dura.
• ​pressofusione di alluminioA causa dei difetti di porosità della superficie, viene utilizzato soprattutto il rivestimento elettroforetico (spessore del film 20-30μm) o il rivestimento nano-ceramico (aumento del costo di 25%).

4. Come risolvere il problema della porosità nelle pressofusioni?

• ​Aggiornamenti di processoAdottando la tecnologia di pressofusione sotto vuoto (grado di vuoto ≤ 50mbar), la porosità è ridotta da 5% a 0,5%.
• ​Ottimizzazione dei materialiI lingotti di alluminio di elevata purezza (contenuto di Fe <0,15%) sono utilizzati in combinazione con modificatori di terre rare per migliorare la fluidità della fusione.

5. Quali sono le tendenze future della convergenza tecnologica?

• ​Processo composito di estrusione e stampaggioL'estrusione viene utilizzata per creare la struttura principale del cuscinetto, mentre gli elementi complessi vengono pressofusi localmente (il nuovo vassoio della batteria di Toyota costa 18% in meno).
• ​Stampaggio semisolidoLa pasta di alluminio si forma allo stato di coesistenza solido-liquido, combinando la resistenza dei pezzi estrusi (trazione 380 MPa) con la complessità delle pressofusioni.