1. Уводзіны
Форма з'яўляецца ключавым інструментам для экструзіі алюмініевага профілю. У працэсе экструзіі профілю форма павінна вытрымліваць высокую тэмпературу, высокі ціск і моцнае трэнне. Пры працяглым выкарыстанні гэта прывядзе да зносу формы, пластычнай дэфармацыі і стомленага пашкоджання. У цяжкіх выпадках гэта можа выклікаць разрывы цвілі.
2. Формы паразы і прычыны ўзнікнення плесневых грыбоў
2.1 Адмова ад зносу
Знос - гэта асноўная форма, якая прыводзіць да выхаду з ладу экструзійнай матрицы, што прывядзе да парушэння памеру алюмініевых профіляў і пагаршэння якасці паверхні. Падчас экструзіі алюмініевыя профілі сустракаюцца з адкрытай часткай паражніны формы праз экструзійны матэрыял пад высокай тэмпературай і высокім ціскам без апрацоўкі змазкай. Адзін бок непасрэдна датыкаецца з плоскасцю паласы суппорта, а другі бок слізгае, што прыводзіць да моцнага трэння. Паверхня паражніны і паверхня рамяня суппорта падвяргаюцца зносу і выхаду з ладу. У той жа час, у працэсе трэння прэс-формы, некаторыя металічныя нарыхтоўкі прыліпаюць да працоўнай паверхні формы, з-за чаго геаметрыя формы змяняецца і не можа быць выкарыстана, а таксама расцэньваецца як парушэнне зносу, што выяўляецца ў выглядзе пасівацыі рэжучай абзы, закруглення кантаў, апускання плоскасці, паверхневых баразёнак, адслаення і інш.
Канкрэтная форма зносу штампа звязана з многімі фактарамі, такімі як хуткасць працэсу трэння, напрыклад, хімічны склад і механічныя ўласцівасці матэрыялу штампа і апрацоўванай нарыхтоўкі, шурпатасць паверхні штампа і нарыхтоўкі, ціск, тэмпература і хуткасць у працэсе экструзіі. Знос алюмініевай экструзійнай формы ў асноўным з'яўляецца цеплавым зносам, цеплавы знос выкліканы трэннем, размякчэннем паверхні металу з-за павышэння тэмпературы і злучэннем паверхні паражніны формы. Пасля таго, як паверхня паражніны формы размякчаецца пры высокай тэмпературы, яе зносаўстойлівасць значна зніжаецца. У працэсе цеплавога зносу тэмпература з'яўляецца асноўным фактарам, які ўплывае на цеплавы знос. Чым вышэй тэмпература, тым больш сур'ёзны тэрмічны знос.
2.2 Пластычная дэфармацыя
Пластычная дэфармацыя экструзійнай штампа алюмініевага профілю з'яўляецца працэсам цякучасці металічнага матэрыялу штампа.
Паколькі экструзійны штамп знаходзіцца ў стане высокай тэмпературы, высокага ціску і моцнага трэння з экструдаваным металам на працягу доўгага часу, калі ён працуе, тэмпература паверхні штампа павялічваецца і выклікае размякчэнне.
Ва ўмовах вельмі высокай нагрузкі будзе адбывацца вялікая колькасць пластычнай дэфармацыі, у выніку чаго рабочая стужка згортваецца або стварае эліпс, а форма вырабленага прадукту зменіцца. Нават калі форма не дае расколін, яна выйдзе з ладу, таму што нельга гарантаваць дакладнасць памераў алюмініевага профілю.
Акрамя таго, паверхня экструзійнай фільеры падвяргаецца перападам тэмператур, выкліканым шматразовым награваннем і астуджэннем, што стварае пераменныя тэрмічныя напружання расцяжэння і сціску на паверхні. Пры гэтым у рознай ступені пераўтварэнняў падвяргаецца і мікраструктура. Пры гэтым камбінаваным уздзеянні будзе адбывацца знос формы і пластычная дэфармацыя паверхні.
2.3 Пашкоджанне ад стомленасці
Пашкоджанне тэрмічнай стомленасцю таксама з'яўляецца адной з найбольш распаўсюджаных формаў разбурэння формы. Калі нагрэты алюмініевы стрыжань уступае ў кантакт з паверхняй экструзійнай фільеры, тэмпература паверхні алюмініевага стрыжня павышаецца значна хутчэй, чым унутраная тэмпература, і з-за пашырэння на паверхні ствараецца напружанне сціску.
У той жа час мяжа цякучасці паверхні формы зніжаецца з-за павышэння тэмпературы. Калі павелічэнне ціску перавышае мяжу цякучасці паверхні металу пры адпаведнай тэмпературы, на паверхні з'яўляецца пластычная дэфармацыя сціску. Калі профіль выходзіць з формы, тэмпература паверхні зніжаецца. Але калі тэмпература ўнутры профілю ўсё яшчэ высокая, утворыцца дэфармацыя расцяжэння.
Аналагічным чынам, калі павелічэнне напружання пры расцяжэнні перавышае мяжу цякучасці паверхні профілю, узнікне пластычная дэфармацыя расцяжэння. Калі лакальная дэфармацыя прэс-формы перавышае мяжу пругкасці і ўваходзіць у вобласць пластычнай дэфармацыі, паступовае назапашванне малых пластычных дэфармацый можа ўтварыць усталостныя расколіны.
Такім чынам, каб прадухіліць або паменшыць пашкоджанне прэс-формы ад стомленасці, неабходна выбраць адпаведныя матэрыялы і прыняць адпаведную сістэму тэрмічнай апрацоўкі. У той жа час варта звярнуць увагу на паляпшэнне асяроддзя выкарыстання формы.
2.4 Паломка формы
У рэальным вытворчасці, расколіны размеркаваны ў некаторых частках формы. Пасля пэўнага тэрміну службы ўтвараюцца невялікія расколіны, якія паступова пашыраюцца ў глыбіню. Пасля таго, як расколіны павялічацца да пэўнага памеру, апорная здольнасць формы будзе моцна аслаблена і прывядзе да разбурэння. Або мікротрэшчыны ўжо ўзніклі падчас першапачатковай тэрмічнай апрацоўкі і апрацоўкі формы, што дазваляе лёгка пашыраць форму і выклікаць раннія расколіны падчас выкарыстання.
Што тычыцца канструкцыі, асноўнымі прычынамі няўдачы з'яўляюцца трываласць формы і выбар радыуса філе пры пераходзе. Што тычыцца вытворчасці, асноўнымі прычынамі з'яўляюцца папярэдні агляд матэрыялу і ўвага да шурпатасці паверхні і пашкоджанняў падчас апрацоўкі, а таксама ўплыў тэрмічнай апрацоўкі і якасці апрацоўкі паверхні.
Падчас выкарыстання варта звярнуць увагу на кантроль папярэдняга нагрэву формы, каэфіцыента экструзіі і тэмпературы злітка, а таксама кантролю хуткасці экструзіі і патоку дэфармацыі металу.
3. Паляпшэнне жыцця цвілі
У вытворчасці алюмініевых профіляў выдаткі на прэс-форму складаюць вялікую долю выдаткаў на вытворчасць экструзіі профілю.
Якасць формы таксама напрамую ўплывае на якасць прадукту. Паколькі ўмовы працы экструзійнай формы ў вытворчасці профільнай экструзіі вельмі жорсткія, неабходна строга кантраляваць форму ад канструкцыі і выбару матэрыялу да канчатковага вырабу формы і наступнага выкарыстання і абслугоўвання.
Асабліва падчас вытворчага працэсу форма павінна мець высокую тэрмічную стабільнасць, тэрмічную стомленасць, устойлівасць да тэрмічнага зносу і дастатковую трываласць, каб падоўжыць тэрмін службы формы і знізіць вытворчыя выдаткі.
3.1 Выбар матэрыялаў формы
Працэс экструзіі алюмініевых профіляў - гэта высокатэмпературны працэс апрацоўкі з высокай нагрузкай, і экструзійная галоўка алюмінія падвяргаецца вельмі жорсткім умовам выкарыстання.
Экструзійны штамп падвяргаецца ўздзеянню высокіх тэмператур, і мясцовая тэмпература паверхні можа дасягаць 600 градусаў Цэльсія. Паверхня экструзійнай фільеры неаднаразова награваецца і астуджаецца, выклікаючы цеплавую стомленасць.
Пры экструзіі алюмініевых сплаваў форма павінна вытрымліваць высокія нагрузкі на сціск, выгіб і зрух, якія прывядуць да адгезійнага і абразіўнага зносу.
У залежнасці ад умоў працы экструзійнай матрыцы можна вызначыць неабходныя ўласцівасці матэрыялу.
Перш за ўсё, матэрыял павінен мець добрыя тэхналагічныя характарыстыкі. Матэрыял павінен быць лёгкім для выплаўлення, кавання, апрацоўкі і тэрмічнай апрацоўкі. Акрамя таго, матэрыял павінен валодаць высокай трываласцю і высокай цвёрдасцю. Экструзійныя штампы звычайна працуюць пры высокай тэмпературы і высокім ціску. Пры экструзіі алюмініевых сплаваў трываласць на разрыў матэрыялу штампа пры пакаёвай тэмпературы павінна быць большай за 1500 МПа.
Ён павінен валодаць высокай тэрмаўстойлівасцю, то ёсць здольнасцю супрацьстаяць механічным нагрузкам пры высокіх тэмпературах падчас экструзіі. Ён павінен мець высокія паказчыкі ўдарнай глейкасці і глейкасці разбурэння пры нармальнай тэмпературы і высокай тэмпературы, каб прадухіліць крохкае разбурэнне прэс-формы ва ўмовах стрэсу або ўдарных нагрузак.
Яна павінна мець высокую зносаўстойлівасць, гэта значыць, паверхня мае здольнасць супрацьстаяць зносу пры працяглай высокай тэмпературы, высокім ціску і дрэннай змазцы, асабліва пры экструзіі алюмініевых сплаваў, яна мае здольнасць супрацьстаяць адгезіі металу і зносу.
Для забеспячэння высокіх і аднастайных механічных уласцівасцяў па ўсім папярочным перасеку інструмента патрабуецца добрая загартоўвальнасць.
Высокая цеплаправоднасць неабходная для хуткага адводу цяпла ад працоўнай паверхні формы інструмента для прадухілення лакальнага перагару або празмернай страты механічнай трываласці экструдаванага нарыхтоўкі і самой формы.
Ён павінен мець моцную ўстойлівасць да паўторных цыклічных нагрузак, гэта значыць, ён патрабуе высокай трываласці, каб прадухіліць пашкоджанне заўчаснай стомленасці. Ён таксама павінен мець пэўную ўстойлівасць да карозіі і добрыя ўласцівасці азатавання.
3.2 Разумная канструкцыя формы
Разумная канструкцыя формы - важная частка падаўжэння тэрміну яе службы. Правільна спраектаваная структура формы павінна гарантаваць адсутнасць магчымасці разрыву пры ўдары і канцэнтрацыі напружання пры звычайных умовах выкарыстання. Такім чынам, пры распрацоўцы формы паспрабуйце зрабіць нагрузку на кожную частку раўнамернай і звяртайце ўвагу на тое, каб пазбегнуць вострых кутоў, увагнутых кутоў, розніцы таўшчыні сценкі, плоскай шырокай тонкай сценкі і г. д., каб пазбегнуць празмернай канцэнтрацыі нагрузкі. Затым, выклікаюць дэфармацыю тэрмічнай апрацоўкі, парэпанне і далікатнае разбурэнне або ранняе гарачае парэпанне падчас выкарыстання, у той час як стандартызаваны дызайн таксама спрыяе абмену захоўваннем і абслугоўваннем формы.
3.3 Павышэнне якасці тэрмічнай апрацоўкі і апрацоўкі паверхні
Ад якасці тэрмічнай апрацоўкі шмат у чым залежыць тэрмін службы экструзійнага плашчака. Такім чынам, удасканаленыя метады тэрмічнай апрацоўкі і працэсы тэрмічнай апрацоўкі, а таксама працэдуры ўзмацнення жорсткасці і ўмацавання паверхні асабліва важныя для падаўжэння тэрміну службы прэс-формы.
У той жа час працэсы тэрмічнай апрацоўкі і ўмацавання паверхні строга кантралююцца, каб прадухіліць дэфекты тэрмічнай апрацоўкі. Рэгуляванне параметраў працэсу загартоўкі і адпуску, павелічэнне колькасці папярэдняй апрацоўкі, стабілізацыйнай апрацоўкі і адпуску, удзяленне ўвагі кантролю тэмпературы, інтэнсіўнасці нагрэву і астуджэння, выкарыстанне новых асяроддзяў загартоўкі і вывучэнне новых працэсаў і новага абсталявання, такіх як умацаванне і загартоўка, а таксама рознае ўмацаванне паверхні лячэння, спрыяюць паляпшэнню тэрміну службы прэс-формы.
3.4 Паляпшэнне якасці вырабу прэс-формаў
Падчас апрацоўкі прэс-формаў агульныя метады апрацоўкі ўключаюць механічную апрацоўку, рэзку дроту, апрацоўку электрычным разрадам і г. д. Механічная апрацоўка з'яўляецца незаменным і важным працэсам у працэсе апрацоўкі прэс-формаў. Гэта не толькі змяняе знешні памер формы, але і непасрэдна ўплывае на якасць профілю і тэрмін службы формы.
Выразанне адтулін дротам з'яўляецца шырока выкарыстоўваным метадам апрацоўкі прэс-формаў. Гэта павышае эфектыўнасць і дакладнасць апрацоўкі, але таксама прыносіць некаторыя асаблівыя праблемы. Напрыклад, калі форма, апрацаваная рэзкай дроту, выкарыстоўваецца непасрэдна для вытворчасці без загартоўкі, лёгка ўзнікне дзындра, адслаенне і г.д., што паменшыць тэрмін службы формы. Такім чынам, дастатковая загартоўка формы пасля рэзкі дроту можа палепшыць напружаны стан паверхні пры расцяжэнні, паменшыць рэшткавае напружанне і павялічыць тэрмін службы формы.
Канцэнтрацыя напружання з'яўляецца асноўнай прычынай разбурэння формы. У межах, дазволеных праектам чарцяжа, чым большы дыяметр дроту для рэзкі дроту, тым лепш. Гэта не толькі дапамагае павысіць эфектыўнасць апрацоўкі, але і значна паляпшае размеркаванне стрэсу, каб прадухіліць узнікненне канцэнтрацыі стрэсу.
Электраэразрадная апрацоўка - гэта разнавіднасць электрычнай карозійнай апрацоўкі, якая выконваецца шляхам суперпазіцыі выпарэння матэрыялу, плаўлення і выпарэння апрацоўчай вадкасці падчас разраду. Праблема заключаецца ў тым, што з-за цеплыні нагрэву і астуджэння, якая дзейнічае на апрацоўчую вадкасць, і электрахімічнага дзеяння апрацоўчай вадкасці ў апрацоўванай дэталі ўтвараецца мадыфікаваны пласт, які стварае дэфармацыю і напружанне. У выпадку нафты атамы вугляроду, якія раскладаюцца з-за згарання алею, дыфузіююць і науглерожваюцца да нарыхтоўкі. Калі цеплавое напружанне ўзрастае, сапсаваны пласт становіцца далікатным і цвёрдым і схільны да расколін. Пры гэтым утвараецца і далучаецца да нарыхтоўкі рэшткавае напружанне. Гэта прывядзе да зніжэння ўсталостнай трываласці, паскоранага разбурэння, карозіі пад напругай і іншых з'яў. Такім чынам, у працэсе апрацоўкі мы павінны паспрабаваць пазбегнуць вышэйпералічаных праблем і палепшыць якасць апрацоўкі.
3.5 Паляпшэнне ўмоў працы і ўмоў працэсу экструзіі
Умовы працы экструзійнай матрыцы вельмі дрэнныя, і рабочае асяроддзе таксама вельмі дрэннае. Такім чынам, удасканаленне метаду працэсу экструзіі і параметраў працэсу, а таксама паляпшэнне ўмоў працы і працоўнага асяроддзя спрыяюць падаўжэнню тэрміну службы штампа. Такім чынам, перад пачаткам экструзіі неабходна старанна сфармуляваць план экструзіі, выбраць найлепшую сістэму абсталявання і спецыфікацыі матэрыялу, сфармуляваць найлепшыя параметры працэсу экструзіі (такія як тэмпература экструзіі, хуткасць, каэфіцыент экструзіі і ціск экструзіі і г.д.) і палепшыць працоўнае асяроддзе падчас экструзіі (напрыклад, вадзяное астуджэнне або азотнае астуджэнне, дастатковая змазка і г.д.), што зніжае працоўную нагрузку формы (напрыклад, зніжэнне ціск экструзіі, памяншэнне тэмпературы астуджэння і пераменнай нагрузкі і г.д.), устанаўленне і паляпшэнне аперацыйных працэдур працэсу і працэдур бяспечнага выкарыстання.
4 Заключэнне
З развіццём тэндэнцый у алюмініевай прамысловасці ў апошнія гады ўсе шукаюць лепшыя мадэлі развіцця для павышэння эфектыўнасці, эканоміі выдаткаў і павелічэння выгод. Экструзійны штамп, несумненна, з'яўляецца важным вузлом кіравання вытворчасцю алюмініевых профіляў.
Ёсць шмат фактараў, якія ўплываюць на тэрмін службы алюмініевай экструзійнай плашкі. У дадатак да ўнутраных фактараў, такіх як канструктыўная канструкцыя і трываласць штампа, матэрыялы штампа, халодная і тэрмічная апрацоўка і тэхналогіі электрычнай апрацоўкі, тэрмаапрацоўка і тэхналогія апрацоўкі паверхні, ёсць працэс экструзіі і ўмовы выкарыстання, абслугоўванне і рамонт штампаў, экструзія характарыстыкі матэрыялу прадукту і форма, тэхнічныя характарыстыкі і навуковае кіраванне штампам.
У той жа час фактары ўплыву - гэта не адзіная, а комплексная шматфактарная ўсёабдымная праблема, паляпшэнне тэрміну службы, вядома, таксама з'яўляецца сістэмнай праблемай, у рэальным вытворчасці і выкарыстанні працэсу неабходна аптымізаваць дызайн, апрацоўка формы, выкарыстанне тэхнічнага абслугоўвання і іншыя асноўныя аспекты кантролю, а затым палепшыць тэрмін службы формы, знізіць вытворчыя выдаткі, павысіць эфектыўнасць вытворчасці.
Пад рэдакцыяй Мэй Цзян з MAT Aluminium
Час публікацыі: 14 жніўня 2024 г
