Tegning er den proces, der omdanner støbt eller ekstruderet aluminiumsmateriale til tråd, stang, rør eller en formet skal ved at trække materialet gennem en matrice eller ved at skubbe et stempel gennem et fastspændt emne. Begge varianter er afhængige af samme princip: Metallet tvinges til at flyde plastisk ved stuetemperatur, så værktøjsgeometrien, reduktionen pr. gennemløb og smørefilmen afgør, om delen kommer lydende ud eller rives.
Kold tegning af stang, tråd og rør
Koldtrækning bruges til at opnå dimensionsnøjagtighed og overfladefinish, som ekstrudering ikke kan levere. Stang og wire er trukket for at lukke diametertolerancen og forbedret rethed, mens sømløse rør er trukket over en dorn, som kontrollerer både den udvendige diameter og vægtykkelsen i et enkelt gennemløb. Trukket sømløst aluminiumsrør er specificeret under ASTM B210, og rullet eller koldt-behandlet stang, stang og tråd under ASTM B211. Den typiske totale reduktion fra det ekstruderede eller varmt-valsede materiel til den færdige størrelse opnås i flere omgange i stedet for én, fordi trækbelastningen på det udgående produkt skal forblive et godt stykke under dets flydespænding, ellers vil materialet halse og knække ved matriceudgangen.
Diegeometri og reduktion pr. bestået
Matricedesign styrer balancen mellem trækkraft og overfladekvalitet. En matricetilløbsvinkel, der er for stejl, øger trækspændingen og øger risikoen for centerrevner; en, der er for lav, øger friktion og matriceslid. For aluminiumsrør er en tilløbshalv-vinkel i området 12 til 24 grader med en lejeflade på ca. 30 til 50 % af den færdige diameter et almindeligt udgangspunkt. Reduktion pr. gennemløb holdes normalt mellem ca. 15 og 25 % af arealet til rør- og trådtrækning, med højere reduktioner acceptable ved blødere temperament. Dorntrukne-rør kan tage større reduktioner, men kræver omhyggelig kontrol af dornen-til-frigangen for at undgå vægudtynding og indvendig ridsning.
| Parameter | Typisk startområde | Effekt hvis overskrides |
|---|---|---|
| Reduktion pr. gennemløb | 15 - 25 % af området | Halsning eller brud ved udgang |
| Die tilgang til halv-vinkel | 12 - 24 grader | Centerrevner eller høj friktion |
| Bærende landlængde | 30 - 50 % af diameteren | Die pick-op, scoring, overdreven trækkraft |
| Tegningshastighed | Indstillet af smøremiddelfilmstabilitet | Filmnedbrydning og overfladerivning |
Smøring og Overfladetilstand
Aluminium har en stærk tendens til at klæbe til stålværktøj, så smøremidlet skal danne en stabil film, der adskiller de to overflader ved højt tryk. Der anvendes rene mineralolier med fedtsyreadditiver, emulgerbare olier og syntetiske smøremidler, og deres viskositet afstemmes efter trækkehastigheden og udgangstemperaturen. Overfladeforberedelse før udtrækning betyder lige så meget som smøremidlet: råmaterialet afkalkes normalt kemisk eller mekanisk, og en konverteringsbelægning kan påføres for at føre smøremiddel ind i formen. Efter udtrækning skal smøremidlet fjernes helt, fordi resterende olie på rør og tråd bliver en kilde til porøsitet under efterfølgende svejsning og til lakvedhæftningssvigt under belægning.
Mellemudglødning og tempereringskontrol
Hver koldtrækningspasning øger dislokationstætheden og dermed hårdheden. Når materialet er reduceret med ca. 50 til 70 % i alt, skal det procesudglødes inden videre tegning, ellers vil det revne. Procesudglødning af aluminium udføres ved moderate temperaturer, generelt i området 340 til 380 C for de almindelige ikke-varme-behandlelige legeringer, og den udglødede O-temperering er den blødeste, fuldt omkrystalliserede tilstand. Det sidste gennemløb bestemmer det leverede temperament, fra O til H-seriens arbejde-hærdede betegnelser. Mekaniske egenskaber for koldtrukne-rør og stang er specificeret i de relevante dele af produktstandarderne, og EN 754-2 dækker de mekaniske egenskaber af koldtrukne aluminiumsstang, -stang og -rør i det europæiske system.
Dyb tegning af ark i beholdere og skaller
Dybtegning er en separat disciplin, hvor en punch skubber et emne gennem en terning for at danne en kop. De anvendte legeringer adskiller sig fra dem, der bruges til tråd og rør: 1100, 1200, 3003 og 8011 er arbejdshestene til foliebeholdere og køkkengrej, fordi de kombinerer lav styrke med høj forlængelse. Værktøjsdesign fokuserer på trækforholdet, stanse- og matriceradius, emneholderkraft og smøring, som alle styrer balancen mellem udtynding og rynkning. Øring, dannelsen af ujævne vægge forårsaget af krystallografisk tekstur, styres af rulleplanen og af den endelige udglødning. Trækprøvning af den færdige del følger ASTM B557 eller ASTM E8/E8M, og formbarhed overvåges ofte gennem r-værdi og Erichsen-type koptest under udvikling.
Ofte stillede spørgsmål
Q:Hvor meget reduktion kan der tages i et enkelt trækpas?
A: Til rør- og ledningstrækning er en reduktion på ca. 15 til 25 % af tværsnitsarealet pr. passage normal. Den praktiske grænse er det punkt, hvor trækspændingen nærmer sig flydespændingen af det udgående produkt.
Q:Hvorfor har trukket aluminium brug for mellemudglødning?
A: Koldt arbejde akkumulerer dislokationer og øger hårdheden, indtil duktiliteten er udtømt. En procesudglødning ved ca. 340 til 380 C genopretter evnen til at tage yderligere reduktion uden at revne.
Q:Hvilken standard dækker over trukket sømløse aluminiumsrør?
A: ASTM B210 dækker trukket sømløst aluminium-legeringsrør, og ASTM B211 dækker valset eller koldt-behandlet aluminiumsstang, stang og tråd. EN 754-2 angiver kravene til mekaniske egenskaber for koldtrukne stang, stang og rør i Europa.
Q:Hvilke kvaliteter bruges til dybtrukne-foliebeholdere?
A: Legeringer 1100, 1200, 3003 og 8011 dominerer, fordi de kombinerer lav strømningsspænding med høj forlængelse. Varme-kvaliteter, der kan behandles, undgås generelt ved alvorlige træk.
Q:Hvad forårsager scoring på den tegnede overflade?
A: Scoring er normalt forårsaget af nedbrydning af smørefilm, opsamling af- aluminium eller en over- lang lejeflade. Forøgelse af smøremidlets viskositet eller reduktion af landlængden løser normalt det.
Q:Hvordan styres det færdige temperament af trukket tråd eller rør?
A: Den samlede mængde koldreduktion efter den sidste udglødning sætter temperamentet. Den sidste passage er dimensioneret til at lande i det påkrævede H-tempereringsbånd, og hårdheds- eller træktest bekræfter resultatet.