1. Įvadas
Forma yra pagrindinis aliuminio profilio ekstruzijos įrankis. Profilio ekstruzijos metu forma turi atlaikyti aukštą temperatūrą, aukštą slėgį ir didelę trintį. Ilgai naudojant, susidėvės pelėsiai, plastinės deformacijos ir nuovargis. Sunkiais atvejais tai gali sukelti pelėsių lūžį.
2. Gedimo formos ir pelėsio priežastys
2.1 Susidėvėjimo gedimas
Susidėvėjimas yra pagrindinė forma, dėl kurios sugenda ekstruzijos štampai, todėl aliuminio profilių dydis bus netinkamas, o paviršiaus kokybė pablogės. Ekstruzijos metu aliuminio profiliai susilieja su atvira formos ertmės dalimi per ekstruzijos medžiagą esant aukštai temperatūrai ir aukštam slėgiui be tepimo. Viena pusė tiesiogiai liečiasi su apkabos juostos plokštuma, o kita pusė slysta, todėl susidaro didelė trintis. Ertmės paviršius ir apkabos diržo paviršius susidėvi ir sugenda. Tuo pačiu metu formos trinties proceso metu prie formos darbinio paviršiaus prilimpa dalis metalo ruošinių, dėl kurių keičiasi formos geometrija ir jos negalima naudoti, be to, tai yra laikoma nusidėvėjimo gedimu, kuris yra išreikštas pjovimo briaunos pasyvavimu, suapvalintais kraštais, plokštumos grimzde, paviršiaus grioveliais, lupimu ir kt.
Specifinė štampo susidėvėjimo forma yra susijusi su daugeliu veiksnių, tokių kaip trinties proceso greitis, pvz., štampavimo medžiagos ir apdoroto ruošinio cheminė sudėtis ir mechaninės savybės, štampavimo ir ruošinio paviršiaus šiurkštumas ir slėgis, temperatūra ir greitis ekstruzijos proceso metu. Aliuminio ekstruzijos formos susidėvėjimas daugiausia yra terminis, terminis susidėvėjimas atsiranda dėl trinties, metalo paviršiaus minkštėjimas dėl kylančios temperatūros ir formos ertmės paviršiaus susipynimas. Po to, kai formos ertmės paviršius suminkštinamas aukštoje temperatūroje, jos atsparumas dilimui labai sumažėja. Terminio susidėvėjimo procese temperatūra yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos šiluminiam nusidėvėjimui. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo didesnis terminis susidėvėjimas.
2.2 Plastinė deformacija
Aliuminio profilio ekstruzijos štampų plastinė deformacija yra štampavimo metalo medžiagos atleidimo procesas.
Kadangi ekstruzijos štampai ilgą laiką yra aukštos temperatūros, aukšto slėgio ir didelės trinties su ekstruziniu metalu būsenos, kai jis veikia, padidėja štampo paviršiaus temperatūra ir suminkštėja.
Esant labai didelėms apkrovoms, atsiras didelė plastinė deformacija, dėl kurios darbo diržas subyrės arba susidarys elipsė, pasikeis gaminamo gaminio forma. Net jei forma nesukels įtrūkimų, ji suges, nes negali būti garantuotas aliuminio profilio matmenų tikslumas.
Be to, ekstruzijos matricos paviršių veikia temperatūrų skirtumai, atsirandantys dėl pasikartojančio šildymo ir aušinimo, o tai sukelia kintamus šiluminius tempimo ir suspaudimo įtempius ant paviršiaus. Tuo pačiu metu mikrostruktūra taip pat įvairiais laipsniais keičiasi. Dėl šio bendro poveikio susidarys pelėsių susidėvėjimas ir paviršiaus plastinė deformacija.
2.3 Nuovargio žala
Šiluminio nuovargio pažeidimai taip pat yra viena iš labiausiai paplitusių pelėsių gedimo formų. Kai šildomas aliuminio strypas liečiasi su ekstruzijos antgalio paviršiumi, aliuminio strypo paviršiaus temperatūra pakyla daug greičiau nei vidinė temperatūra, o dėl plėtimosi paviršiuje susidaro gniuždymo įtempis.
Tuo pačiu metu pelėsių paviršiaus takumo riba mažėja dėl temperatūros padidėjimo. Kai slėgio padidėjimas viršija paviršiaus metalo takumo ribą atitinkamoje temperatūroje, paviršiuje atsiranda plastinė gniuždymo deformacija. Kai profilis išeina iš formos, paviršiaus temperatūra sumažėja. Tačiau kai temperatūra profilio viduje vis dar aukšta, susidarys tempimo įtampa.
Panašiai, kai tempimo įtempio padidėjimas viršija profilio paviršiaus takumo ribą, atsiras plastinė tempimo deformacija. Kai pelėsio vietinė deformacija viršija tamprumo ribą ir patenka į plastinės deformacijos sritį, laipsniškas mažų plastikinių deformacijų kaupimasis gali susidaryti nuovargio įtrūkimų.
Todėl, siekiant išvengti arba sumažinti pelėsių nuovargio pažeidimus, reikia parinkti tinkamas medžiagas ir pritaikyti atitinkamą terminio apdorojimo sistemą. Tuo pačiu metu reikėtų atkreipti dėmesį į pelėsio naudojimo aplinkos gerinimą.
2.4 Pelėsių lūžimas
Realioje gamyboje įtrūkimai pasiskirsto tam tikrose formos vietose. Po tam tikro eksploatavimo laikotarpio susidaro nedideli įtrūkimai, kurie palaipsniui plečiasi į gylį. Įtrūkimams išsiplėtus iki tam tikro dydžio, formos laikomoji galia labai susilpnėja ir sukels lūžius. Arba pirminio terminio apdorojimo ir formos apdorojimo metu jau atsirado mikroįtrūkimų, todėl pelėsiai gali lengvai išsiplėsti ir naudojimo metu atsirasti ankstyvų įtrūkimų.
Kalbant apie konstrukciją, pagrindinės gedimo priežastys yra pelėsių stiprumo konstrukcija ir filė spindulio pasirinkimas perėjime. Kalbant apie gamybą, pagrindinės priežastys yra išankstinis medžiagų patikrinimas ir dėmesys paviršiaus šiurkštumui ir pažeidimams apdirbimo metu, taip pat terminio apdorojimo įtaka ir paviršiaus apdorojimo kokybei.
Naudojimo metu reikia atkreipti dėmesį į pelėsių išankstinio pašildymo, ekstruzijos santykio ir luito temperatūros kontrolę, taip pat ekstruzijos greičio ir metalo deformacijos srauto kontrolę.
3. Pelėsių naudojimo trukmės pailginimas
Gaminant aliuminio profilius, formų sąnaudos sudaro didelę profilio ekstruzijos gamybos sąnaudų dalį.
Formos kokybė taip pat tiesiogiai veikia gaminio kokybę. Kadangi ekstruzijos formos darbo sąlygos profilio ekstruzijos gamyboje yra labai atšiaurios, būtina griežtai kontroliuoti formą nuo projektavimo ir medžiagos parinkimo iki galutinio formos pagaminimo ir vėlesnio naudojimo bei priežiūros.
Ypač gamybos proceso metu forma turi turėti aukštą šiluminį stabilumą, šiluminį nuovargį, atsparumą šiluminiam dilimui ir pakankamą tvirtumą, kad prailgintų formos tarnavimo laiką ir sumažintų gamybos sąnaudas.
3.1 Formos medžiagų parinkimas
Aliuminio profilių ekstruzijos procesas yra aukštos temperatūros, didelės apkrovos apdorojimo procesas, o aliuminio ekstruzijos štampas yra veikiamas labai atšiauriomis sąlygomis.
Ekstruzijos štampą veikia aukšta temperatūra, o vietinė paviršiaus temperatūra gali siekti 600 laipsnių Celsijaus. Ekstruzijos štampo paviršius pakartotinai kaitinamas ir aušinamas, todėl atsiranda terminis nuovargis.
Ekstruzuojant aliuminio lydinius, forma turi atlaikyti didelius gniuždymo, lenkimo ir šlyties įtempius, kurie sukels klijų susidėvėjimą ir abrazyvinį nusidėvėjimą.
Priklausomai nuo ekstruzijos štampų darbo sąlygų, galima nustatyti reikiamas medžiagos savybes.
Visų pirma, medžiaga turi turėti gerą proceso našumą. Medžiagą turi būti lengva lydyti, kalti, apdoroti ir termiškai apdoroti. Be to, medžiaga turi būti didelio stiprumo ir didelio kietumo. Ekstruzijos štampai paprastai veikia esant aukštai temperatūrai ir aukštam slėgiui. Ekstruzuojant aliuminio lydinius, štampavimo medžiagos tempiamasis stipris kambario temperatūroje turi būti didesnis nei 1500 MPa.
Jis turi turėti didelį atsparumą karščiui, ty gebėjimą atsispirti mechaninei apkrovai esant aukštai temperatūrai ekstruzijos metu. Jis turi turėti aukštas atsparumo smūgiams ir atsparumo lūžiams vertes esant normaliai temperatūrai ir aukštai temperatūrai, kad pelėsis nesutrupėtų esant įtempių sąlygoms ar smūgiinėms apkrovoms.
Jis turi turėti didelį atsparumą dilimui, tai yra, paviršius turi galimybę atsispirti dilimui esant ilgalaikei aukštai temperatūrai, aukštam slėgiui ir prastam tepimui, ypač ekstruzijos metu aliuminio lydinius, jis turi galimybę atsispirti metalo sukibimui ir dilimui.
Norint užtikrinti aukštas ir vienodas mechanines savybes visame įrankio skerspjūvyje, reikalingas geras grūdinimas.
Norint greitai išsklaidyti šilumą nuo įrankio formos darbinio paviršiaus, reikalingas didelis šilumos laidumas, kad būtų išvengta vietinio perdegimo arba per didelio ekstruzinio ruošinio ir pačios formos mechaninio stiprumo praradimo.
Jis turi būti stipriai atsparus pasikartojančiam cikliniam įtempimui, tai yra, reikalingas didelis ilgalaikis stiprumas, kad būtų išvengta ankstyvos nuovargio žalos. Jis taip pat turi turėti tam tikrą atsparumą korozijai ir geras azotinimo savybes.
3.2 Protingas formos dizainas
Protingas formos dizainas yra svarbi dalis prailginant jos tarnavimo laiką. Tinkamai suprojektuota pelėsių struktūra turėtų užtikrinti, kad normaliomis naudojimo sąlygomis nebūtų smūgio plyšimo ir įtempių koncentracijos galimybės. Todėl projektuodami formą stenkitės, kad kiekvienos dalies įtempimas būtų tolygus ir atkreipkite dėmesį, kad nebūtų aštrių kampų, įgaubtų kampų, sienelės storio skirtumo, plokščios plačios plonos sienos dalies ir pan., kad išvengtumėte per didelės įtempių koncentracijos. Tada naudojimo metu gali atsirasti terminio apdorojimo deformacija, įtrūkimai ir trapūs lūžiai arba ankstyvas karštas įtrūkimas, o standartizuota konstrukcija taip pat padeda keisti formą ir prižiūrėti.
3.3 Gerinti terminio apdorojimo ir paviršiaus apdorojimo kokybę
Ekstruzijos štampų tarnavimo laikas labai priklauso nuo terminio apdorojimo kokybės. Todėl pažangūs terminio apdorojimo metodai ir terminio apdorojimo procesai, taip pat grūdinimas ir paviršiaus stiprinimas yra ypač svarbūs siekiant pailginti formos tarnavimo laiką.
Tuo pačiu metu terminio apdorojimo ir paviršiaus stiprinimo procesai yra griežtai kontroliuojami, kad būtų išvengta terminio apdorojimo defektų. Gesinimo ir grūdinimo procesų parametrų reguliavimas, išankstinio apdorojimo, stabilizavimo ir grūdinimo skaičiaus didinimas, temperatūros reguliavimas, šildymo ir aušinimo intensyvumas, naujų gesinimo terpių naudojimas ir naujų procesų bei naujos įrangos, pvz., stiprinimo ir grūdinimo apdorojimo bei įvairių paviršiaus stiprinimo priemonių, tyrimas. apdorojimas, padeda pailginti formos tarnavimo laiką.
3.4 Gerinti formų gamybos kokybę
Apdorojant formas, įprasti apdorojimo metodai apima mechaninį apdirbimą, vielos pjovimą, elektros iškrovos apdorojimą ir kt. Mechaninis apdorojimas yra nepakeičiamas ir svarbus procesas formų apdorojimo procese. Tai ne tik keičia formos išvaizdos dydį, bet ir tiesiogiai veikia profilio kokybę bei formos tarnavimo laiką.
Gręžimo skylių pjovimas vieliniu būdu yra plačiai naudojamas formų apdorojimo proceso metodas. Tai pagerina apdorojimo efektyvumą ir apdorojimo tikslumą, tačiau taip pat sukelia tam tikrų ypatingų problemų. Pavyzdžiui, jei pjaustant viela apdorota forma naudojama tiesiogiai gamybai be grūdinimo, lengvai atsiras šlakas, lupimasis ir pan., o tai sumažins formos tarnavimo laiką. Todėl pakankamas formos grūdinimas po vielos pjovimo gali pagerinti paviršiaus tempimo įtempio būseną, sumažinti liekamąjį įtempį ir padidinti formos tarnavimo laiką.
Streso koncentracija yra pagrindinė pelėsių lūžių priežastis. Neviršijant brėžinio projekto, kuo didesnis vielos pjovimo vielos skersmuo, tuo geriau. Tai ne tik padeda pagerinti apdorojimo efektyvumą, bet ir labai pagerina streso pasiskirstymą, kad būtų išvengta streso koncentracijos.
Elektros išlydžio apdirbimas yra tam tikras elektrinis korozijos apdirbimas, atliekamas išgaruojant, išlydant ir apdirbant apdirbimo skystį, susidarantį iškrovimo metu. Problema ta, kad dėl šildymo ir aušinimo šilumos, veikiančios apdirbimo skystį, ir apdirbimo skysčio elektrocheminio poveikio, apdirbimo dalyje susidaro modifikuotas sluoksnis, sukuriantis deformaciją ir įtempį. Alyvos atveju anglies atomai suyra dėl alyvos degimo difunduoja ir karburizuoja į ruošinį. Padidėjus šiluminiam įtempimui, susidėvėjęs sluoksnis tampa trapus, kietas ir linkęs įtrūkti. Tuo pačiu metu susidaro ir prie ruošinio pritvirtinamas liekamasis įtempis. Dėl to sumažės nuovargio stiprumas, pagreitės lūžimas, įtempių korozija ir kiti reiškiniai. Todėl apdorojimo proceso metu turėtume stengtis išvengti minėtų problemų ir pagerinti apdorojimo kokybę.
3.5 Pagerinti darbo sąlygas ir ekstruzijos proceso sąlygas
Ekstruzijos štampų darbo sąlygos yra labai prastos, o darbo aplinka taip pat labai bloga. Todėl ekstruzijos proceso metodo ir proceso parametrų tobulinimas bei darbo sąlygų ir darbo aplinkos gerinimas yra naudingi gerinant štampo tarnavimo laiką. Todėl prieš ekstruziją būtina kruopščiai suformuluoti ekstruzijos planą, parinkti geriausią įrangos sistemą ir medžiagų specifikacijas, suformuluoti geriausius ekstruzijos proceso parametrus (pvz., ekstruzijos temperatūrą, greitį, ekstruzijos koeficientą ir ekstruzijos slėgį ir kt.) ir patobulinti darbo aplinka ekstruzijos metu (pvz., aušinimas vandeniu arba aušinimas azotu, pakankamas tepimas ir pan.), taip sumažinant formos darbo naštą (pavyzdžiui, sumažinti ekstruzijos slėgį, sumažinti šaldymo šilumą ir kintamą apkrovą ir kt.), nustatyti ir tobulinti proceso veikimo procedūras ir saugaus naudojimo procedūras.
4 Išvada
Plėtojant aliuminio pramonės tendencijas, pastaraisiais metais visi ieško geresnių plėtros modelių, siekiant pagerinti efektyvumą, taupyti išlaidas ir padidinti naudą. Ekstruzijos štampai neabejotinai yra svarbus aliuminio profilių gamybos valdymo mazgas.
Yra daug veiksnių, turinčių įtakos aliuminio ekstruzijos štampų tarnavimo laikui. Be vidinių veiksnių, tokių kaip štampavimo konstrukcijos konstrukcija ir stiprumas, štampavimo medžiagos, šalto ir terminio apdorojimo bei elektrinio apdorojimo technologijos, terminio apdorojimo ir paviršiaus apdorojimo technologijos, yra ekstruzijos procesas ir naudojimo sąlygos, štampo priežiūra ir remontas, ekstruzija. gaminio medžiagos charakteristikos ir forma, specifikacijos ir mokslinis štampo valdymas.
Tuo pačiu metu įtakojantys veiksniai yra ne viena, o sudėtinga daugiafaktorė, visapusiška problema, kurios eksploatavimo gerinimas, žinoma, taip pat yra sisteminė problema, faktiškai gaminant ir naudojant procesą, reikia optimizuoti dizainą, pelėsių apdorojimas, naudojimo priežiūra ir kiti pagrindiniai kontrolės aspektai, o tada pagerinkite pelėsių tarnavimo laiką, sumažinkite gamybos sąnaudas, pagerinkite gamybos efektyvumą.
Redagavo May Jiang iš MAT Aluminium
Paskelbimo laikas: 2024-08-14
