1. Introducció
El motlle és una eina clau per a l'extrusió de perfil d'alumini. Durant el procés d’extrusió del perfil, el motlle ha de suportar la temperatura alta, l’alta pressió i la fricció alta. Durant l’ús a llarg termini, provocarà desgast de motlles, deformació plàstica i danys de fatiga. En casos greus, pot provocar pauses de motlle.
2. Formes de fallada i causes de motlles
2.1 Falla de desgast
El desgast és la forma principal que condueix al fracàs de la matriu d’extrusió, cosa que farà que la mida dels perfils d’alumini estigui fora d’ordre i la qualitat de la superfície disminueixi. Durant l'extrusió, els perfils d'alumini compleixen la part oberta de la cavitat del motlle a través del material d'extrusió a alta temperatura i alta pressió sense processament de lubricació. Un costat es posa directament en contacte amb el pla de la franja de calibrador i l’altre lateral, donant lloc a una gran fricció. La superfície de la cavitat i la superfície del cinturó de calibrador estan sotmeses a desgast i fracàs. Al mateix temps, durant el procés de fricció del motlle, algun metall de factura s’adhereix a la superfície de treball del motlle, cosa que fa que la geometria del motlle canviï i no es pugui utilitzar, i també es considera una fallada de desgast, que és expressat en forma de passivació de la vora de tall, vores arrodonides, enfonsament del pla, solcs de superfície, pela, etc.
La forma específica de desgast de matrius està relacionada amb molts factors com la velocitat del procés de fricció, com la composició química i les propietats mecàniques del material de matriu i la factura processada, la rugositat superficial de la matriu i la factura i la pressió, temperatura i velocitat durant el procés d’extrusió. El desgast del motlle d’extrusió d’alumini és principalment desgast tèrmic, el desgast tèrmic és causat per la fricció, la superfície metàl·lica suavitzant a causa de l’augment de la temperatura i la superfície de la cavitat del motlle que s’entrellaça. Després que la superfície de la cavitat del motlle es suavitzi a alta temperatura, la seva resistència al desgast es redueix molt. En el procés de desgast tèrmic, la temperatura és el factor principal que afecta el desgast tèrmic. Com més gran sigui la temperatura, més greu és el desgast tèrmic.
2.2 Deformació plàstica
La deformació plàstica de la matriu d’extrusió de perfil d’alumini és el procés de rendiment del material metàl·lic.
Com que la matriu d’extrusió es troba en un estat d’alta temperatura, alta pressió i fricció alta amb el metall extruït durant molt de temps quan funciona, la temperatura superficial de la matriu augmenta i provoca suavització.
En condicions de càrrega molt elevades, es produirà una gran quantitat de deformació plàstica, fent que el cinturó de treball es col·lapsi o crei una el·lipse i la forma del producte produït canviarà. Tot i que el motlle no produeix esquerdes, fallarà perquè no es pot garantir la precisió dimensional del perfil d’alumini.
A més, la superfície de la matriu d’extrusió està sotmesa a diferències de temperatura causades per una calefacció i refrigeració repetides, cosa que produeix tensions tèrmiques alternes de tensió i compressió a la superfície. Al mateix temps, la microestructura també experimenta transformacions en diferents graus. Sota aquest efecte combinat, es produirà el desgast de motlles i la deformació del plàstic superficial.
2.3 Danys de fatiga
El dany de fatiga tèrmica també és una de les formes més comunes de fallada del motlle. Quan la vareta d'alumini escalfada entra en contacte amb la superfície de l'extrusió, la temperatura superficial de la vareta d'alumini augmenta molt més ràpidament que la temperatura interna i es genera tensió compressiva a la superfície a causa de l'expansió.
Al mateix temps, la resistència de rendiment de la superfície del motlle disminueix a causa de l’augment de la temperatura. Quan l’augment de la pressió supera la resistència de rendiment del metall superficial a la temperatura corresponent, la soca de compressió de plàstic apareix a la superfície. Quan el perfil surt del motlle, la temperatura superficial disminueix. Però quan la temperatura dins del perfil encara és alta, es formarà la tensió a la tracció.
De la mateixa manera, quan l’augment de l’estrès a la tracció supera la resistència de rendiment de la superfície del perfil, es produirà una soca de tracció plàstica. Quan la soca local del motlle supera el límit elàstic i entra a la regió de la soca de plàstic, l’acumulació gradual de soques petites de plàstic pot formar esquerdes de fatiga.
Per tant, per evitar o reduir el dany de fatiga del motlle, s’han de seleccionar materials adequats i s’ha d’adoptar un sistema de tractament tèrmic adequat. Al mateix temps, s’ha de prestar atenció a la millora de l’entorn d’ús del motlle.
2,4 trencament de motlles
En la producció real, les esquerdes es distribueixen en determinades parts del motlle. Després d’un determinat període de servei, es generen petites esquerdes i s’expandeixen gradualment en profunditat. Després que les esquerdes s’expandeixin a una mida determinada, la capacitat de càrrega del motlle es debilitarà greument i provocarà fractura. O els microcracks ja s’han produït durant el tractament tèrmic original i el processament del motlle, cosa que facilita que el motlle s’expandeixi i causi esquerdes primerenques durant l’ús.
En termes de disseny, els principals motius del fracàs són el disseny de la força del motlle i la selecció del radi de filet a la transició. En termes de fabricació, els principals motius són la preinspecció de materials i l’atenció a la rugositat i danys de la superfície durant el processament, així com l’impacte del tractament tèrmic i la qualitat del tractament superficial.
Durant l’ús, s’ha de prestar atenció al control del preescalfament del motlle, la relació d’extrusió i la temperatura del lingot, així com el control de la velocitat d’extrusió i el flux de deformació del metall.
3. Millora de la vida del motlle
En la producció de perfils d'alumini, els costos de motlles representen una gran part dels costos de producció d'extrusió de perfil.
La qualitat del motlle també afecta directament la qualitat del producte. Com que les condicions de treball del motlle d’extrusió en la producció d’extrusió de perfil són molt dures, cal controlar estrictament el motlle des del disseny i la selecció de materials fins a la producció final del motlle i l’ús i manteniment posteriors.
Sobretot durant el procés de producció, el motlle ha de tenir una alta estabilitat tèrmica, fatiga tèrmica, resistència al desgast tèrmic i duresa suficient per ampliar la vida útil del motlle i reduir els costos de producció.
3.1 Selecció de materials de motlle
El procés d’extrusió dels perfils d’alumini és un procés de processament d’alumini a alta temperatura, i la matriu d’extrusió d’alumini està sotmesa a condicions d’ús molt dures.
La matriu d’extrusió està sotmesa a temperatures elevades i la temperatura de la superfície local pot arribar als 600 graus centígrads. La superfície de la matriu d’extrusió s’escalfa i es refreda repetidament, provocant fatiga tèrmica.
Quan s’extreu aliatges d’alumini, el motlle ha de suportar les tensions elevades de compressió, flexió i cisalla, cosa que provocarà un desgast adhesiu i un desgast abrasiu.
Depenent de les condicions laborals de l'extrusió, es poden determinar les propietats necessàries del material.
En primer lloc, el material ha de tenir un bon rendiment del procés. El material ha de ser fàcil per olorar, forjar, processar i tractar tèrmic. A més, el material ha de tenir una gran resistència i una gran duresa. Els morts d’extrusió generalment funcionen a alta temperatura i alta pressió. Quan s’extreu aliatges d’alumini, cal que la resistència a la tracció del material de matriu a temperatura ambient sigui superior a 1500MPa.
Cal tenir una gran resistència a la calor, és a dir, la capacitat de resistir la càrrega mecànica a temperatures altes durant l’extrusió. Ha de tenir valors de gran resistència a l’impacte i de duresa a la temperatura normal i a la temperatura alta, per evitar que el motlle es produeixi fractura trencadissa en condicions de tensió o càrregues d’impacte.
Cal tenir una gran resistència al desgast, és a dir, la superfície té la capacitat de resistir el desgast a temperatura alta a llarg termini, alta pressió i mala lubricació, sobretot quan s’extreu aliatges d’alumini, té la capacitat de resistir l’adhesió i el desgast metàl·lics.
Es requereix una bona durabilitat per assegurar propietats mecàniques altes i uniformes a tota la secció transversal de l’eina.
Es requereix una alta conductivitat tèrmica per dissipar ràpidament la calor de la superfície de treball del motlle de l’eina per evitar que la sobrecàrrega local o la pèrdua excessiva de la força mecànica de la peça extruïda i el propi motlle.
Cal tenir una forta resistència a l’estrès cíclic repetit, és a dir, requereix una gran resistència duradora per evitar danys de fatiga prematur. També ha de tenir certes propietats de resistència a la corrosió i bones propietats de nitridabilitat.
3.2 Disseny raonable del motlle
El disseny raonable del motlle és una part important per ampliar la seva vida útil. Una estructura de motlles correctament dissenyada ha de garantir que no hi hagi possibilitat de ruptura d’impacte i concentració d’estrès en condicions d’ús normal. Per tant, a l’hora de dissenyar el motlle, intenteu fer l’estrès a cada part i presteu atenció per evitar les cantonades afilades, les cantonades còncaves, la diferència de gruix de la paret, la secció de la paret fina i ampla, etc., per evitar una concentració d’estrès excessiva. A continuació, provoquen una deformació del tractament tèrmic, una fractura i una fractura trencadissa o un esquerdament calent durant l’ús, mentre que el disseny normalitzat també és propici per a l’intercanvi d’emmagatzematge i manteniment del motlle.
3.3 Millorar la qualitat del tractament tèrmic i el tractament superficial
La vida útil de l’extrusió mor en gran mesura depèn de la qualitat del tractament tèrmic. Per tant, els mètodes avançats de tractament tèrmic i els processos de tractament tèrmic, així com els tractaments d’enduriment i enfortiment de la superfície són especialment importants per millorar la vida útil del motlle.
Al mateix temps, els processos de tractament tèrmic i enfortiment de la superfície estan estrictament controlats per evitar defectes de tractament tèrmic. Ajustar els paràmetres del procés d’apagat i tremp, augmentant el nombre de pretractament, tractament d’estabilització i temperament, prestant atenció al control de la temperatura, la intensitat d’escalfament i refrigeració, utilitzant nous medis i estudiant nous processos i nous equips com ara reforçar i endurir el tractament i diversos reforços de la superfície El tractament és propici per millorar la vida útil del motlle.
3.4 Millora la qualitat de la fabricació de motlles
Durant el processament de motlles, els mètodes de processament habituals inclouen processament mecànic, tall de fil, processament de descàrrega elèctrica, etc. El processament mecànic és un procés important i indispensable en el procés de processament de motlles. No només canvia la mida d’aspecte del motlle, sinó que també afecta directament la qualitat del perfil i la vida útil del motlle.
El tall de fil de forats és un mètode de procés àmpliament utilitzat en el processament de motlles. Millora l’eficiència del processament i la precisió del processament, però també aporta alguns problemes especials. Per exemple, si un motlle processat per tall de fil s’utilitza directament per a la producció sense temperament, escòria, pelada, etc., es produirà fàcilment, cosa que reduirà la vida útil del motlle. Per tant, el temperament suficient del motlle després del tall de fil pot millorar l’estat d’estrès a la tracció superficial, reduir l’estrès residual i augmentar la vida útil del motlle.
La concentració d’estrès és la causa principal de la fractura del motlle. Dins de l’àmbit permès pel disseny del dibuix, com més gran sigui el diàmetre del filferro de filferro, millor. Això no només ajuda a millorar l’eficiència del processament, sinó que també millora molt la distribució de l’estrès per evitar l’aparició de la concentració d’estrès.
El mecanitzat de descàrrega elèctrica és una mena de mecanitzat de corrosió elèctrica realitzada per la superposició de vaporització de materials, evaporació de líquids de fusió i mecanització produïda durant la descàrrega. El problema és que a causa de la calor de la calefacció i el refredament que actuen sobre el fluid de mecanitzat i l’acció electroquímica del fluid de mecanitzat, es forma una capa modificada a la part de mecanitzat per produir tensió i tensió. En el cas del petroli, els àtoms de carboni es van descompondre a causa de la combustió de la difusió del petroli i es carburitzen a la peça. Quan la tensió tèrmica augmenta, la capa deteriorada es torna trencadissa i dura i és propensa a les esquerdes. Al mateix temps, es forma estrès residual i s’uneix a la peça. Això donarà lloc a una reducció de la resistència a la fatiga, la fractura accelerada, la corrosió d’estrès i altres fenòmens. Per tant, durant el procés de processament, hauríem d’intentar evitar els problemes anteriors i millorar la qualitat del processament.
3.5 Millorar les condicions de treball i les condicions del procés d'extrusió
Les condicions laborals de l’extrusió moren són molt pobres i l’entorn de treball també és molt dolent. Per tant, millorar el mètode del procés d’extrusió i els paràmetres del procés i millorar les condicions laborals i l’entorn de treball són beneficiosos per millorar la vida de la matriu. Per tant, abans de l’extrusió, és necessari formular acuradament el pla d’extrusió, seleccionar el millor sistema d’equips i especificacions de material, formular els millors paràmetres del procés d’extrusió (com ara la temperatura d’extrusió, la velocitat, el coeficient d’extrusió i la pressió d’extrusió, etc.) i milloren la entorn de treball durant l'extrusió (com el refredament d'aigua o el refredament de nitrogen, la lubricació suficient, etc.), reduint així la càrrega de treball del motlle (com reduir la pressió d'extrusió, reduir Reduir la calor i la càrrega alternativa, etc.), establir i millorar els procediments de funcionament del procés i els procediments d’ús segur.
4 Conclusió
Amb el desenvolupament de les tendències de la indústria d’alumini, en els darrers anys tothom busca millors models de desenvolupament per millorar l’eficiència, estalviar costos i augmentar els beneficis. La matriu d’extrusió és, sens dubte, un node de control important per a la producció de perfils d’alumini.
Hi ha molts factors que afecten la vida de l'extrusió d'alumini. A més dels factors interns com el disseny estructural i la força de la matriu, materials de matrius, processament fred i tèrmic i tecnologia de processament elèctric, tractament de calor i tractament de tractament superficial Característiques i forma del material del producte, especificacions i gestió científica de la matriu.
Al mateix temps, els factors influents no són únics, però un problema complex de diversos factors, per millorar la seva vida, per descomptat, també és un problema sistèmic, en la producció i l’ús reals del procés, necessiten optimitzar el disseny, El processament de motlles, l’ús de manteniment i altres aspectes principals del control i, a continuació, millorar la vida útil del motlle, reduir els costos de producció, millorar l’eficiència de la producció.
Editat per May Jiang de Mat Aluminum
Posat Post: 14-2024 d'agost
