Tout sur l’extrusion de l’aluminium

L’extrusion est un processus par lequel on pousse à forte pression le métal à l’aide d’un piston pour avoir la forme d’un profilé. On peut faire l’extrusion à froid pour les alliages de faible résistance mécanique et avec une grande ductilité. Par contre, on fait l’alliage à chaud pour des alliages de haute résistance mécanique. On considère les alliages d’aluminium comme des matériaux qui conviennent à l’extrusion et ils se distinguent par la variété de profilés inégale par rapport à d’autres matériaux. Comme l’obtention de longs profilés avec des formes complexes et une bonne résistance sont en forte demande sur le marché, l’extrusion aluminium à chaud est très développée.

 

Les alliages

 

On peut extruder les alliages, mais certaines sont plus difficiles que les autres. Ceux de famille 6XXX sont formés avec 90 % d’aluminium extrudé et on les utilise surtout au niveau des applications structurales et architecturales. Ce sont les favoris de l’industrie en raison de leur bonne malléabilité en température élevée, et aussi, on les traite thermiquement et ils réagissent très bien aux traitements de finition et transformations subséquentes avec une haute résistance à la corrosion. Sur le marché, on peut trouver des profilés en alliages de famille 1XXX et 3XXX. On procède aussi à une extrusion aluminium pour un faible tonnage des alliages de famille 2XXX et 7XXX.

Initialement, on livre les alliages sous forme brute de coulée à l’extrudeur. Normalement, l’extrudeur a des alliages courants dans les stocks pour répondre à la demande de façon le plus rapide que possible (entre 2 à 4 semaines). Toutefois, pour le cas de certains alliages peu demandés, la durée de l’approvisionnement en matière première peut être prohibitive. Concernant les produits plus accessibles, les commandes minimales doivent refléter les politiques de vente pour les producteurs d’aluminium par rapport aux extrudeurs pour une extrusion aluminium. C’est le client qui choisit l’alliage et l’état de la métallurgique et la forme de profilé requis pour les usages spécifiques. Comme il s’agit d’un procédé d’alliage à chaud, on doit prendre en compte que les alliages que seulement les alliages non traitables thermiquement ont conserver les propriétés leur état recuit sauf s’ils endurent ultérieurementun étirage à froid. Par le procédé, les tolérances réalisables sont définies selon les normes ANSI H35.2, EN 755, aluminium Standards and Data, DIN 17 615 T3.

 

Le procédé

 

Le succès du processus se traduit par l’atteinte des distinctives recherchées et s’appuie sur le contrôle de la température : celle de la filière et de la billette préchauffée, celle au débouché de presse, au taux de refroidissement.

Il faut procéder au préchauffage de billettes pour amener le métal à la température convenable pour pouvoir s’écouler sous la pression au niveau de la filière. Le préchauffage permet d’atteindre la température utile pour la mise en solution de tous les éléments des alliages traitables thermiquement.

Dans la presse, les billettes s’enchaînent en donnant l’impression d’alimentation ininterrompue en métal. Le métal est forcé sous pression. On le passe au travers d’une filière, c’est de là qu’on lui donne le nom de profilé. Pour que les billettes traversent la filière, on applique la force nécessaire avec un piston hydraulique. En fonction de sa taille, la presse peut générer une force variant de centaines de tonnes à 20 000 tonnes. La capacité requise pour la presse doit être adaptée à la taille des pièces filées. Les billettes que l’on utilise sont un cylindre d’aluminium plein avec le diamètre entre 6 et 18 pouces. On le relie directement à la capacité de presse d’extrusion aluminium.

Les processus courant pour une extrusion ou filetage sont formés à chaud (avec une température entre 450 °C et 500 °C à travers un écoulement de métal de billette pressé avec un orifice de filière en acier pour reproduire la section du profil à avoir [tubes, barre, etc.]

Au débouché d’une matrice d’extrusion, le profilé va défiler rapidement avec l’action d’un refroidissement. En fonction du produit, on peut utiliser un jet d’eau, de l’aire forcée, une brume ou une combinaison entre ces produits. Après la presse, on obtient un profilé coupé en longueur et on redresse par étirage.C’est en fonction des demandes du client que l’on procède à la suite de l’opération : vieillissement artificiel, coupe, anodisation, peinture, emballage.

 

Les matrices d’extrusions ou filière

 

Le choix des alliages est fait en considérant les particularités de l’utilisation. Toutefois, il y a des alliages difficiles à filer ce qui va avoir une conséquence sur le tarif d’utilisation de la presse ainsi que sur la durabilité de l’outillage. On peut faire un compromis avec une extrusion aluminium pour qu’on ait un avantageux alliage de substitution.En accepteur la commande, l’entreprise extrudeur va offrir une garantie de résultat. Ainsi, les moins expérimentés peuvent refuser d’extruder les alliages.

Il est possible que la filière d’extrusion soit la seule portion du processus sur lequel le client aura une influence directe. Effectivement, le design revient totalement au client qui développe un profilé suivant ses besoins et les filières qu’on doit lui réserver. Cependant, elle doit rester captive de l’extrudeur qui produit les détails. Les filières pour les profilés standards ne se facturent pas au client, mais seront toujours disponibles. Tout comme d’autres, produits, et c’est ce qui entraîne des durées d’approvisionnement similaires à ceux des produits sur mesure.

La conception de toutes les filières sera différente d’un extrudeur à un autre. Ainsi, le client doit retenir qu’il vaut mieux s’adresser à l’extrudeur le plus tôt que possible pour la conception d’un profilé, parce que ce dernier pourra aussi apporter des modifications suite à la conception en considérant ses propres contraintes de fabrication. On prend aussi en compte plusieurs éléments géométriques pour la conception, surtout pour la taille d’une extrusion aluminium, la forme des nervures, les rayons de transitions, les finis et les tolérances de surface. En outre, il faut toujours se tenir compte que le poids d’un morceau de pièce extrudée [longueur * section] est toujours inférieur au poids de la billette maximum que la presse peut pousser.

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