Grâce au processus d'extrusion, un produit long peut être obtenu qui a une section constante sur toute la longueur de la barre. Cette section obtenue est généralement plus élaborée que celle d'un simple tube ou barreau. Selon leur forme, on distingue les profils pleins, semi-creux ou creux.
Qu'est-ce que l'extrusion d'aluminium?
L'extrusion d'aluminium définit l'ensemble des moyens utilisés pour modifier la forme d'un profilé métallique donné. Dans la plupart des cas, l'aluminium est utilisé, cependant, ce n'est pas le seul métal qui peut être utilisé pour obtenir des profilés avec une structure résistante et bien conçue, répondant à des besoins spécifiques. En fonction des exigences souhaitées, nous pouvons définir une liste de métaux entrant dans la fabrication d'un profilé spécifique.
Différentes fonctions peuvent être intégrées dans la conception et la réalisation des profilés après extrusion. En particulier, il est possible de créer des canaux de vis, des tubes intégrés, des goussets muraux à visser, des pattes de fixation, des canaux pour écrous ou têtes de vis, des charnières, des clips, des dissipateurs de chaleur, des fentes et des nervures dans la section transversale du profilé.
alliages possibles
Tous les différents types d'alliages peuvent être extrudés, mais certains sont plus difficiles à extruder que d'autres. A priori, il existe 9 types d'alliages différents marqués de 1 à 9 XXX. Les alliages indiqués par 1 XXX correspondent à un alliage composé d'au moins 99% d'aluminium. 2 Les alliages XXX font référence au cuivre comme matériau principal. Les alliages 3 XXX sont riches en pourcentage de manganèse, ceux avec la notation 4 XXX et 5 XXX sont respectivement associés aux alliages de silicium et de magnésium. Les alliages 6 XXX combinent le silicium et le magnésium. Et les deux dernières catégories (7 XXX et 8 XXX) sont successivement associées au zinc et aux autres éléments métalliques.
Les alliages les plus couramment utilisés dans l'extrusion d'aluminium sont les séries 2 XXX, 6 XXX et 7 XXX. Ces séries sont généralement thermodurcissables et nécessitent un traitement thermique pour la fabrication des profilés. Les séries moins utilisées 3 XXX, 4 XXX, 5 XXX et 8 XXX sont assez non thermodurcissables et ne nécessitent donc pas de traitement thermique. Pour ces alliages, on se contente d'un travail à froid en appliquant à l'acier des méthodes de laminage, de pliage et de repoussage.
Alliage 1 XXX
Les alliages de la série 1 XXX correspondent à des alliages commercialement purs, utilisés dans de nombreuses applications ne nécessitant pas de résistance mécanique. Ils sont constitués principalement d'aluminium à 99 % ou plus. Cette série est très résistante aux effets de la corrosion, facile à manipuler et possède une conductivité électrique et thermique élevée. Il est principalement utilisé pour la fabrication de conducteurs électriques et de profilés d'éléments décoratifs dans le secteur du bâtiment.
Alliage 2 XXX
L'alliage de la série 2 XXX utilise le cuivre comme matériau principal pour obtenir une résistance à la traction élevée après traitement thermique. Contrairement aux autres alliages d'aluminium, cette série ne présente pas un haut niveau de résistance à la corrosion et nécessite donc une protection par anodisation ou revêtement avec un alliage de la série 6 XXX ou 6000. Difficilement soudable, il est utilisé pour la fabrication de structures rivetées et boulonnées dans les secteurs militaire et aéronautique. En effet, il est utilisé dans la fabrication de composants d'avions et de réservoirs cryogéniques.
Alliage 6 XXX
La série 6 XXX représente l'alliage par excellence pour l'extrusion d'aluminium. Polyvalent, thermodurcissable, hautement malléable et soudable, il possède une excellente résistance mécanique et à la corrosion. Cet alliage est généralement composé de silicium et de magnésium pour la fabrication de profilés très résistants. Premier choix pour les applications d'extrusion structurelles et architecturales, il peut être facilement soudé et anodisé. Il est utilisé dans de nombreux types d'industries, notamment ferroviaire, terrestre, marine, solaire, éolienne et pour la fabrication de ponts et de passerelles.
Alliage 7 XXX
L'alliage de la série 7 XXX utilise le zinc comme matériau principal. Pour obtenir de bonnes propriétés mécaniques, le zinc doit être intégré en quantité minimale. D'autres éléments peuvent également être ajoutés à cet alliage comme le chrome et le cuivre. Difficile à produire, cet alliage n'est utilisé que pour la fabrication de profilés nécessitant une résistance mécanique élevée, notamment la fabrication de pièces pour pare-chocs d'avions ou d'automobiles.
procédures d'extrusion
A priori, l'extrudeuse utilisée pour l'extrusion de l'aluminium doit disposer d'une quantité suffisante des alliages les plus répandus tels que ceux de la série 6 XXX pour répondre de manière pratique aux demandes des clients. Le succès de l'extrusion se traduit généralement par l'atteinte des caractéristiques souhaitées par le client, à savoir la finition des surfaces, les tolérances dimensionnelles et la résistance mécanique. Ces différentes caractéristiques sont obtenues suite à un contrôle strict de la température de préchauffage, de pressage et de refroidissement.
Préchauffage
Tout d'abord, il est nécessaire de faire passer les billettes par un processus de préchauffage. Cette étape est nécessaire pour que le métal adopte la température idéale pour devenir malléable et permettre sa dissolution facile. Dans la plupart des cas, l'extrusion est possible à une température comprise entre 450 et 500°C.
Pressage
Les billettes préchauffées passeront ensuite par un pressage pour donner l'impression d'un aspect interrompu. Dans cette étape, le métal sera mis sous pression afin qu'il puisse ensuite passer à travers une filière et devenir un profilé. Pour permettre cette transformation, une forte force de pression d'un piston hydraulique doit être exercée sur le matériau.
Selon sa taille, une presse est capable de générer une force allant d'une centaine de tonnes à 20 000 tonnes et plus. Le choix de la presse se fait donc en fonction du diamètre des lingots.
le refroidissement
A la sortie des filières d'extrusion d'aluminium et des processus de pressage, le profilé obtenu passe ensuite par un processus de refroidissement. A cet effet, de nombreuses méthodes sont utilisées, telles que l'utilisation de jet d'eau, de brouillard ou d'air pulsé. Dans certains cas, l'extrudeuse peut utiliser une combinaison de ces méthodes pour obtenir des résultats plus efficaces. Ainsi, à la fin de cette étape, le profilé revient à température normale pour pouvoir être touché à la main sans se brûler.
Après refroidissement, les profilés subissent des rectifications avant d'être classés dans des conteneurs pour faire l'objet d'un contrôle minutieux. Par la suite, il se peut que l'extrudeuse opte pour un traitement thermique pour augmenter sa résistance mécanique en fin d' extrusion d'aluminium. Avant d'être emballé, des vérifications supplémentaires peuvent être nécessaires.