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Extrusion de métal
Obtenez les faits sur l'extrusion de métal avec le guide ETCN
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Liste complète des spécifications standard pour le service d'extrusion de métal
| spécification | Description |
|---|---|
| Alliage | Le type de métal utilisé dans le processus d'extrusion. |
| Caractère | La dureté et la résistance du métal après extrusion, déterminées par traitement thermique. |
| Forme en coupe | La forme du métal extrudé, qui peut inclure des profils pleins, creux ou semi-creux. |
| Tolérance | L'écart acceptable par rapport aux dimensions spécifiées de l'extrusion. |
| Finition de surface | La texture et l'apparence du métal extrudé, qui peut varier de lisse à texturé. |
| Longueur | La longueur maximale de l'extrusion, qui peut varier en fonction des capacités de l'extrudeuse. |
| épaisseur du mur | L'épaisseur des parois métalliques d'une extrusion creuse ou semi-creuse. |
| Diamètre | La taille de la section circulaire d'une extrusion creuse ou semi-creuse. |
| Rectitude | Le degré auquel le métal extrudé est droit, avec des écarts admissibles spécifiés dans la tolérance. |
| Quantité minimum d'achat | La quantité minimale de métal extrudé qui peut être commandée auprès du prestataire de services. |
| Remarque : Ces spécifications peuvent varier en fonction du fournisseur de services d'extrusion de métal spécifique. |
L'extrusion de métal est le processus de mise en forme du métal en le forçant à s'écouler à travers une ouverture en forme de matrice. Le métal est chauffé à une température qui lui permet de devenir plus malléable, puis il est forcé à travers la filière à l'aide d'une presse hydraulique ou mécanique.
L'extrusion résultante a une forme de section transversale constante et peut être transformée en divers profils, y compris des formes pleines, semi-creuses ou creuses.
L'extrusion est utilisée dans diverses industries, notamment la construction, l'automobile, l'aérospatiale et les biens de consommation, pour produire des pièces de formes et de dimensions spécifiques difficiles à obtenir par d'autres méthodes de fabrication.
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Guide professionnel 2023
Qu'est-ce que l'extrusion de métal et comment ça marche ?
L'extrusion de métal est un processus de travail des métaux qui consiste à façonner le métal en le forçant à s'écouler à travers une ouverture en forme de matrice. Le processus est utilisé pour créer une variété de pièces, allant de simples tiges et tubes à des formes géométriques complexes. L'extrusion de métal est réalisée en chauffant le métal à une température qui le rend plus malléable avant de le forcer à travers la filière à l'aide d'une presse hydraulique ou mécanique. Le résultat est une pièce métallique extrudée avec une forme de section cohérente adaptée à diverses applications dans différentes industries.
Définition et procédé d'extrusion de métal
L'extrusion de métal façonne une pièce métallique en la forçant à s'écouler à travers une ouverture en forme de matrice. Le processus est effectué en chauffant le métal, généralement à environ 50% de son point de fusion, pour le rendre plus malléable. Le métal est ensuite placé dans un cylindre, également connu sous le nom de conteneur, qui applique une pression pour forcer le métal à travers la matrice. Le choix du métal et de la température peut varier en fonction du résultat d'extrusion souhaité.
Le métal peut également être lubrifié avec un lubrifiant approprié pour faciliter le processus. L'huile aide à faciliter un écoulement plus fluide du métal à travers la matrice, réduisant ainsi la friction et l'usure. Le métal est ensuite forcé à travers la matrice à l'aide d'une presse hydraulique ou mécanique, ce qui donne une pièce métallique extrudée avec une forme de section cohérente. L'extrusion peut ensuite être découpée, usinée ou façonnée dans la forme souhaitée.
Types d'extrusion de métal
Extrusion directe et indirecte
Il existe deux principaux types d'extrusion de métal : l'extrusion directe et indirecte. L'extrusion directe consiste à pousser le métal à travers l'ouverture de la filière en un mouvement continu. Au contraire, l'extrusion indirecte consiste à déplacer la filière vers le métal, qui est immobile, en le forçant à s'écouler à travers la filière.
Extrusion à chaud et à froid
L'extrusion de métal peut également être classée en fonction de la température du métal. L'extrusion à chaud se produit lorsque le métal est chauffé à une température élevée proche de son point de fusion. Le métal est ensuite forcé à travers l'ouverture de la matrice. L'extrusion à chaud est utilisée pour les métaux difficiles à déformer à l'état solide.
En revanche, l'extrusion à froid est réalisée à température ambiante ou légèrement au-dessus. Le métal est placé sous haute pression pour le forcer à travers la filière, produisant un produit extrudé fini sans chaleur générée.
Extrusion chaude
L'extrusion à chaud est une technique relativement nouvelle qui consiste à extruder des métaux qui ont été chauffés à une température inférieure à celle utilisée dans l'extrusion à chaud mais supérieure à celle utilisée dans l'extrusion à froid. Cette technique produit des pièces métalliques qui nécessitent une précision dimensionnelle élevée, une finition de surface améliorée et de meilleures propriétés matérielles. L'extrusion à chaud est également utilisée pour les métaux difficiles à déformer dans leur état inconscient.
En conclusion, le procédé d'extrusion de métal permet de créer des pièces aux formes et dimensions spécifiques qui seraient difficilement réalisables avec d'autres méthodes de fabrication. Différents types d'extrusion sont utilisés en fonction de facteurs tels que les propriétés du métal, la précision dimensionnelle souhaitée et la finition de surface. La capacité de produire des composants précis et complexes fait de l'extrusion de métal un processus de fabrication populaire et polyvalent dans diverses industries.
Avantages et inconvénients de l'extrusion métallique :
Avantages de l'extrusion métallique :
L'extrusion de métal est un procédé de fabrication très efficace et rentable qui présente plusieurs avantages. L'un des avantages les plus importants de l'extrusion de métal est sa capacité à produire des formes complexes avec une grande précision et cohérence. Étant donné que l'extrusion de métal façonne le métal en le forçant à s'écouler à travers une ouverture en forme de matrice, les fabricants peuvent facilement créer même les formes les plus complexes.
De plus, l'extrusion de métal peut produire des pièces avec diverses caractéristiques, y compris des profils pleins, semi-creux ou creux. Cette polyvalence fait de l'extrusion de métal un choix populaire dans de nombreux secteurs, notamment la construction, l'automobile, l'aérospatiale et les biens de consommation, où des pièces de formes et de dimensions spécifiques sont requises.
Un autre avantage important de l'extrusion de métal est sa capacité à réduire les déchets de matériaux. Étant donné que le processus d'extrusion remodèle plutôt que de couper le métal, il y a un minimum de déchets de matériaux. De plus, l'extrusion de métal peut être augmentée ou réduite en fonction des besoins de production, garantissant ainsi que les fabricants peuvent répondre efficacement aux demandes de leurs clients.
Inconvénients de l'extrusion métallique :
Si l'extrusion de métal présente de nombreux avantages, elle n'est pas dépourvue d'inconvénients. L'un des principaux inconvénients de l'extrusion de métal est le coût élevé de l'équipement et de l'outillage. L'extrusion de métal nécessite des machines et des matrices spécialisées qui doivent être fréquemment remplacées ou réparées, ce qui rend le coût global de production plus élevé que les autres méthodes de fabrication.
De plus, le processus d'extrusion génère beaucoup de chaleur, ce qui peut provoquer des déformations et des défauts de surface dans le produit final. Les fabricants utilisent souvent diverses méthodes de refroidissement pour lutter contre ce problème, telles que les filières d'extrusion refroidies à l'eau ou les systèmes de refroidissement à air pulsé, mais ces méthodes peuvent également augmenter les coûts de production.
Enfin, les produits extrudés peuvent ne pas convenir à des applications nécessitant une plus grande résistance ou résilience. Les produits extrudés peuvent présenter des contraintes internes pouvant entraîner une fragilité ou une défaillance, en particulier lorsqu'ils sont soumis à une force ou une pression élevée.
En conclusion, l'extrusion de métal est un procédé de fabrication très polyvalent et précieux offrant de nombreux avantages. Cependant, comme tout procédé de fabrication, il présente des inconvénients. Comprendre ces avantages et inconvénients peut aider les fabricants à prendre des décisions éclairées sur l'utilisation de l'extrusion métallique pour leurs besoins de production spécifiques.
Types de procédés d'extrusion de métal
Extrusion par impact :
L'extrusion par impact, également connue sous le nom d'extrusion à froid, est un processus de travail des métaux qui consiste à donner au métal la forme souhaitée en le frappant avec un marteau ou une presse sans chauffage. L'extrusion par impact convient au travail avec des métaux malléables tels que le cuivre, le laiton et l'aluminium et peut produire des formes précises et complexes.
Extrusion par friction :
L'extrusion par friction est un processus qui consiste à forcer une billette ou un tube métallique à travers une filière en utilisant un frottement rotatif. Le processus implique une broche rotative poussant le métal à travers la matrice tout en générant de la chaleur due au frottement. Cette chaleur ramollit le métal, lui permettant de s'écouler plus efficacement, ce qui donne un produit aux dimensions précises et une finition de surface de haute qualité.
Extrusion hydrostatique :
L'extrusion hydrostatique est un processus d'extrusion à froid qui consiste à forcer une billette métallique à travers une filière à l'aide d'un liquide à haute pression, généralement de l'huile ou de l'eau. La pression du fluide permet au métal de s'écouler en douceur à travers la matrice, ce qui se traduit par des dimensions précises et une finition de surface élevée. L'extrusion hydrostatique est couramment utilisée pour produire des pièces de sections circulaires.
Extrusion vers l'avant :
L'extrusion directe est un processus d'extrusion à chaud qui consiste à placer une billette de métal chauffée dans une chambre et à la forcer à travers une filière à l'aide d'une presse hydraulique ou mécanique. Le produit extrudé résultant a généralement une section solide et une finition de surface de haute qualité, ce qui le rend adapté à diverses applications industrielles.
Extrusion latérale :
L'extrusion latérale est un processus qui consiste à pousser une billette métallique à travers une filière orientée horizontalement à l'aide d'une presse hydraulique ou mécanique. Ce processus produit généralement des pièces de forme personnalisée avec de nombreuses applications, y compris dans les industries automobile et aérospatiale.
Facteurs affectant l'extrusion de métal
L'extrusion de métal est un processus de fabrication qui consiste à façonner le métal dans une forme souhaitée en le forçant à travers une ouverture en forme de matrice. Bien que ce processus offre de nombreux avantages par rapport aux autres méthodes de fabrication, il est essentiel de prendre en compte divers facteurs pouvant affecter le résultat de l'extrusion de métal.
Force et processus d'extrusion
La force d'extrusion requise pour façonner le métal à travers une matrice dépend de facteurs tels que la géométrie de la matrice, le matériau extrudé et la forme souhaitée du produit final. La force d'extrusion doit être soigneusement contrôlée pour garantir que le métal s'écoule de manière uniforme et constante sans provoquer de défauts de matériau.
Le processus d'extrusion doit être soigneusement surveillé et contrôlé pour obtenir la force d'extrusion souhaitée. Le métal est généralement chauffé à une température qui le rend plus malléable. Le processus d'extrusion nécessite une presse hydraulique ou mécanique pour forcer le métal à travers la filière.
Flux de matière et température
La température du métal extrudé est un facteur critique pour garantir que le métal s'écoule de manière uniforme et constante à travers la filière. Des températures excessivement élevées ou basses peuvent provoquer des défauts de matériau, tels que des fissures ou des vides, et peuvent entraîner une forme irrégulière du produit final.
En plus de la température, le flux de matière doit être soigneusement contrôlé pour garantir que le métal se déplace de manière cohérente dans la matrice. L'obtention d'un flux de métal uniforme nécessite une lubrification appropriée des dés et un processus de chauffage uniforme.
Vitesse et équipement d'extrusion
La vitesse à laquelle le métal est extrudé à travers la filière affecte la qualité du produit final. Une extrusion trop rapide du métal peut entraîner des défauts de matériau, tandis qu'une extrusion trop lente peut rendre le métal trop cassant ou difficile à façonner.
L'équipement pour extruder le métal doit être soigneusement calibré pour atteindre la vitesse souhaitée. Les presses à extrusion modernes disposent de systèmes de contrôle avancés permettant aux opérateurs de contrôler avec précision la vitesse du métal.
Conception et caractéristiques des matrices
La conception de la matrice utilisée dans l'extrusion de métal joue un rôle essentiel dans la détermination de la forme finale du métal extrudé. La matrice doit être conçue pour obtenir la forme souhaitée tout en maintenant un flux de matériau constant.
Les caractéristiques de la matrice, telles que son état de surface et sa géométrie interne, affectent également la qualité du produit final. Une matrice avec une finition de surface rugueuse peut provoquer des défauts de matériau, tandis qu'une matrice avec une géométrie interne trop complexe peut entraver le flux de matière.
Propriétés des matériaux et structure du grain
Les propriétés du métal extrudé, telles que sa composition et sa structure granulaire, affectent également la qualité du produit final. Le métal avec une structure de grain uniforme est plus facile à façonner et a de meilleures propriétés mécaniques que le métal avec une structure de grain non uniforme.
Le contrôle de la structure granulaire du métal nécessite un contrôle minutieux de la température lors de l'extrusion. Les presses à extrusion modernes disposent de systèmes de chauffage et de refroidissement avancés qui permettent aux opérateurs d'obtenir la structure de grain souhaitée.
Conclusion
En conclusion, l'extrusion de métal est un procédé de fabrication essentiel qui offre de nombreux avantages par rapport aux autres méthodes de fabrication. L'obtention de la forme et de la qualité souhaitées du produit final nécessite un examen attentif de divers facteurs qui affectent le processus d'extrusion. En contrôlant soigneusement les facteurs tels que la force d'extrusion, le flux de matière, la température, la vitesse d'extrusion et l'équipement, la conception et les caractéristiques des filières, ainsi que les propriétés des matériaux et la structure du grain, les fabricants peuvent produire des produits métalliques extrudés de haute qualité qui répondent aux besoins d'une large gamme de les industries.
Équipement et outils d'extrusion de métal
L'extrusion de métal est un processus de fabrication essentiel qui consiste à presser et à façonner le métal dans une forme particulière à l'aide d'outils et d'équipements spécialisés. Plusieurs outils et équipements d'extrusion de métal sont nécessaires pour mener à bien le processus d'extrusion de métal.
Presses et machines d'extrusion :
Les presses et machines d'extrusion forment l'épine dorsale du processus d'extrusion de métal. Ces machines appliquent une pression hydraulique ou mécanique au métal chauffé et le forcent à travers une matrice. Selon l'application, différentes presses et dispositifs d'extrusion, tels que l'extrusion à chaud et à froid, l'extrusion directe et indirecte, etc., peuvent être utilisés.
Matrices d'extrusion et blocs factices :
Les matrices utilisées dans l'extrusion de métal sont des outils spécialisés qui donnent la forme souhaitée au métal extrudé. Les matrices peuvent être fabriquées à partir de divers matériaux, tels que l'acier, le carbure et d'autres alliages pouvant résister à des températures et à des pressions élevées. De plus, des blocs factices sont également utilisés pour empêcher les contaminants d'entrer dans le processus d'extrusion.
Presses à percussion et hydrauliques :
Les presses à percussion et hydrauliques sont couramment utilisées dans l'industrie de l'extrusion de métaux. Ces presses appliquent une force énorme sur le métal et sont conçues pour fournir la pression nécessaire au processus d'extrusion. Les presses à percussion sont pneumatiques, tandis que les presses hydrauliques utilisent un fluide hydraulique pour générer de la force.
Finition de surface et usinage :
La finition de surface du métal extrudé est un aspect essentiel de l'extrusion de métal. Différentes finitions de surface peuvent être obtenues par polissage, meulage et autres procédés mécaniques ou chimiques. L'usinage crée également des caractéristiques spécifiques, telles que le filetage et les rainures, dans le métal extrudé.
Force et cisaillement dans l'extrusion de métal :
La force et le cisaillement sont des composants essentiels du processus d'extrusion de métal. La force appliquée au métal doit être suffisante pour vaincre la résistance offerte par la matrice. Les forces de cisaillement générées au cours du processus affectent les caractéristiques d'écoulement du matériau, ce qui entraîne une forme particulière de la section transversale du métal extrudé. Le contrôle de la force et du cisaillement est nécessaire pour assurer la fabrication d'extrusions métalliques avec la précision dimensionnelle et la finition de surface souhaitées.
En conclusion, les équipements et outils d'extrusion de métaux, tels que les presses et machines d'extrusion, les filières d'extrusion, les blocs factices, les presses à percussion et hydrauliques, la finition de surface et l'usinage, la force et le cisaillement, jouent un rôle important dans le processus d'extrusion de métaux. Comprendre les complexités du processus d'extrusion de métal et la partie de chaque composant est essentiel pour fournir des produits métalliques extrudés de haute qualité pour différentes industries.
Applications et utilisation de l'extrusion de métal
L'extrusion de métal est un procédé de fabrication qui produit des pièces métalliques avec des formes et des dimensions spécifiques. Ce processus peut être utilisé dans diverses industries, notamment la construction, l'automobile, l'aérospatiale et les biens de consommation. L'extrusion est particulièrement utile pour créer des pièces avec des formes et des profils de section cohérents, y compris des corps pleins, semi-creux ou creux.
Extrusion d'aluminium et fabrication de profilés
L'aluminium est l'un des métaux les plus couramment extrudés en raison de ses propriétés physiques souhaitables, de sa légèreté et de sa résistance à la corrosion. Les extrusions d'aluminium sont créées en chauffant le métal à une température qui lui permet de devenir plus malléable et en le forçant à travers une ouverture en forme de matrice à l'aide d'une presse hydraulique ou mécanique. Ces extrusions d'aluminium peuvent créer divers profils, notamment éléments structurels, cadres et pièces de garniture.
Extrusion d'acier et de magnésium pour pièces métalliques
Alors que l'aluminium est couramment utilisé pour l'extrusion, d'autres métaux, tels que l'acier et le magnésium, peuvent également être utilisés. Les extrusions d'acier sont généralement utilisées pour les pièces nécessitant une résistance élevée et sont couramment utilisées dans l'industrie automobile pour créer des composants de suspension et de direction. D'autre part, les extrusions de magnésium sont utilisées pour fabriquer des pièces légères dans l'industrie aérospatiale.
Fabrication et applications industrielles
L'extrusion de métal est un processus de fabrication largement utilisé dans diverses industries en raison de sa capacité à produire des pièces complexes avec des formes et des profils en coupe cohérents. Dans l'industrie de la construction, les pièces métalliques extrudées peuvent créer des cadres de fenêtres, des cadres de portes et des murs-rideaux. Dans le secteur automobile, les pièces métalliques extrudées peuvent créer des composants structurels, des composants de suspension et des panneaux de carrosserie. Dans l'industrie aérospatiale, les pièces métalliques extrudées peuvent fabriquer des éléments structurels légers et d'autres détails complexes.
Histoire et pionniers de l'extrusion de métal
L'histoire de l'extrusion de métal remonte au 18ème siècle, lorsque le procédé a été utilisé pour la première fois pour produire des tuyaux en plomb. Cependant, ce n'est qu'au XXe siècle que l'extrusion de métal est devenue largement utilisée dans les applications industrielles. Alexander Dick et Thomas Burr, qui ont reçu un brevet américain pour une presse hydraulique utilisée pour l'extrusion des métaux en 1797, ont été deux pionniers de l'extrusion des métaux.
Tendances et développements actuels dans l'extrusion de métal
Les progrès technologiques ont conduit au développement de nouvelles techniques et équipements d’extrusion, ce qui a permis d’améliorer l’efficacité et la qualité de l’extrusion des métaux. L’une de ces améliorations consiste à utiliser des presses hydrauliques contrôlées par ordinateur, permettant une plus grande précision et un meilleur contrôle du processus d’extrusion. D'autres développements récents incluent l'utilisation de métaux alternatifs pour les extrusions, tels que titane et des alliages de nickel, et développer de nouvelles formes et profils d'extrusion.
En conclusion, l'extrusion de métal est un processus de fabrication polyvalent largement utilisé dans diverses industries pour produire des pièces complexes avec des formes et des profils en coupe cohérents. Les progrès technologiques ont conduit à de nouveaux développements et tendances dans l'extrusion de métal, ce qui en fait un processus de fabrication essentiel dans les industries modernes.
Question fréquemment posée
Q : Qu'est-ce que l'extrusion de métal ?
R : L'extrusion de métal est un processus de formage de métal dans lequel une billette de métal est poussée à chaud ou à froid à travers la matrice pour créer le profil de section souhaité.
Q : Quels sont les avantages de l'extrusion de métal ?
R : L'extrusion de métal produit des profils de section complexes à un taux de production élevé. Il s'agit d'un processus de formage des métaux rentable et permet la création de pièces extrudées légères et structurellement solides. De plus, les profilés d'extrusion de métal ont d'excellentes propriétés mécaniques en raison des forces de compression et de cisaillement pendant le processus.
Q : Quels sont les inconvénients de l'extrusion métallique ?
R : L'un des principaux inconvénients de l'extrusion de métal est qu'elle nécessite un équipement et un outillage spécialisés. Le processus peut également entraîner des défauts d'extrusion tels que la fissuration et le gauchissement de la surface, en particulier lorsque le matériau est extrudé dans des directions opposées.
Q : Quel est le processus d'extrusion ?
R : Le processus d'extrusion est un processus de formage du métal dans lequel un matériau est forcé de s'écouler à travers une filière pour créer une forme ou un profil spécifique. Le matériau est chaud ou froid et est poussé à travers la filière, qui donne son corps au tissu.
Q : Quels sont les différents types d'extrusion ?
R : Il existe deux principaux types d'extrusion : directe et indirecte. En extrusion directe, le vérin pousse le matériau à travers la filière, et en extrusion indirecte, la filière se déplace vers le vérin tandis que le matériau reste immobile.
Q : Qu'est-ce que l'extrusion d'aluminium ?
R : L'extrusion d'aluminium est un sous-ensemble de l'extrusion de métal, où l'équipement d'extrusion est utilisé pour créer des profilés d'extrusion d'aluminium. Le processus est similaire à l'extrusion de métal, mais les caractéristiques du matériau en aluminium affectent la méthode d'extrusion et l'outillage utilisé.
Q : Quel est le rapport d'extrusion ?
R : Le taux d'extrusion est le rapport entre la section transversale de la billette de départ et la section transversale du matériau à sa sortie de la filière. Le rapport d'extrusion affecte le flux de matière à travers la filière et les propriétés finales de la pièce extrudée.
Q : Qui a inventé le procédé d'extrusion ?
R : Joseph Bramah a développé le processus d'extrusion pour la première fois à la fin du 18e siècle.
Q : Quelle est la différence entre l'extrusion à chaud et à froid ?
R : L'extrusion à chaud est effectuée au-dessus de la température de recristallisation du matériau, tandis que l'extrusion à froid est effectuée en dessous de la température de recristallisation. L'extrusion à chaud nécessite plus de force, ce qui permet une flexibilité accrue et des taux de production plus rapides, tandis que l'extrusion à froid offre une plus grande précision et une meilleure finition de surface.
Q : Qu'est-ce qu'un profil d'extrusion ?
R : Un profil d'extrusion est la forme en coupe transversale du matériau lorsqu'il sort de la filière pendant le processus d'extrusion. Les profils d'extrusion peuvent être simples ou complexes et inclure des caractéristiques telles que des trous, des rainures ou des brides.