1. Introdución
O molde é unha ferramenta clave para a extrusión do perfil de aluminio. Durante o proceso de extrusión do perfil, o molde necesita soportar a alta temperatura, alta presión e alta fricción. Durante o uso a longo prazo, causará desgaste de moldes, deformación plástica e danos na fatiga. En casos graves, pode causar roturas de moldes.
2. FALLO FORMAS E CAUSAS DOS MOLDOS
2.1 Fallo de desgaste
O desgaste é a principal forma que leva ao fracaso da extrusión, o que fará que o tamaño dos perfís de aluminio estea fóra de orde e a calidade da superficie se decae. Durante a extrusión, os perfís de aluminio cumpren a parte aberta da cavidade do molde a través do material de extrusión a alta temperatura e alta presión sen procesamento de lubricación. Un lado póñase en contacto directamente co plano da franxa de pinza e as deslizamentos do outro lado, obtendo unha gran fricción. A superficie da cavidade e a superficie do cinto da pinza están sometidas a desgaste e fallo. Ao mesmo tempo, durante o proceso de fricción do molde, adhírese algún metal de billetes á superficie de traballo do molde, o que fai que a xeometría do molde cambie e non se poida usar, e tamén se considera un fallo de desgaste, que é Expresado en forma de pasivación do corte, bordos redondeados, afundimento de plano, rañuras de superficie, pelado, etc.
A forma específica de desgaste está relacionada con moitos factores como a velocidade do proceso de fricción, como a composición química e as propiedades mecánicas do material de matriz e o billete procesado, a rugosidade da superficie da matriz e a billete, e a presión, temperatura e velocidade durante o proceso de extrusión. O desgaste do molde de extrusión de aluminio é principalmente o desgaste térmico, o desgaste térmico é causado por fricción, a superficie metálica suavizándose debido á temperatura do aumento e á superficie do enlace da cavidade do molde. Despois de que a superficie da cavidade do molde se suavice a alta temperatura, a súa resistencia ao desgaste redúcese moito. No proceso de desgaste térmico, a temperatura é o principal factor que afecta o desgaste térmico. Canto maior sexa a temperatura, máis grave é o desgaste térmico.
2.2 Deformación plástica
A deformación plástica do perfil de aluminio extrusión é o proceso de rendemento do material metálico.
Dado que a matriz de extrusión está en estado de alta temperatura, alta presión e alta fricción co metal extruído durante moito tempo cando funciona, a temperatura superficial da matriz aumenta e provoca suavización.
En condicións de carga moi altas, producirase unha gran cantidade de deformación plástica, facendo que o cinto de traballo se colapse ou cree unha elipse, e a forma do produto producido cambiará. Mesmo se o molde non produce fisuras, fallará porque non se pode garantir a precisión dimensional do perfil de aluminio.
Ademais, a superficie da extrusión está suxeita a diferenzas de temperatura causadas polo quecemento e refrixeración repetidos, o que produce tensións térmicas alternas de tensión e compresión na superficie. Ao mesmo tempo, a microestrutura tamén sofre transformacións en diferentes graos. Baixo este efecto combinado, producirase o desgaste de moldes e a deformación plástica superficial.
2.3 Danos de fatiga
O dano da fatiga térmica tamén é unha das formas máis comúns de fallo do molde. Cando a varilla de aluminio quentada entra en contacto coa superficie da extrusión, a temperatura superficial da varilla de aluminio aumenta moito máis rápido que a temperatura interna e a tensión compresiva xérase na superficie debido á expansión.
Ao mesmo tempo, a forza de rendemento da superficie do molde diminúe debido ao aumento da temperatura. Cando o aumento da presión supera a forza de rendemento do metal superficial á temperatura correspondente, aparece na superficie a cepa de compresión plástica. Cando o perfil deixa o molde, a temperatura superficial diminúe. Pero cando a temperatura dentro do perfil aínda é alta, formarase a tensión de tracción.
Do mesmo xeito, cando o aumento da tensión de tracción supera a forza de rendemento da superficie do perfil, producirase unha tensión de tracción plástica. Cando a cepa local do molde supera o límite elástico e entra na rexión da cepa plástica, a acumulación gradual de pequenas cepas de plástico pode formar fisuras de fatiga.
Polo tanto, para previr ou reducir o dano de fatiga do molde, deberían seleccionarse materiais apropiados e debe adoptarse un sistema de tratamento térmico adecuado. Ao mesmo tempo, debe prestar atención para mellorar o ambiente de uso do molde.
2.4 rotura de moldes
Na produción real, as fisuras distribúense en certas partes do molde. Despois dun determinado período de servizo, xéranse pequenas fisuras e se expanden gradualmente en profundidade. Despois de que as fisuras se expandan ata un certo tamaño, a capacidade de carga do molde estará gravemente debilitada e causará fractura. Ou as microcracks xa se produciron durante o tratamento térmico orixinal e o procesamento do molde, facilitando que o molde se expandise e causa fisuras precoz durante o uso.
En termos de deseño, os principais motivos do fallo son o deseño de forza do molde e a selección do radio do filete na transición. En termos de fabricación, as razóns principais son a preinspección material e a atención á rugosidade e aos danos superficiais durante o procesamento, así como o impacto do tratamento térmico e a calidade do tratamento superficial.
Durante o uso, débese prestar atención ao control do precalentamento de moldes, a relación de extrusión e a temperatura do lingote, así como o control da velocidade de extrusión e do fluxo de deformación metálica.
3. Mellora da vida dos moldes
Na produción de perfís de aluminio, os custos dos moldes representan unha gran parte dos custos de produción de extrusión de perfil.
A calidade do molde tamén afecta directamente á calidade do produto. Dado que as condicións de traballo do molde de extrusión na produción de extrusión de perfil son moi duras, é necesario controlar estrictamente o molde desde o deseño e a selección de materiais ata a produción final do molde e o seu posterior uso e mantemento.
Especialmente durante o proceso de produción, o molde debe ter unha alta estabilidade térmica, fatiga térmica, resistencia ao desgaste térmico e resistencia suficiente para prolongar a vida útil do molde e reducir os custos de produción.
3.1 Selección de materiais de moldes
O proceso de extrusión dos perfís de aluminio é un proceso de procesamento de alta temperatura e de alta carga, e o morrer de extrusión de aluminio está sometido a condicións de uso moi duras.
A matriz de extrusión está sometida a altas temperaturas e a temperatura superficial local pode alcanzar os 600 graos centígrados. A superficie da matriz de extrusión é repetidamente quentada e arrefriada, provocando fatiga térmica.
Ao extruír aliaxes de aluminio, o molde debe soportar as tensións de alta compresión, flexión e cizalladura, o que provocará un desgaste adhesivo e un desgaste abrasivo.
Dependendo das condicións de traballo da extrusión, pódense determinar as propiedades requiridas do material.
En primeiro lugar, o material ten que ter un bo rendemento do proceso. O material ten que ser fácil de cheir, forxar, procesar e tratar térmicamente. Ademais, o material ten que ter alta resistencia e alta dureza. A extrusión morre xeralmente funcionan a alta temperatura e alta presión. Ao extruír aliaxes de aluminio, a resistencia á tracción do material de matriz a temperatura ambiente é necesaria para ser superior a 1500MPa.
Necesita ter unha alta resistencia á calor, é dicir, a capacidade de resistir a carga mecánica a altas temperaturas durante a extrusión. Debe ter valores de dureza e dureza de fractura de alto impacto a temperatura normal e alta temperatura, para evitar que o molde se faga fractura quebradiza en condicións de tensión ou cargas de impacto.
Necesita ter unha alta resistencia ao desgaste, é dicir, a superficie ten a capacidade de resistir o desgaste a alta temperatura a longo prazo, alta presión e mala lubricación, especialmente cando se extrusión de aliaxes de aluminio, ten a capacidade de resistir a adhesión e o desgaste metálico.
É necesaria unha boa endurecemento para garantir propiedades mecánicas altas e uniformes en toda a sección transversal da ferramenta.
É necesaria unha alta condutividade térmica para disipar rapidamente a calor da superficie de traballo do molde da ferramenta para evitar que se produzan unha perda excesiva ou excesiva de resistencia mecánica da peza de traballo extruído e do molde.
Necesita ter unha forte resistencia ao estrés cíclico repetido, é dicir, require unha alta resistencia duradeira para evitar danos prematuros de fatiga. Tamén ten que ter certas resistencia á corrosión e boas propiedades de nitridabilidade.
3.2 Deseño razoable de molde
O deseño razoable do molde é unha parte importante para ampliar a súa vida útil. Unha estrutura de moldes correctamente deseñada debería asegurarse de que non hai posibilidade de rotura de impacto e concentración de estrés en condicións normais de uso. Polo tanto, ao deseñar o molde, intente facer o estrés en cada parte e preste atención para evitar cantos afiados, esquinas cóncavas, diferenza de grosor da parede, sección de parede fina de ancho plano, etc., para evitar unha concentración excesiva de estrés. A continuación, causa a deformación do tratamento térmico, o craqueo e a fractura quebradiza ou os craques precoz durante o uso, mentres que o deseño normalizado tamén é propicio para o intercambio de almacenamento e mantemento do molde.
3.3 Mellorar a calidade do tratamento térmico e do tratamento superficial
A vida útil da extrusión morre depende en gran medida da calidade do tratamento térmico. Polo tanto, os métodos avanzados de tratamento térmico e os procesos de tratamento térmico, así como os tratamentos de endurecemento e fortalecemento da superficie son especialmente importantes para mellorar a vida útil do molde.
Ao mesmo tempo, o tratamento térmico e os procesos de fortalecemento da superficie están estrictamente controlados para evitar defectos do tratamento térmico. Axustar os parámetros do proceso de extinción e temperado, aumentando o número de pretratamento, tratamento de estabilización e temperado, prestando atención ao control de temperatura, calefacción e intensidade de refrixeración, empregando novos medios de extinción e estudar novos procesos e novos equipos como o fortalecemento e o tratamento de endurecemento e o fortalecemento da superficie e diversos fortalecemento da superficie O tratamento, propicia a mellora da vida útil do molde.
3.4 Mellorar a calidade da fabricación de moldes
Durante o procesamento de moldes, os métodos de procesamento comúns inclúen procesamento mecánico, corte de fíos, procesamento de descarga eléctrica, etc. O procesamento mecánico é un proceso indispensable e importante no proceso de procesamento de moldes. Non só cambia o tamaño do aspecto do molde, senón que tamén afecta directamente á calidade do perfil e á vida de servizo do molde.
O corte de fíos de buracos é un método de proceso moi utilizado no procesamento de moldes. Mellora a eficiencia do procesamento e a precisión do procesamento, pero tamén trae algúns problemas especiais. Por exemplo, se un molde procesado por corte de fíos úsase directamente para a produción sen temperado, escoria, pelado, etc., producirase facilmente, o que reducirá a vida útil do molde. Polo tanto, o temperado suficiente do molde despois do corte de fíos pode mellorar o estado de tensión de tracción superficial, reducir o estrés residual e aumentar a vida útil do molde.
A concentración de estrés é a principal causa da fractura do molde. Dentro do ámbito permitido polo deseño de debuxo, canto maior sexa o diámetro do fío de corte de arame, mellor. Isto non só axuda a mellorar a eficiencia do procesamento, senón que tamén mellora moito a distribución do estrés para evitar a aparición da concentración de estrés.
O mecanizado de descarga eléctrica é unha especie de mecanizado de corrosión eléctrica realizado pola superposición de vaporización de materiais, fusión e mecanizado EVAPORACIÓN DE FLUIDOS producidos durante a descarga. O problema é que debido á calor de calefacción e refrixeración que actúa sobre o fluído de mecanizado e a acción electroquímica do fluído de mecanizado, fórmase unha capa modificada na parte de mecanizado para producir tensión e estrés. No caso do petróleo, os átomos de carbono descompoñéronse debido á combustión do aceite difuso e carburizan ata a peza de traballo. Cando o estrés térmico aumenta, a capa deteriorada faise quebradiza e dura e é propensa ás fisuras. Ao mesmo tempo, fórmase o estrés residual e unido á peza de traballo. Isto producirá unha resistencia á fatiga reducida, fractura acelerada, corrosión do estrés e outros fenómenos. Polo tanto, durante o proceso de procesamento, deberiamos intentar evitar os problemas anteriores e mellorar a calidade do procesamento.
3.5 Mellorar as condicións de traballo e as condicións do proceso de extrusión
As condicións de traballo da extrusión son moi pobres e o ambiente de traballo tamén é moi malo. Polo tanto, mellorar o método do proceso de extrusión e os parámetros do proceso, e mellorar as condicións de traballo e o ambiente de traballo son beneficiosos para mellorar a vida da matriz. Polo tanto, antes da extrusión, é necesario formular coidadosamente o plan de extrusión, seleccione o mellor sistema de equipos e especificacións de material, formule os mellores parámetros do proceso de extrusión (como a temperatura de extrusión, a velocidade, o coeficiente de extrusión e a presión de extrusión, etc.) e mellorar a presión ambiente de traballo durante a extrusión (como o refrixeración de auga ou o refrixeración de nitróxeno, a lubricación suficiente, etc.), reducindo así a carga de traballo do molde (como reducir a presión de extrusión, reducir calor frío e carga alterna, etc.), establecer e mellorar os procedementos de funcionamento do proceso e os procedementos de uso seguro.
4 Conclusión
Co desenvolvemento de tendencias da industria do aluminio, nos últimos anos todos buscan mellores modelos de desenvolvemento para mellorar a eficiencia, aforrar custos e aumentar os beneficios. O morrer de extrusión é, sen dúbida, un importante nodo de control para a produción de perfís de aluminio.
Hai moitos factores que afectan á vida da extrusión de aluminio. Ademais dos factores internos como o deseño estrutural e a forza dos materiais de matriz, materiais, procesamento frío e térmico e tecnoloxía de procesamento eléctrico, tratamento térmico e tecnoloxía de tratamento superficial, hai un proceso de extrusión e condicións de uso, mantemento e reparación, extrusión Características e forma do material do produto, especificacións e xestión científica do morrer.
Ao mesmo tempo, os factores influentes non son un único, senón un complexo problema completo de varios factores, para mellorar a súa vida, por suposto, tamén é un problema sistémico, na produción e uso real do proceso, necesitan optimizar o deseño, Procesamento de moldes, uso de mantemento e outros aspectos principais do control e, a continuación, mellorar a vida útil do molde, reducir os custos de produción, mellorar a eficiencia da produción.
Editado por maio Jiang de Mat Aluminum
Tempo de publicación: agosto-14-2024
