Extrudierbarkeit bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, unter Extrusionsbedingungen geformt zu werden. Für diesen Begriff gibt es keine genaue physikalische Definition. Die relative Extrudierbarkeit von Aluminiumlegierungen lässt sich grob anhand der Extrusionsaustrittsgeschwindigkeit messen.
- Im Allgemeinen gilt: Je höher die Festigkeit des Aluminiumprofils, desto schwieriger ist es, es zu extrudieren, was zu einer geringeren Extrusionsrate führt.
- Legierungen, die leicht zu extrudieren sind, können mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 m/min und schneller bearbeitet werden.
- Ein typisches Extrusionsverhältnis beträgt 40:1, wobei die Austrittsgeschwindigkeit anspruchsvollerer Legierungen etwa 0,6 bis 1,2 Meter pro Minute beträgt.
- Bei Legierungen mittlerer Schwierigkeit oder sehr anspruchsvollen Legierungen ist der Temperaturbereich zwischen der Grenztemperatur der Extrusionsbelastung und der inakzeptablen Oberflächentemperatur sehr eng. Dies hat zur Folge, dass WarmExtrusionstechniken ihre Extrusionsleistung nicht wesentlich verbessern können.
Aluminium-Extrusionsprodukte
- Stangen/Streifen (rund, quadratisch, rechteckig, sechseckig)
- Rohre (rund, quadratisch, rechteckig)
- Standardprofile (massiv, halbhohl, hohl)
Klassifizierung nach Profilkomplexität
Mit zunehmender Komplexität des Profilquerschnitts steigt der Extrusionsdruck und die Austrittsgeschwindigkeit nimmt ab. Die Komplexität des Profils wird im Allgemeinen durch das Verhältnis des Umfangs des Profils zu seiner Querschnittsfläche oder Masse dargestellt, das als Formfaktor bezeichnet wird.
Unter der Annahme, dass die Extrudierbarkeit von Stäben aus der Legierung 6063 100 beträgt, werden alle anderen Legierungen mit 6063 verglichen. Je kleiner die Zahl, desto größer die Schwierigkeit.
Legierung | Stangen, Stangen | Einfache Querschnittsprofile | Komplexe Querschnittsprofile |
1050 | 200 | 160 | 120 |
3003 | 180 | 145 | 110 |
6063 | 100 | 90 | 80 |
7005 | 70 | 55 | 42 |
5052 | 60 | 50 | 40 |
2011 | 35 | 28 | 21 |
2024 | 18 | 14 | 11 |
7075 | 13 | 11 | 8 |
5456 | 10 | 8 | 6 |
Klassifizierung nach Extrudierbarkeit und Extrusionsbedingungen
Die Extrudierbarkeit von Aluminium spiegelt sich in Metriken wie dem erforderlichen Extrusionsdruck, der maximalen Extrusionsgeschwindigkeit, der Qualität des extrudierten Produkts, der Ausbeute und der Lebensdauer der Matrize wider. Zu den Faktoren, die die Extrudierbarkeit von Aluminium beeinflussen, gehören:
- Legierungszusammensetzung des Knüppels
- Gussstruktur des Knüppels
- Homogenisierungsbehandlung und Verformungsbeständigkeit des Knüppels
- Temperatur des Extrusionsknüppels
- Temperatur der Extrusionsdüse und des Werkzeugs
- Bedingungen für die Schmierung
- Technologie zur Regelung der Extrusionstemperatur und -geschwindigkeit
- Aufbau der Matrize
- Größe des Arbeitsbereichs der Matrize
- Oberflächengüte des Werkzeugarbeitsbereichs
- Kontrolle des Metallflusses in der Matrize
Legierung | Extrudierbarkeit | Extrusionstemperatur / °C | Extrusionsverhältnis | Ausfahrgeschwindigkeit (m/min) | Split-Flow-Extrusion | Geschweißte Extrusion |
1060, 1100 | 150 | 400-500 | 500 | 20-100 | Ja | Ja |
1200 | 125 | 400-500 | 500 | 25-100 | Ja | Ja |
2011 | 30 | 370-480 | 6-40 | 1.5-6 | Nein | Nein |
2014, 2017 | 20 | 370-480 | 6-40 | 1.5-6 | Nein | Nein |
2024 | 15 | 370-480 | 6-40 | 1.5-6 | Nein | Nein |
3003, 3004,3203 | 100 | 400-480 | 6-60 | 1.5-30 | Ja | Ja |
5052 | 60 | 400-500 | 6-50 | 1.5-30 | Schwierig | Nein |
5056, 5083 | 25 | 420-480 | 6-50 | 1.5-10 | Nein | Nein |
5086 | 30 | 450-480 | 6-50 | 1.5-10 | Nein | Nein |
5454 | 50 | 450-480 | 6-50 | 1.5-10 | Nein | Nein |
5456 | 20 | 450-480 | 6-50 | 1.5-10 | Nein | Nein |
6061, 6151 | 70 | 450-520 | 30-60 | 1.5-30 | Ja | Ja |
6N01 | 90 | 460-520 | 30-80 | 15-80 | Ja | Ja |
6063, 6101 | 100 | 480-520 | 30-100 | 15-100 | Ja | Ja |
7001, 7178 | 7 | 430-500 | 6-30 | 1.5-5.5 | Nein | Nein |
7003 | 80 | 430-500 | 6-30 | 1.5-30 | Ja | Nein |
7075, 7079 | 10 | 360-440 | 6-30 | 1.5-5.5 | Nein | Nein |
Gemäß den Toleranznormen EN 755
Europäische Normen
- EN 755-3 – Rundstäbe/-stäbe
- EN 755-4 – Quadratische Stäbe
- EN 755-5 – Rechteckige Stangen
- EN 755-6 – Sechseckige Stäbe
- EN 755-7 – Nahtlose Rohre
- EN 755-8 – Fensterrohre
- EN 755-9 – Profile
Diese Normen klassifizieren Legierungen in zwei Kategorien, basierend auf der Herstellungsschwierigkeit der Produkte:
Gruppe 1 – "Leicht zu bearbeitende" Legierungen
Gruppe 2 – "Schwer zu bearbeitende" Legierungen
Aluminiumlegierungen mit unterschiedlichen Extrusionsschwierigkeiten nach EN 755-9
Gruppe 1 | Serie 1000 | EN AW-1050A, EN AW-1070A, EN AW-1200, EN AW-1350 |
Serie 3000 | EN AW-3102, EN AW-3003, EN AW-3103 | |
Serie 5000 | EN AW-5005, EN AW-5005A | |
Serie 6000 | EN AW-6101A, EN AW-6101B, EN AW-6005, EN AW-6005A, EN AW-6106, EN AW-6008, EN AW-6010A, EN AW-6023, ENAW-6060, EN AW-6360, EN AW-6063, EN AW-6063A, EN AW-6463 | |
Gruppe II | Baureihe 2000 | EN AW-2007, EN AW-2011, EN AW-2011A, EN AW-2014, EN AW-2014A, EN AW-2017A, EN AW-2024, EN AW-2030 |
Serie 5000 | EN AW-5019, EN AW-5049, EN AW-5051A, EN AW-5251, EN AW-5052, EN AW-5154A, EN AW-5454, EN AW-5754, EN AW-5083, EN AW-5086 | |
Serie 6000 | EN AW-6012, EN AW-6014, EN AW-6018, EN AW-6351, EN AW-6061, EN AW-6261, EN AW-6262, EN AW-6262A, EN AW-6065, EN AW-6081, EN AW-6082, EN AW-6182 | |
Serie 7000 | EN AW-7003, EN AW-7005, EN AW-7108, EN AW-7108A, EN AW-7020, EN AW-7021, EN AW-7022, EN AW-7049A, EN AW-7075 |
Gemäß EN 755-3 sind Aluminiumlegierungen mit unterschiedlichen Extrusionsschwierigkeiten für Stangen und Stäbe
Gruppe I | Serie 1000 | EN AW-1050A, EN AW-1070A, EN AW-1200, EN AW-1350 |
Serie 3000 | EN AW-3102, EN AW-3003, EN AW-3103 | |
Serie 5000 | EN AW-5005, EN AW-5005A, EN AW-5051A, EN AW-5251 | |
Serie 6000 | EN AW-6101A, EN AW-6101B, EN AW-6005, EN AW-6005A, EN AW-6106, EN AW-6008, EN AW-6010A, EN AW-6012, EN AW-6014, EN AW-6018, EN AW-6023, EN AW-6351, EN AW-6060, EN AW-6360, EN AW-6061, EN AW-6261, EN AW-6262, EN AW-6262A, EN AW-6063, EN AW-6063A, EN AW-6463, EN AW-6065, EN AW-6081, EN AW-6082, EN AW-6182 | |
Gruppe II. | Baureihe 2000 | EN AW-2007, EN AW-2011, EN AW-2011A, EN AW-2014, EN AW-2014A, EN AW-2017A, EN AW-2024, EN AW-2030 |
Serie 5000 | EN AW-5019, EN AW-5049, EN AW-5052, EN AW-5154A, EN AW-5454, EN AW-5754, EN AW-5083, EN AW-5086 | |
Serie 7000 | EN AW-7003, EN AW-7005, EN AW-7108, EN AW-7108A, EN AW-7020, EN AW-7021, EN AW-7022, EN AW-7049A, EN AW-7075 |