Prosessiparametrien vaikutus 6000-sarjan alumiinin pursotuksessa
Välimäki, Aleksi (2021)
2021
Tekniikan ja luonnontieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering and Natural Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. Only for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-12-10
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202109247278
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202109247278
Tiivistelmä
Pursottamalla pystytään tuottamaan eri muotoisia kappaleita, joita ei muilla muodonanto menetelmillä pystytä tuottamaan. Pursotuksen pääraaka-aineita ovat eri metalliseokset sekä polymeerit. Erityisesti alumiinipohjaisia seoksia pursotetaan paljon rakenteellisten ominaisuuksien, prosessoitavuuden sekä alhaisten kustannuksien vuoksi. Erilaisia alumiiniseoksia on olemassa moniin eri käyttökohteisiin, joten tässä työssä keskitytään vaan yleisesti pursotuksessa käytettävään 6000-sarjan alumiiniin. Pursotetut kappaleet voidaan jakaa karkeasti kiinteisiin profiileihin sekä onttoihin profiileihin. Onton ja kiinteä profiilin pursottaminen eivät prosessina juurikaan eroa toisistaan, mutta työkalut, joita prosesseissa käytetään ovat perustavanlaatuisesti erilaisia. Onttoa profiilia pursotettaessa työkalusta, jonka läpi aihio pursotetaan, löytyy aina vähintään yksi silta, joka jakaa materiaalin eri kanaviin. Tässä työssä keskitytään onton profiilin pursotukseen sekä käsitellään onttoon profiiliin väkisin syntyvän liitossauman ominaisuuksia.
Pääseosaineina 6000-sarjan alumiinilaadussa ovat magnesium ja pii, joiden ansiosta seoksen prosessoitavuus sekä lujuusominaisuudet ovat erinomaiset. Seoksen parantuneet ominaisuudet perustuvat Mg2Si- lujitteisiin, jotka jakautuessaan tasaisesti tuotteeseen tuottavat halutut ominaisuudet. Pursotuksessa moni asia voi mennä pieleen ja ongelmia syntyykin, kun lujitepartikkelit eivät jakaudu tasaisesti tuotteen rakenteeseen.
Lujitepartikkelien epätasaisen jakautumisen ohella tärkeimpiä ovat prosessointiparametrit, esi- ja jälkikäsittelyt sekä työkalujen dimensiot. Suurin vaikutus tuotteeseen näistä on prosessointiparametreillä. Prosessointiparametrit pitävät sisällään pursotuksen aikana vallitsevat olot, joihin voidaan jollain tavoin vaikuttaa. Tärkeimpiä prosessiparametreistä ovat: prosessin aikana vallitseva lämpötila, aihion syöttönopeus sekä tuotteen valmistumisnopeus. Erityisesti prosessin aikana vallitseva lämpötila vaikuttaa eniten tuotteen hylkäykseen. Esimerkiksi lämpötilan ollessa liian matala, onttoon profiiliin ei synny tarpeeksi vahvaa liitosta, jos lämpötila on liian korkea, tuotteen pintaan syntyy lämpöhalkeilua tai pinnan värjäämiä
Pääseosaineina 6000-sarjan alumiinilaadussa ovat magnesium ja pii, joiden ansiosta seoksen prosessoitavuus sekä lujuusominaisuudet ovat erinomaiset. Seoksen parantuneet ominaisuudet perustuvat Mg2Si- lujitteisiin, jotka jakautuessaan tasaisesti tuotteeseen tuottavat halutut ominaisuudet. Pursotuksessa moni asia voi mennä pieleen ja ongelmia syntyykin, kun lujitepartikkelit eivät jakaudu tasaisesti tuotteen rakenteeseen.
Lujitepartikkelien epätasaisen jakautumisen ohella tärkeimpiä ovat prosessointiparametrit, esi- ja jälkikäsittelyt sekä työkalujen dimensiot. Suurin vaikutus tuotteeseen näistä on prosessointiparametreillä. Prosessointiparametrit pitävät sisällään pursotuksen aikana vallitsevat olot, joihin voidaan jollain tavoin vaikuttaa. Tärkeimpiä prosessiparametreistä ovat: prosessin aikana vallitseva lämpötila, aihion syöttönopeus sekä tuotteen valmistumisnopeus. Erityisesti prosessin aikana vallitseva lämpötila vaikuttaa eniten tuotteen hylkäykseen. Esimerkiksi lämpötilan ollessa liian matala, onttoon profiiliin ei synny tarpeeksi vahvaa liitosta, jos lämpötila on liian korkea, tuotteen pintaan syntyy lämpöhalkeilua tai pinnan värjäämiä