1. Вовед
Калапот е клучна алатка за истиснување на алуминиумски профили. За време на процесот на истиснување на профилот, мувлата треба да издржи висока температура, висок притисок и високо триење. За време на долготрајната употреба, ќе предизвика абење на мувла, пластична деформација и оштетување од замор. Во тешки случаи, може да предизвика пукање на мувла.
2. Неуспешни форми и причини за мувла
2.1 Неуспех на абење
Абењето е главната форма што доведува до откажување на матрицата за истиснување, што ќе предизвика големината на алуминиумските профили да биде неправилна и да се намали квалитетот на површината. За време на истиснувањето, алуминиумските профили се среќаваат со отворениот дел од шуплината на мувлата преку материјалот за истиснување под висока температура и висок притисок без обработка на подмачкување. Едната страна директно контактира со рамнината на лентата со дебеломер, а другата страна се лизга, што резултира со големо триење. Површината на шуплината и површината на ременот на дебеломер се подложени на абење и дефект. Во исто време, за време на процесот на триење на калапот, малку палка метал се залепува на работната површина на калапот, што прави геометријата на мувлата да се менува и да не може да се користи, а исто така се смета за дефект на абење, што е изразено во форма на пасивација на сечилото, заоблени рабови, рамнинско тонење, површински жлебови, лупење итн.
Специфичната форма на абење на матрицата е поврзана со многу фактори како што се брзината на процесот на триење, како што се хемискиот состав и механичките својства на материјалот на матрицата и обработената палка, грубоста на површината на матрицата и палката и притисокот, температура и брзина за време на процесот на истиснување. Абењето на калапот за истиснување на алуминиум е главно термичко абење, термичкото абење е предизвикано од триење, омекнувањето на металната површина поради зголемувањето на температурата и преплетувањето на површината на шуплината на мувлата. Откако површината на шуплината на мувлата ќе се омекне на висока температура, нејзината отпорност на абење е значително намалена. Во процесот на термичко абење, температурата е главниот фактор што влијае на термичкото абење. Колку е повисока температурата, толку е посериозно термичкото абење.
2.2 Пластична деформација
Пластичната деформација на матрицата за истиснување на алуминиумски профил е процес на попуштање на металниот материјал на матрицата.
Бидејќи матрицата за истиснување е во состојба на висока температура, висок притисок и високо триење со екструдираниот метал долго време кога работи, температурата на површината на матрицата се зголемува и предизвикува омекнување.
Во услови на многу големо оптоварување, ќе се појави голема количина на пластична деформација, што ќе предизвика колапс на работниот појас или создавање елипса, а обликот на произведениот производ ќе се промени. Дури и ако калапот не произведува пукнатини, ќе пропадне бидејќи не може да се гарантира точноста на димензиите на алуминиумскиот профил.
Покрај тоа, површината на матрицата за истиснување е предмет на температурни разлики предизвикани од постојано загревање и ладење, што произведува наизменични термички напрегања на напнатост и компресија на површината. Во исто време, микроструктурата исто така претрпува трансформации во различен степен. Под овој комбиниран ефект, ќе се појави абење на мувла и деформација на површинската пластика.
2.3 Оштетување од замор
Оштетувањето од термички замор е исто така една од најчестите форми на откажување на мувлата. Кога загреаната алуминиумска прачка доаѓа во контакт со површината на матрицата за истиснување, температурата на површината на алуминиумската прачка се зголемува многу побрзо од внатрешната температура, а на површината се создава притисок на притисок поради проширување.
Во исто време, јачината на попуштање на површината на мувлата се намалува поради зголемувањето на температурата. Кога зголемувањето на притисокот ја надминува јачината на отпуштање на површинскиот метал на соодветната температура, на површината се појавува пластично истегнување на компресија. Кога профилот ја напушта калапот, температурата на површината се намалува. Но, кога температурата внатре во профилот е сè уште висока, ќе се формира истегнување.
Слично на тоа, кога зголемувањето на напрегањето на истегнување ја надминува цврстината на попуштање на површината на профилот, ќе се појави пластично истегнување. Кога локалното напрегање на мувлата ќе ја надмине границата на еластичноста и ќе навлезе во регионот на пластично напрегање, постепеното акумулирање на мали пластични соеви може да формира пукнатини за замор.
Затоа, за да се спречи или намали оштетувањето на мувлата од замор, треба да се изберат соодветни материјали и да се усвои соодветен систем за термичка обработка. Во исто време, треба да се обрне внимание на подобрување на околината за употреба на мувлата.
2.4 Кршење на мувла
Во вистинското производство, пукнатините се дистрибуираат во одредени делови од калапот. По одреден период на услуга, се генерираат мали пукнатини и постепено се прошируваат во длабочина. Откако пукнатините ќе се прошират до одредена големина, носивоста на мувлата ќе биде сериозно ослабена и ќе предизвика фрактура. Или веќе се појавија микропукнатини за време на оригиналната термичка обработка и обработка на мувлата, што го олеснува ширењето на мувлата и предизвикува рани пукнатини за време на употребата.
Во однос на дизајнот, главните причини за неуспехот се дизајнот на јачината на мувлата и изборот на радиусот на филето при преминот. Во однос на производството, главните причини се претходна проверка на материјалот и внимание на грубоста на површината и оштетувањата при обработката, како и влијанието на термичката обработка и квалитетот на површинската обработка.
За време на употребата, треба да се посвети внимание на контролата на предзагревањето на мувлата, односот на истиснување и температурата на ингот, како и контролата на брзината на истиснување и протокот на деформација на металот.
3. Подобрување на животниот век на мувла
Во производството на алуминиумски профили, трошоците за мувла претставуваат голем дел од трошоците за производство на истиснување на профилот.
Квалитетот на мувлата, исто така, директно влијае на квалитетот на производот. Бидејќи условите за работа на мувлата за истиснување во производството со истиснување на профилот се многу сурови, неопходно е строго да се контролира калапот од дизајнот и изборот на материјал до конечното производство на мувлата и последователната употреба и одржување.
Особено за време на производствениот процес, мувлата мора да има висока термичка стабилност, термички замор, термичка отпорност на абење и доволна цврстина за да го продолжи работниот век на мувлата и да ги намали трошоците за производство.
3.1 Избор на материјали за мувла
Процесот на истиснување на алуминиумските профили е процес на обработка со висока температура и со големо оптоварување, а алуминиумската матрица е подложена на многу тешки услови за употреба.
Матрицата за истиснување е подложена на високи температури, а локалната температура на површината може да достигне 600 степени Целзиусови. Површината на матрицата за истиснување постојано се загрева и лади, што предизвикува термички замор.
При екструдирање на алуминиумски легури, калапот мора да издржи високи напрегања на компресија, свиткување и смолкнување, што ќе предизвика абење на лепилото и абење на абразивно.
Во зависност од работните услови на матрицата за истиснување, може да се утврдат потребните својства на материјалот.
Пред сè, материјалот треба да има добри перформанси на процесот. Материјалот треба да биде лесен за топење, ковање, обработка и термичка обработка. Покрај тоа, материјалот треба да има висока јачина и висока цврстина. Матриците за истиснување обично работат под висока температура и висок притисок. При екструдирање на алуминиумски легури, потребна е цврстина на истегнување на материјалот на матрицата на собна температура да биде поголема од 1500 MPa.
Треба да има висока отпорност на топлина, односно способност да се спротивстави на механичкото оптоварување при високи температури за време на истиснување. Потребно е да има високи вредности на цврстина на удар и цврстина на фрактура при нормална температура и висока температура, за да се спречи мувлата од кршливи фрактури при стресни услови или оптоварување на удар.
Потребно е да има висока отпорност на абење, односно површината да има способност да се спротивстави на абење при долготрајна висока температура, висок притисок и лошо подмачкување, особено при екструдирање на алуминиумски легури, има способност да се спротивстави на металната адхезија и абење.
Потребна е добра стврднување за да се обезбедат високи и униформни механички својства низ целиот пресек на алатот.
Потребна е висока топлинска спроводливост за брзо отстранување на топлината од работната површина на калапот за алат за да се спречи локално прегорење или прекумерно губење на механичката цврстина на екструдираното работно парче и самата мувла.
Потребно е да има силна отпорност на повторен цикличен стрес, односно бара висока трајна сила за да се спречи оштетување од предвремен замор. Исто така, треба да има одредена отпорност на корозија и добри својства на нитридност.
3.2 Разумен дизајн на мувла
Разумниот дизајн на калапот е важен дел за продолжување на неговиот работен век. Правилно дизајнираната структура на мувлата треба да гарантира дека нема можност за кинење на ударот и концентрација на стрес при нормални услови на употреба. Затоа, при дизајнирање на калапот, обидете се да го направите напрегањето на секој дел рамномерно и обрнете внимание да избегнете остри агли, конкавни агли, разлика во дебелината на ѕидот, рамен широк тенок ѕид и сл., за да избегнете прекумерна концентрација на стрес. Потоа, предизвикуваат деформација на термичка обработка, пукање и кршлива фрактура или рано врело пукање за време на употребата, додека стандардизираниот дизајн е исто така погоден за размена на складирање и одржување на мувлата.
3.3 Подобрување на квалитетот на термичка обработка и површинска обработка
Животниот век на матрицата за истиснување во голема мера зависи од квалитетот на термичката обработка. Затоа, напредните методи на термичка обработка и процесите на термичка обработка, како и третманите за зацврстување и зајакнување на површината се особено важни за подобрување на работниот век на калапот.
Во исто време, процесите на термичка обработка и зајакнување на површината се строго контролирани за да се спречат дефекти на термичка обработка. Прилагодување на параметрите на процесот на гаснење и калење, зголемување на бројот на предтретман, стабилизирачки третман и калење, обрнувајќи внимание на контролата на температурата, интензитетот на греењето и ладењето, користење на нови медиуми за гаснење и проучување на нови процеси и нова опрема како што се обработка на зајакнување и зацврстување и разни површинско зајакнување третман, се погодни за подобрување на работниот век на мувлата.
3.4 Подобрување на квалитетот на производството на мувла
За време на обработката на калапи, вообичаените методи на обработка вклучуваат механичка обработка, сечење жица, обработка на електрично празнење итн. Механичката обработка е незаменлив и важен процес во процесот на обработка на мувла. Тоа не само што ја менува големината на изгледот на мувлата, туку и директно влијае на квалитетот на профилот и работниот век на мувлата.
Сечењето со жица на дупките за матрици е широко користен процесен метод во обработката на мувла. Ја подобрува ефикасноста на обработката и прецизноста на обработката, но носи и некои посебни проблеми. На пример, ако калап обработен со сечење на жица се користи директно за производство без калење, лесно ќе се појави згура, лупење итн., што ќе го намали работниот век на мувлата. Затоа, доволното калење на калапот по сечењето на жица може да ја подобри состојбата на напрегање на површинскиот затегнувач, да го намали преостанатиот стрес и да го зголеми работниот век на калапот.
Концентрацијата на стрес е главната причина за фрактура на мувла. Во рамките на опсегот дозволен со дизајнот на цртежот, колку е поголем дијаметарот на жицата за сечење, толку подобро. Ова не само што помага да се подобри ефикасноста на обработката, туку и во голема мера ја подобрува распределбата на стресот за да се спречи појавата на концентрација на стрес.
Обработката со електрично празнење е вид на обработка на електрична корозија која се изведува со суперпозиција на испарување на материјалот, топење и машинско испарување на течноста произведено за време на празнењето. Проблемот е што поради топлината на загревањето и ладењето што делува на течноста за обработка и електрохемиското дејство на течноста за обработка, во делот за обработка се формира модифициран слој за да се произведе напрегање и стрес. Во случај на масло, јаглеродните атоми кои се распаѓаат поради согорувањето на маслото се дифузираат и карбуризираат до работното парче. Кога топлинскиот стрес се зголемува, расипаниот слој станува кршлив и тврд и е склон кон пукнатини. Во исто време, се формира резидуален стрес и се прицврстува на работното парче. Ова ќе резултира со намалена јачина на замор, забрзана фрактура, корозија на стрес и други феномени. Затоа, за време на процесот на обработка, треба да се обидеме да ги избегнеме горенаведените проблеми и да го подобриме квалитетот на обработката.
3.5 Подобрување на работните услови и условите на процесот на истиснување
Условите за работа на матрицата за истиснување се многу лоши, а работната средина е исто така многу лоша. Затоа, подобрувањето на методот на процесот на истиснување и параметрите на процесот, како и подобрувањето на работните услови и работната средина се корисни за подобрување на животниот век на матрицата. Затоа, пред истиснување, потребно е внимателно да се формулира планот за истиснување, да се избере најдобриот систем на опрема и спецификации на материјалот, да се формулираат најдобрите параметри на процесот на истиснување (како што се температурата на истиснување, брзината, коефициентот на истиснување и притисокот на истиснување итн.) и да се подобри работна средина за време на истиснување (како што е водено ладење или ладење со азот, доволно подмачкување итн.), со што се намалува работниот товар на калапот (како што се намалување на притисокот на истиснување, намалување на топлината за ладење и наизменичното оптоварување итн.), воспоставете ги и подобрете ги оперативните процедури на процесот и процедурите за безбедна употреба.
4 Заклучок
Со развојот на трендовите на алуминиумската индустрија, во последниве години сите бараат подобри модели за развој за да ја подобрат ефикасноста, да ги заштедат трошоците и да ги зголемат придобивките. Матрицата за истиснување е несомнено важен контролен јазол за производство на алуминиумски профили.
Постојат многу фактори кои влијаат на животниот век на алуминиумската матрица за истиснување. Покрај внатрешните фактори како што се структурниот дизајн и јачината на матрицата, материјалите на матрицата, технологијата за ладна и термичка обработка и електричната обработка, технологијата за термичка обработка и површинска обработка, постојат услови за процесот на екструдирање и употреба, одржување и поправка на матрицата, истиснување карактеристики на материјалот на производот и обликот, спецификациите и научното управување со матрицата.
Во исто време, факторите на влијание не се единствен, туку комплексен мулти-факторски сеопфатен проблем, за да се подобри неговиот животен век, се разбира, е исто така системски проблем, во вистинското производство и употреба на процесот, треба да се оптимизира дизајнот, обработка на мувла, употреба одржување и други главни аспекти на контрола, а потоа подобрување на работниот век на мувлата, намалување на трошоците за производство, подобрување на ефикасноста на производството.
Изменето од May Jiang од МАТ алуминиум
Време на објавување: 14-ти август 2024 година
