9.1 Varmformning

Aluminiumlegeringar har lågt motstånd mot deformation vid förhöjd temperatur, Figur 95. Olika typer av varmformning såsom smidning och pressning kan därför oftast utföras med stor reduktion. Den temperatur som används vid varmformning är i regel mellan 400 och 500ºC, vilket är högre än rekristallisationstemperaturen.

Aluminiumdetaljer kan framställas genom varmsmidning. Metoden kan utföras antingen mellan plana verktyg (frismide) eller mellan formade verktyg (sänksmide). Inom aluminiumtekniken kallas den senare metoden för varmpressning. Smidesämnena är ofta ”kutsar”, som är kapade från en pressad stång, profil eller plåt

Genom att utforma smidesverktyget i flera delar kan delningslinjerna i detaljen orienteras till områden med låg påkänning. Man erhåller därvid mycket god hållfasthet i hela smidet. Används ofta inom flygsidan.

Val av legering för varmsmidda detaljer, görs med hänsyn till detaljens utformning och kraven på hållfasthet. Vanliga smideslegeringar är AlMgSi, AlCuSi och AlZnMg. Med AlZnMgCu-legeringar kan smiden med brottgränser över 500 MPa erhållas.

Mycket komplicerade formningar av plåt kan utföras vid förhöjda temperaturer, så kallad superplastisk formning. Dessa utförs på extremt finkorniga legeringar vid temperaturer mellan 450 och 500ºC. Vid dessa förhållanden uppvisar materialet extremt hög brottförlängning, flera hundra procent. Legeringar som lämpar sig för superplastisk formning är av typen AlCu6Zr och AlZn6MgCu.

I rumstemperatur är aluminiumplåt och -profiler något svårare att forma än stålplåt, men i varmt tillstånd är det tvärt om. En hålformad aluminiumprofil som värms upp till rätt temperatur och trycksätts inifrån med hjälp av gas, Hot Metal Gas Forming (HMGF), kan formas till i princip vilket utseende som helst, Figur 96. Det innebär att man inte bara har stor flexibilitet utan också en snabbare och effektivare process med färre bearbetningssteg. HMGF-formade aluminiumdetaljer kan därvid ersätta pressade eller gjutna stål- och plastdetaljer. Principen är densamma som för hydroformning.

Röret värms upp i en ugn och placeras i ett formningsverktyg, som är uppvärmt till en välkontrollerad hög temperatur. Därefter sluts verktygshalvorna och röret fylls med ett högt gastryck. Verktyg och metall hettas upp, inte gasen. Därvid startar formningsprocessen.

Processen möjliggör ersättning av flerdelade komponenter med en enda del, där man kan behålla designfrihet eller till och med öka den.

Detta resulterar i:

• Mindre materialåtgång
• Inga fogar
• Ökad styrka och styvhet
• Förbättrade toleranser
• Enklare integration och montering
• Förbättrat utseende

Aluminium kan varmformas även vid måttliga temperaturer, till exempel varmbockning vid 100–200ºC. Välj lägsta möjliga temperatur under kortast möjliga tid. I annat fall påverkas hållfastheten i det värmda området.