İçerik Slayt
Metaller, medeniyetin gelişmesinde önemli görev yapmaktadır. Bu gelişme sürecinde, alüminyum kadar önemli rol oynayan az sayıda metal bulunur. Alüminyum kendine özgü özellikleri ile çok eski çağlardan beri bilinen ağaç, bakır, demir ve çelik gibi birçok malzemeden daha önem kazanmış bulunmaktadır. Alüminyum, 19.yüzyılın ikinci yarısından beri endüstriyel çapta üretilen çok genç bir metal olmasına rağmen, bugün bakır ve alaşımları, kurşun, kalay ve çinko gibi tüm demir dışı metallerin toplam kullanımından daha çok miktarda kullanılmakta ve doğada oksijen ile silikondan sonra en çok bulunan 3. Elementtir.
Günümüz teknolojisinde alüminyum kullanılmasına olanak veren üretim şekillerinden bir tanesi de ekstrüzyon dur.
Ekstrüzyon, malzemenin bir kuvvet tatbiki ile bir kalıp içerisinden geçirilerek boyu kesitine göre büyük olan yarı ürünlerin elde edilmesi işlemidir. Ekstrüzyon yöntemiyle profil, boru, çubuk, lama vb. Malzemeler üretilebilir.
Ekstrüzyon da kullanılan hammadde sıcaklığı 300° c’ nin üzerinde ise "sıcak", altında ise "soğuk"’ Ekstrüzyon olarak adlandırılmaktadır. Ayrıca ekstrüde edilen malzemenin kalıp içerisinden kullanılan tekniklere göre Ekstrüzyon "direkt ve indirekt Ekstrüzyon" diye adlandırılır.
Alüminyum profillerin Ekstrüzyon yöntemi ile üretimi için 3 esas gerekir.
Alüminyum biyet Ekstrüzyon presi Ekstrüzyon kalıbı 
Alüminyum ekstrüzyonu sıcak olarak yapılır; biyetler 420-470° c ısıtılır, kalıplar 450°c ısıtılmış olmalıdır ve presten çıkan profilin sıcaklığı 500° c’ nin üzerindedir. Ekstrüzyon, aynı zamanda bir kesit düşürme işlemidir. Alüminyum biyetin kesiti, alüminyum profilin kesitine dönüştürülmektedir. Bu nedenle kullanılan biyetin kesiti, üretilecek profilin kesitine yüzey ölçümü olarak ne kadar yakın ise işlem o kadar kolay olur. Bu gerçek, profil kalıplarının dizaynına, üretim yapılan presin seçimi ( kuvvetine, kovan çapına gibi ) birçok teknik alternatifi ortaya çıkarır. Sonuç olarak ince ve küçük kesitli profillerin üretimi için küçük ölçüde biyet dolayısıyla ona uygun kuvvette pres gereklidir. Büyük profiller içinde büyük ölçülerde kalıp, biyet ve pres gereklidir. Büyük profiller, büyük preslerde, büyük biyetler kullanılarak üretilmek istendiğinde, zaman ve enerji kaybına, verim düşüklüğüne neden olunur. Ekstrüzyon presinden çıkan profiller soğutulur, soğuk germe işlemi yapılır ve istenen boyda kesilir. Daha sonra ısıl işleme tabii tutulur. Hangi ölçüdeki profillerin, şekil ve ölçü toleranslarına sahip olacağı çeşitli standartlarla belirtilmiştir. Standartlarda gösterilen ölçülerin dışında üretim yapmak, müşteri ile üretici arasındaki anlaşmaya bağlıdır. Ancak, standartlardan çok daha dar toleranslar ile profil üretmenin maliyetinin her zaman normalden çok daha fazla olduğu unutulmamalıdır.
Ekstrüzyon ile üretilen alüminyum profillerin başlıca kullanım alanlarını sıralayacak olursak; Nakliye araçları ( otomobil, gemi, tren, uçak ve uzay araçları ) Mimari uygulamalar ve inşaat sektörü ( bina cephe kaplama sistemleri, pencereler, kapılar, çeşitli konstrüksiyonlar ) Elektrik endüstrisi Makine ve ekipman imali Kimya ve gıda endüstrisidir.
Ekstrüzyonu daha detaylı bir şekilde anlayabilmek için parametrelerine tam olarak hakim olmak gerekir. Bu parametreler sırasıyla ; Ekstrüzyonda kullanılan alüminyum alaşımları ;
1000 serisi - %99 ve daha fazla alüminyum ihtiva eder.
2000 serisi - ana bileşen olarak bakır ihtiva eder.
3000 serisi - ana bileşen olarak mangan ihtiva eder.
4000 serisi - ana bileşen olarak silis ihtiva eder.
5000 serisi - ana bileşen olarak magnezyum ihtiva eder.
6000 serisi - ana bileşen olarak magnezyum ve silis ihtiva eder.
7000 serisi - ana bileşen olarak çinko ihtiva eder.
Piyasada en çok kullanılan alaşım 6000 serisi alaşımlar içinden Seydişehir alüminyum sınıflandırmasına göre Etial-60 (6063) diye adlandırılan alaşımdır. Ekstrüzyonda Etial-60 %100 ekstrüde edilebilir kabul edilir. Baz noktası olarak kabul edilen Etial-60’a göre diğer alaşımların ekstrüde oranları ( zorluk dereceleri ) ifade edilir.
Alüminyum alaşımları ısıl işlem ile sertleşebilen ve ısıl işlem ile sertleşemeyen alaşımlar olarak ikiye ayrılır. Isıl işlem uygulanan malzemelerin ısıl işlem sonrası istenilen mekanik özeliklere ulaşabilmesi için mutlaka homojenasyon işleminden geçmesi gerekir.
2000 ve 7000 serisi alaşımlar ekstrüde ve ısıl işlem uygulamaları çok zor olmasına rağmen mekanik özellikleri nedeniyle gelecekte sanayi ve savunma sanayinde kullanılması en yoğun alaşımlar olacaktır. Bu gün için Türkiye’de bu gruplarla ilgili üretime yeterince eğilim gözükmemektedir. Altim alüminyum olarak önümüzdeki günlerde bu yönde çalışmalar yapmayı planlamaktayız. Ekstrüzyon yönteminin önemli parametrelerinden biride kalıp tasarımıdır
Kalıp tasarımı noktasında dikkat edilmesi gereken noktalar ;
Et kalınlıklarına bağlı kalıp geçişleri
Çıkış tablası uzunluğu
Gerdirme gücü
Pres kapasitesi
Kalıbın çevresel çember çapı
Kullanılan hammaddedir. Ekstrüzyon sırasında kontrol edilmesi gereken en önemli parametre sıcaklıktır. Üretilen profillerin mekanik özelliklerin ve yüzey kalitelerinin istenilen seviyede olabilmesi için üretilen hammaddenin homojenasyon sıcaklığından başlayıp, son işlem olan termik olayı safhasına kadar bütün sıcaklıklar kontrol altına alınmalıdır. Tipik bir 6063 alaşımının mikro yapısı incelendiğinde alüminyum katı çözeltisi, denge fazı AAlFeSi ve iğne şeklindeki MgSi çökeltilerinden oluştuğu görülür. Bu yapıya sahip ürünler, en iyi mekanik özelliklere ve eloksal kalitesine sahip olurlar. Söz edilen kaliteli yapıyı elde edebilmek için;
Hammaddenin 565° c ‘ de 6 saat süre ile homojenasyon işlemine tabii tutularak, magnezyum ve silisyumun difüzyonu sayesinde yapıdaki segragasyonu önlenerek, çözünmeyen ötektik fazları ve denge fazı olan AAlFesi fazına dönüştürülmesi sağlanmalıdır.
Kalıbın çevresel çember çapı
Hammaddenin tavlanması esnasında 500° c’ de 24 dakika bekletilmelidir.
Presten çıkan malzeme en az 95°c/dakika hızla 260° c’ ye kadar soğutulmalıdır
Termik işlemi esnasında malzeme 180°c’ de 8 saat tutulmalıdır.
Alüminyum Ve Gelecek
Teknoloji ve endüstri geliştikçe alüminyum kullanımı da artmaktadır. Daha hafif, daha sağlam, daha verimli, daha uzun ömürlü ve daha ekonomik ürünler için alüminyum tercih edilmektedir. Uzay araçları dahil olmak üzere taşıt araçları, ambalaj, köprüler, elektrik nakil hatları inşaat ve diğer mühendislik uygulamaları için alüminyum vazgeçilmez bir metaldir. Alüminyum endüstrisi; yeni alaşımlar, teknolojik gelişmeler, üretim yöntemleri ve üretim tasarımı için çalışmalarına devam etmektedir.
TERMİNOLOJİ
ALAŞIM:
Bir metal elementin başka metaller ya da herhangi başka elementler ilehomojen karışımıdır. Alaşımlar karışımdaki metallerin özelliklerinden farklı özellikler gösterirler. Alaşımlar, uygulamaların gerektirdiği fiziksel özelliklere sahip malzemeler üretilmesinde yaygın olarak kullanılır.
Alüminyum profiller için bir değerlendirme yapmak gerekirse magnezyum ve silisyum en önemli alaşımlandırma mineralleridir. Bunları bakır, çinko, magnezyum, titanyum, bizmut ve krom izler.
Şu anda ALTİM ALÜMİNYUM bünyesinde ekstrüzyon işleminde 6063 (Etial-60) alaşımı kullanılmaktadır. Bu alaşım, alaşımlandırma elementi olarak baskın oranda magnezyum ve silisyum ihtiva edip kimyasal kompozisyonu tabloda görüldüğü gibidir. 6063 (Etial-60) alaşımı iyi mekanik özelliklere sahip ısıl işlemle sertleşebilen kaynak tutan bir alaşımdır.
|
Element |
6063 |
6063A |
|
Si |
0.2 - 0.6 |
0.3 - 0.6 |
|
Fe |
0.35 |
0.15 - 0.35 |
|
Cu |
0.1 |
0.1 |
|
Mn |
0.1 |
0.15 |
|
Mg |
0.45 - 0.9 |
0.6 - 0.9 |
|
Zn |
0.1 |
0.15 |
|
Ti |
0.1 |
0.1 |
|
Cr |
0.1 |
0.05 |
|
Al |
Geri kalanı |
Geri kalanı |
BOKSİT:
Yüzde 20 ile 30 arasında değişen oranda alüminyum içeren minerallerdir. Yeraltı madenlerinde değil açık kaynaklarda elde edilir. Beyaz, gri ve muhtelif sarı renklerde olabilir. Çizgi rengi de muhtelif renklerdedir. Yağımsı parıltılıdır. Kapalı tüpte ısıtılınca su verir. İçinde %40 -55 e kadar Al2O3 bulundurur. Bir miktar silis ve demir de mevcuttur. Alüminyum elde edilmesinde kullanılır.
ALÜMİNYUM:
Simgesi Al olan Gümüşümsü renkte sünek bir metaldir. Atom numarası 13, Özgül ağırlığı 2,71 kg/dm3 tür. Doğada genellikle boksit cevheri halinde bulunur ve oksidasyona karşı üstün direnci ile tanınır. Endüstrinin pek çok kolunda milyonlarca farklı ürünün yapımında kullanılmaktadır.
PRİMER METAL:
Maden kaynağından elde edilen metalleri ifade eder. Alüminyum için boksitten elde edilen alüminyum boksitten üretilen alüminyum için geçerlidir.
İKİNCİL-SEKONDER METAL:
Metallerin geri dönüşümüyle elde edilen önceden kullanılmış metaldir.
EKSTRÜZYON:
Başta alüminyum olmak üzere metal profiller elde etmek için kullanılan bir şekil verme işlemidir. Bakır, pirinç ve magnezyumda da uygulanabilir fakat göreceli olarak alüminyum ekstrüzyon işleminden daha zordur. Sıcaklığa bağlı olarak sıcak ve soğuk olmak üzere ikiye, pres tipine bağlı olarak direk ve endirek olarak ikiye ayrılır. Tesisimizde direk sıcak ekstrüzyon (+300°C) yöntemiyle alüminyum profil üretilmektedir.
BİYET:
Profil üretmek amacıyla silindir şeklinde dökülmüş çapı pres boyutuna göre ayarlanmış çıkacak profilin istenilen uzunluğuna bağlı olarak farklı boylarda kullanılan alüminyum alaşımlarıdır.
HOMOJENİZASYON:
Alüminyum içerisindeki alaşım katkı maddelerinin malzemenin içine eşit oranda dağılımını sağlamak amacıyla yapılan bir işlemdir. Homojenizasyon işlemi uygulanmış biyetlerle ekstrüzyon daha iyi sonuçlar vermektedir. ALTİM ALÜMİNYUM olarak profil üretimimizde sürekli homojenize edilmiş biyetler kullanılmaktadır.
KALIP:
Üretilmek istenen profilin kesit şeklinin açık kopyasıdır. Profil şekline ve alüminyum akışına göre dizayn edilen pres içerisinde kalıp sürgüsüne yerleştirilen içinden geçen metale profilin şeklini veren parçadır. Tesisimizde kuruluşundan bu yana 4000 e yakın çeşitli boyut ve şekillerde ekstrüzyon kalıpları kullanılmıştır.
BOLSTER:
Kalıbın arkasına yerleştirilen profil kalıbının kritik kesitlerini güçlendirmek için yapılan destek parçasıdır.
KESİT ÇAPI:
Profilin boyutuna bağlı olarak profilin içine oturtulduğu çember çapıdır. Bu terim genellikle preslerin çalışabilecekleri maksimum profil boyutlarını tarif etmekte kullanılır.
PRES KAPASİTESİ:
Biyete pres tarafından uygulanabilecek maksimum yüktür. Altim alüminyum 2003’ ten beri hizmet veren 900 tonluk ve 2007’de hizmete girmiş 1320 tonluk kapasiteye sahip 2 ekstrüzyon presine sahiptir.
AÇIK PROFİLLER:
İçlerinde boşluk olmayan profillerdir.
YARI-AÇIK PROFİL:
Kesidinden bakıldığı zaman tek tarafı açık olan içindeki boşluğun ağzı dar olan profillerdir.
KAPALI PROFİLLER:
İçinde boşluk olan profilerdir.
IŞIL İŞLEM (Termik):
Tesisimizde üretilen profillerin mekanik özelliklerini artırmak için sanayide termikleme olarak tabir edilen T6 ısıl işlemi uygulanır. Bu ısıl işlem gereğince profil presten çıkış hattına geldiği an fanlar tarafından soğutulmaya başlanır. Daha sonra termik fırınına konarak 200°C civarında yaklaşık olarak 6-8 saat arası beklenir ve mekanik özelliklerinin artması sağlanır.
ELEKTROSTATİK TOZ BOYA:
Alüminyum parçalar, gerek korozyona dayanım gerekse de dekoratif amaçla boyanırlar. Mimari uygulamalar, boyanmış alüminyumun en çok kullanıldığı sektördür. Genel olarak, boyama proseslerinde üç aşama vardır: Yüzey ön işlemi (kromatlama), toz boyanın yüzeye elektrostatik olarak uygulanması ve fırınlama (pişirme).Boya kabininden geçen alüminyum, pişirme fırınına alınır ve uygulanan boyanın cinsine göre tavsiye edilen sıcaklıkta belirli bir süre tutulur. Bu esnada, toz boya ergiyerek yüzeyi kaplar.