1. Ievads
Veidne ir galvenais rīks alumīnija profilu ekstrūzijai. Profila ekstrūzijas procesa laikā veidnei ir jāiztur augsta temperatūra, augsts spiediens un liela berze. Ilgstošas lietošanas laikā tas izraisīs pelējuma nodilumu, plastmasas deformāciju un noguruma bojājumus. Smagos gadījumos tas var izraisīt pelējuma bojājumus.
2. Atteices formas un pelējuma cēloņi
2.1. Nodiluma kļūme
Nodilums ir galvenā forma, kas izraisa ekstrūzijas presformas atteici, kā rezultātā alumīnija profilu izmērs nebūs kārtībā un virsmas kvalitāte pasliktināsies. Ekstrūzijas laikā alumīnija profili saskaras ar veidnes dobuma atvērto daļu caur ekstrūzijas materiālu augstā temperatūrā un augstā spiedienā bez eļļošanas. Viena puse tieši saskaras ar suporta sloksnes plakni, bet otra puse slīd, kā rezultātā rodas liela berze. Dobuma virsma un suporta siksnas virsma ir pakļauta nodilumam un bojājumiem. Tajā pašā laikā veidnes berzes procesā pie veidnes darba virsmas tiek pielipts kāds sagataves metāls, kas liek mainīt veidnes ģeometriju un to nevar izmantot, kā arī tiek uzskatīts par nodiluma defektu, kas ir izteikts kā griešanas malas pasivēšana, noapaļotas malas, plakne iegrimšana, virsmas rievas, lobīšanās utt.
Īpašā formas nodiluma forma ir saistīta ar daudziem faktoriem, piemēram, berzes procesa ātrumu, piemēram, presformas materiāla un apstrādātās sagataves ķīmisko sastāvu un mehāniskajām īpašībām, presformas un sagataves virsmas raupjumu un spiedienu, temperatūra un ātrums ekstrūzijas procesa laikā. Alumīnija ekstrūzijas veidņu nodilums galvenokārt ir termiskais nodilums, termisko nodilumu izraisa berze, metāla virsmas mīkstināšana temperatūras paaugstināšanās dēļ un veidņu dobuma virsmas bloķēšana. Pēc tam, kad veidnes dobuma virsma ir mīkstināta augstā temperatūrā, tās nodilumizturība ir ievērojami samazināta. Termiskā nodiluma procesā temperatūra ir galvenais faktors, kas ietekmē termisko nodilumu. Jo augstāka temperatūra, jo nopietnāks ir termiskais nodilums.
2.2 Plastiskā deformācija
Alumīnija profila ekstrūzijas presformas plastiskā deformācija ir presformas metāla materiāla padeves process.
Tā kā ekstrūzijas veidne ilgstoši atrodas augstas temperatūras, augsta spiediena un lielas berzes stāvoklī ar ekstrudēto metālu, kad tas darbojas, veidnes virsmas temperatūra palielinās un izraisa mīkstināšanu.
Ļoti lielas slodzes apstākļos notiks liela plastiskā deformācija, izraisot darba jostas sabrukšanu vai elipsi, kā arī mainīsies saražotā izstrādājuma forma. Pat ja veidne neradīs plaisas, tā neizdosies, jo nevar garantēt alumīnija profila izmēru precizitāti.
Turklāt ekstrūzijas presformas virsma ir pakļauta temperatūras atšķirībām, ko izraisa atkārtota karsēšana un dzesēšana, kas rada mainīgu termisko spriegumu un saspiešanu uz virsmas. Tajā pašā laikā mikrostruktūrā notiek arī dažādas pakāpes transformācijas. Šajā kombinētajā efektā notiks pelējuma nodilums un virsmas plastiskā deformācija.
2.3. Noguruma bojājumi
Termiskā noguruma bojājumi ir arī viens no visizplatītākajiem pelējuma atteices veidiem. Kad uzkarsēts alumīnija stienis saskaras ar ekstrūzijas formas virsmu, alumīnija stieņa virsmas temperatūra paaugstinās daudz ātrāk nekā iekšējā temperatūra, un izplešanās dēļ uz virsmas rodas spiedes spriegums.
Tajā pašā laikā temperatūras paaugstināšanās dēļ veidnes virsmas tecēšanas robeža samazinās. Kad spiediena pieaugums pārsniedz virsmas metāla tecēšanas robežu attiecīgajā temperatūrā, uz virsmas parādās plastisks saspiešanas deformācija. Kad profils iziet no veidnes, virsmas temperatūra pazeminās. Bet, kad temperatūra profila iekšpusē joprojām ir augsta, veidojas stiepes deformācija.
Līdzīgi, kad stiepes sprieguma pieaugums pārsniedz profila virsmas tecēšanas robežu, rodas plastmasas stiepes deformācija. Kad veidnes lokālais deformācija pārsniedz elastības robežu un nonāk plastmasas deformācijas zonā, pakāpeniska nelielu plastmasas deformāciju uzkrāšanās var veidot noguruma plaisas.
Tāpēc, lai novērstu vai samazinātu pelējuma noguruma radītos bojājumus, jāizvēlas piemēroti materiāli un jāpieņem piemērota termiskās apstrādes sistēma. Vienlaikus uzmanība jāpievērš veidnes lietošanas vides uzlabošanai.
2.4. Pelējuma lūzums
Faktiskajā ražošanā plaisas tiek sadalītas noteiktās veidnes daļās. Pēc noteikta ekspluatācijas perioda veidojas nelielas plaisas, kas pakāpeniski izplešas dziļumā. Pēc tam, kad plaisas izplešas līdz noteiktam izmēram, veidnes nestspēja tiks ievērojami vājināta un izraisīs lūzumu. Vai arī veidnes sākotnējās termiskās apstrādes un apstrādes laikā jau ir radušās mikroplaisas, kas atvieglo pelējuma izplešanos un lietošanas laikā izraisa agrīnas plaisas.
Runājot par konstrukciju, galvenie neveiksmju iemesli ir veidņu izturības dizains un filejas rādiusa izvēle pārejas vietā. Ražošanas ziņā galvenie iemesli ir materiāla iepriekšēja pārbaude un uzmanība virsmas raupjumam un bojājumiem apstrādes laikā, kā arī termiskās apstrādes ietekmei un virsmas apstrādes kvalitātei.
Lietošanas laikā uzmanība jāpievērš veidņu priekšsildīšanas, ekstrūzijas attiecības un lietņu temperatūras kontrolei, kā arī ekstrūzijas ātruma un metāla deformācijas plūsmas kontrolei.
3. Pelējuma kalpošanas laika uzlabošana
Alumīnija profilu ražošanā veidņu izmaksas veido lielu daļu no profila ekstrūzijas ražošanas izmaksām.
Arī veidnes kvalitāte tieši ietekmē produkta kvalitāti. Tā kā ekstrūzijas veidņu darba apstākļi profila ekstrūzijas ražošanā ir ļoti skarbi, ir stingri jākontrolē veidne no dizaina un materiāla izvēles līdz veidnes galīgajai ražošanai un turpmākai lietošanai un apkopei.
Īpaši ražošanas procesā veidnei jābūt ar augstu termisko stabilitāti, termisko nogurumu, termisko nodilumizturību un pietiekamu izturību, lai pagarinātu veidnes kalpošanas laiku un samazinātu ražošanas izmaksas.
3.1. Veidņu materiālu izvēle
Alumīnija profilu ekstrūzijas process ir augstas temperatūras, augstas slodzes apstrādes process, un alumīnija ekstrūzijas presforma ir pakļauta ļoti skarbiem lietošanas apstākļiem.
Ekstrūzijas veidne tiek pakļauta augstām temperatūrām, un vietējā virsmas temperatūra var sasniegt 600 grādus pēc Celsija. Ekstrūzijas formas virsma tiek atkārtoti uzkarsēta un atdzesēta, izraisot termisko nogurumu.
Ekstrūdējot alumīnija sakausējumus, veidnei jāiztur liels saspiešanas, lieces un bīdes spriegums, kas izraisīs līmes nodilumu un abrazīvu nodilumu.
Atkarībā no ekstrūzijas presformas darba apstākļiem var noteikt nepieciešamās materiāla īpašības.
Pirmkārt, materiālam ir jābūt ar labu procesa veiktspēju. Materiālam jābūt viegli kausējamam, kaltam, apstrādājamam un termiski apstrādājamam. Turklāt materiālam jābūt ar augstu izturību un augstu cietību. Ekstrūzijas presformas parasti darbojas augstā temperatūrā un augstā spiedienā. Ekstrūdējot alumīnija sakausējumus, veidnes materiāla stiepes izturībai istabas temperatūrā ir jābūt lielākai par 1500 MPa.
Tam jābūt ar augstu karstumizturību, tas ir, spēja izturēt mehānisko slodzi augstā temperatūrā ekstrūzijas laikā. Tam ir jābūt augstām triecienizturības un lūzuma izturības vērtībām normālā temperatūrā un augstā temperatūrā, lai novērstu pelējuma trauslumu stresa apstākļos vai trieciena slodzēs.
Tai ir jābūt ar augstu nodilumizturību, tas ir, virsmai ir jābūt izturīgai pret nodilumu ilgstošas augstās temperatūras, augsta spiediena un sliktas eļļošanas apstākļos, īpaši, ja tiek izspiesti alumīnija sakausējumi, tai ir spēja izturēt metāla saķeri un nodilumu.
Lai nodrošinātu augstas un vienmērīgas mehāniskās īpašības visā instrumenta šķērsgriezumā, ir nepieciešama laba rūdāmība.
Ir nepieciešama augsta siltumvadītspēja, lai ātri izkliedētu siltumu no instrumenta veidnes darba virsmas, lai novērstu lokālu pārdegšanu vai pārmērīgu ekstrudētās sagataves un pašas veidnes mehāniskās izturības zudumu.
Tam ir jābūt spēcīgai pretestībai pret atkārtotu ciklisku stresu, tas ir, tai ir nepieciešama liela ilgstoša izturība, lai novērstu priekšlaicīgu noguruma bojājumu. Tam ir arī jābūt noteiktai izturībai pret koroziju un labām nitridējamības īpašībām.
3.2. Saprātīgs veidnes dizains
Saprātīgs veidnes dizains ir svarīga tās kalpošanas laika pagarināšanas sastāvdaļa. Pareizi izstrādātai veidnes struktūrai ir jānodrošina, ka normālos lietošanas apstākļos nav iespējama trieciena plīsums un spriedzes koncentrācija. Tāpēc, veidojot veidni, mēģiniet panākt, lai spriegums uz katru daļu būtu vienmērīgs, un pievērsiet uzmanību, lai izvairītos no asiem stūriem, ieliektiem stūriem, sienas biezuma atšķirības, plakanas platas plānas sienas daļas utt., lai izvairītos no pārmērīgas sprieguma koncentrācijas. Pēc tam lietošanas laikā var rasties termiskās apstrādes deformācija, plaisāšana un trausls lūzums vai agrīna karstuma plaisāšana, savukārt standartizētais dizains veicina arī veidnes uzglabāšanas un apkopes apmaiņu.
3.3. Uzlabot termiskās apstrādes un virsmas apstrādes kvalitāti
Ekstrūzijas formas kalpošanas laiks lielā mērā ir atkarīgs no termiskās apstrādes kvalitātes. Tāpēc uzlabotas termiskās apstrādes metodes un termiskās apstrādes procesi, kā arī rūdīšanas un virsmas stiprināšanas procedūras ir īpaši svarīgas, lai uzlabotu veidnes kalpošanas laiku.
Tajā pašā laikā tiek stingri kontrolēti termiskās apstrādes un virsmas nostiprināšanas procesi, lai novērstu termiskās apstrādes defektus. Rūdīšanas un atlaidināšanas procesa parametru pielāgošana, priekšapstrādes, stabilizēšanas un atlaidināšanas reižu skaita palielināšana, uzmanības pievēršana temperatūras kontrolei, sildīšanas un dzesēšanas intensitātei, jaunu rūdīšanas līdzekļu izmantošana un jaunu procesu un jaunu iekārtu izpēte, piemēram, stiprināšanas un rūdīšanas apstrāde un dažāda virsmas stiprināšana apstrāde, veicina veidnes kalpošanas laika uzlabošanos.
3.4. Uzlabot veidņu ražošanas kvalitāti
Veidņu apstrādes laikā izplatītas apstrādes metodes ietver mehānisko apstrādi, stiepļu griešanu, elektriskās izlādes apstrādi utt. Mehāniskā apstrāde ir neaizstājams un svarīgs process veidņu apstrādes procesā. Tas ne tikai maina veidnes izskatu, bet arī tieši ietekmē profila kvalitāti un veidnes kalpošanas laiku.
Preses caurumu stiepļu griešana ir plaši izmantota procesa metode veidņu apstrādē. Tas uzlabo apstrādes efektivitāti un apstrādes precizitāti, taču tas rada arī dažas īpašas problēmas. Piemēram, ja veidni, kas apstrādāta ar stieples griešanu, izmanto tieši ražošanai bez rūdīšanas, viegli radīsies izdedži, lobīšanās utt., kas samazinās veidnes kalpošanas laiku. Tāpēc pietiekama veidnes rūdīšana pēc stieples griešanas var uzlabot virsmas stiepes sprieguma stāvokli, samazināt atlikušo spriegumu un palielināt veidnes kalpošanas laiku.
Stresa koncentrācija ir galvenais pelējuma lūzuma cēlonis. Jo lielāka ir stieples griešanas stieples diametrs, jo labāk ir rasējuma dizaina atļautais apjoms. Tas ne tikai palīdz uzlabot apstrādes efektivitāti, bet arī ievērojami uzlabo stresa sadalījumu, lai novērstu stresa koncentrācijas rašanos.
Elektriskās izlādes apstrāde ir elektriskās korozijas apstrādes veids, ko veic, pārklājot materiālu iztvaikošanu, kausēšanu un apstrādes šķidruma iztvaikošanu, kas rodas izlādes laikā. Problēma ir tāda, ka sildīšanas un dzesēšanas siltuma dēļ, kas iedarbojas uz apstrādes šķidrumu, un apstrādes šķidruma elektroķīmisko iedarbību, apstrādes daļā veidojas modificēts slānis, kas rada deformāciju un spriegumu. Eļļas gadījumā oglekļa atomi sadalās eļļas sadegšanas dēļ un izkliedējas un karburējas uz sagatavi. Palielinoties termiskajam spriegumam, bojātais slānis kļūst trausls un ciets un ir pakļauts plaisām. Tajā pašā laikā tiek izveidots atlikušais spriegums un piestiprināts pie sagataves. Tā rezultātā samazināsies noguruma izturība, paātrinās lūzums, sprieguma korozija un citas parādības. Tāpēc apstrādes procesā mums jācenšas izvairīties no iepriekš minētajām problēmām un uzlabot apstrādes kvalitāti.
3.5. Uzlabot darba apstākļus un ekstrūzijas procesa apstākļus
Ekstrūzijas formas darba apstākļi ir ļoti slikti, un arī darba vide ir ļoti slikta. Tāpēc ekstrūzijas procesa metodes un procesa parametru uzlabošana, kā arī darba apstākļu un darba vides uzlabošana ir izdevīga, lai uzlabotu veidnes kalpošanas laiku. Tāpēc pirms ekstrūzijas ir rūpīgi jāizstrādā ekstrūzijas plāns, jāizvēlas labākā aprīkojuma sistēma un materiālu specifikācijas, jāformulē labākie ekstrūzijas procesa parametri (piemēram, ekstrūzijas temperatūra, ātrums, ekstrūzijas koeficients un ekstrūzijas spiediens utt.) un jāuzlabo darba vide ekstrūzijas laikā (piemēram, ūdens dzesēšana vai slāpekļa dzesēšana, pietiekama eļļošana utt.), tādējādi samazinot veidnes darba slodzi (piemēram, samazinot ekstrūzijas spiedienu, samazinot aukstuma siltumu un mainīgu slodzi utt.), izveido un uzlabo procesa darbības procedūras un drošas lietošanas procedūras.
4 Secinājums
Attīstoties alumīnija rūpniecības tendencēm, pēdējos gados ikviens meklē labākus attīstības modeļus, lai uzlabotu efektivitāti, ietaupītu izmaksas un palielinātu ieguvumus. Ekstrūzijas presforma neapšaubāmi ir svarīgs alumīnija profilu ražošanas vadības mezgls.
Alumīnija ekstrūzijas veidņu kalpošanas laiku ietekmē daudzi faktori. Papildus iekšējiem faktoriem, piemēram, formas konstrukcijai un izturībai, presformas materiāliem, aukstajai un termiskai apstrādei un elektriskās apstrādes tehnoloģijai, termiskai apstrādei un virsmas apstrādes tehnoloģijai, ir arī ekstrūzijas process un lietošanas apstākļi, presformu apkope un remonts, ekstrūzija. izstrādājuma materiāla īpašības un forma, specifikācijas un presformas zinātniskā vadība.
Tajā pašā laikā ietekmējošie faktori nav viena, bet gan sarežģīta daudzfaktoru visaptveroša problēma, kuras dzīves uzlabošana, protams, ir arī sistēmiska problēma, faktiskajā ražošanā un procesa izmantošanā ir nepieciešams optimizēt dizainu, veidņu apstrāde, izmantošanas apkope un citi galvenie kontroles aspekti, un pēc tam uzlabo pelējuma kalpošanas laiku, samazina ražošanas izmaksas un uzlabo ražošanas efektivitāti.
Rediģēja May Jiang no MAT Aluminium
Publicēšanas laiks: 14. augusts 2024
