Warm Extrusieproces: Typen, Voordelen en Toepassingen

Wat is warme extrusie?

Warm extrusie is een vormgivingsproces waarbij een billet of slug metaal onder hoge druk door een opening (matrijs) geperst wordt om het gewenste doorsnedeprofiel te verkrijgen.

Populaire methode voor objecten met constant dwarsdoorsnedeprofiel. Uitgevoerd bij hoge temperatuur → materiaalverharding voorkomen, uitdrukken vereenvoudigen.

Horizontale hydraulische pressen (250–12.000 ton). Drukbereik 30–700 MPa (4.400–102.000 psi) → smering noodzakelijk. Glaspoeder voor hoge temperaturen, grafit/olie voor lagere temperaturen. Nadelen: hoge machine- en onderhoudskosten.

Vergelijking: tandpasta uit buis. Door grote krachten: meeste metalen warm geëxtrudeerd (lage vervormingsweerstand). Koude extrusie ook mogelijk, groeiende commerciële betekenis.

Werking warm extrusie

Reactie billet-container-matrijs → hoge drukspanningen → vermindert scheurvorming bij primaire afbraak van blok. Belangrijk voor moeilijk vormbare metalen (roestvrij staal, nikkelbasislegeringen, molybdeen).

Meestal horizontale hydraulische pressen (250–5.500 ton). Billettemperaturen: Mg 350–425°C, Al 425–475°C, Cu-legeringen 650–1300°C, staal 1200–1300°C. Druk 4.998–7.038 kgf/cm². Smering kamer/matrijs/stamper: olie-ondersteunde grafit (plantenoliën beter dan petrolium). Staal bij hoge temperatuur: glas als smering.

Typen warme extrusie

1. Directe of voorwaartse extrusie

Persgestuurde stamper + cilinder/container met werkstuk. Dummy-blok tussen stamper en warm metaal. Stamperdruk: metaal vult cilinder plastisch, daarna door matrijsopening tot kleine rest. Rest afgezaagd, butt verwijderd.

[Afbeelding: directe extrusie]

2. Indirecte of achterwaartse extrusie

Gelijkaardig, maar geëxtrudeerd deel gedwongen door holle stamper. Geen wrijving billet-container (billet beweegt niet). Minder totale kracht nodig, maar mechanisch complexer (extrudeerprofiel door holle stamper).

3. Buizextrusie

Vorm van directe extrusie met mandrel voor binnenprofiel. Na billet in container: matrijs met mandrel door billet geduwd. Stamper perst metaal door matrijs om mandrel heen.

4. Slaagextrusie (impact extrusie)

Slagen op metalen slugs → vorming door hoge impact. Essentiëel koudvormproces.

Extrusietemperaturen voor verschillende metalen

[Afbeelding: temperatuurtabel]

Toepassingen

Meeste commerciële metalen en legeringen (staal, koper, aluminium, magnesium, nikkel) direct geëxtrudeerd bij verhoogde temperatuur. Producten: staven, buizen, profielen, messing patronen, kabels, vliegtuigonderdelen, vloerstrips, hardware (kozijnprofielen, deurbeslag).

Wijd gebruikt voor aluminium, koper en legeringen. Producten: elektrische draden, staven, buizen.

Waarvoor wordt warme extrusie gebruikt?

Productieproces voor speciale staalprofielen met constant longitudinal doorsnede. Werkingt via compressie. Vervaardiging massive of holle profielstaven, complexe geometrieën, vaste doorsnede, in één stap.

Meerkeuzevragen (MCQ)

1. Waar is voor warme extrusie? B. Voorwaartse extrusie vereist meer kracht dan achterwaartse.
2. Ook voorwaartse warme extrusie genoemd? A. Directe extrusie (meest gebruikt, meeste productie).
3. Achterwaartse extrusie = ? B. Indirecte extrusie (metaal geëxtrudeerd terug in plunger).
4. Extrusie niet geschikt voor? D. IJzer (geen ijzerlegeringen, wel roestvrij staal, nikkel-/staallegeringen).