1. Inleiding
Die vorm is 'n sleutelgereedskap vir aluminiumprofiel-ekstrusie. Tydens die profiel-ekstrusieproses moet die vorm hoë temperatuur, hoë druk en hoë wrywing weerstaan. Tydens langdurige gebruik sal dit vormslytasie, plastiese vervorming en moegheidskade veroorsaak. In ernstige gevalle kan dit vormbreuke veroorsaak.
2. Vorms van mislukking en oorsake van skimmels
2.1 Slytingsversaking
Slytasie is die hoofvorm wat lei tot die mislukking van die ekstrusiematrys, wat veroorsaak dat die grootte van die aluminiumprofiele buite orde is en die oppervlakkwaliteit afneem. Tydens ekstrusie ontmoet aluminiumprofiele die oop deel van die vormholte deur die ekstrusiemateriaal onder hoë temperatuur en hoë druk sonder smeerprosesse. Die een kant raak direk aan die vlak van die remklauwstrook, en die ander kant gly, wat groot wrywing tot gevolg het. Die oppervlak van die holte en die oppervlak van die remklauwband word aan slytasie en mislukking onderwerp. Terselfdertyd, tydens die wrywingsproses van die vorm, word 'n bietjie billetmetaal aan die werkoppervlak van die vorm vasgeheg, wat veroorsaak dat die geometrie van die vorm verander en nie gebruik kan word nie, en word ook beskou as 'n slytasieversaking, wat uitgedruk word in die vorm van passivering van die snykant, afgeronde rande, vlaksinking, oppervlakgroewe, afskilfering, ens.
Die spesifieke vorm van matryslytasie hou verband met baie faktore soos die spoed van die wrywingsproses, soos die chemiese samestelling en meganiese eienskappe van die matrysmateriaal en die verwerkte billet, die oppervlakruheid van die matrys en billet, en die druk, temperatuur en spoed tydens die ekstrusieproses. Die slytasie van aluminium-ekstrusievorm is hoofsaaklik termiese slytasie, termiese slytasie word veroorsaak deur wrywing, die metaaloppervlak wat versag as gevolg van stygende temperatuur en die oppervlak van die vormholte wat ineenvleg. Nadat die oppervlak van die vormholte by hoë temperatuur versag is, word die slytasieweerstand daarvan aansienlik verminder. In die proses van termiese slytasie is temperatuur die hooffaktor wat termiese slytasie beïnvloed. Hoe hoër die temperatuur, hoe ernstiger die termiese slytasie.
2.2 Plastiese vervorming
Die plastiese vervorming van die aluminiumprofiel-ekstruderingsmatrys is die opbrengsproses van die matrysmetaalmateriaal.
Aangesien die ekstrusiematrys vir 'n lang tyd in 'n toestand van hoë temperatuur, hoë druk en hoë wrywing met die geëxtrudeerde metaal verkeer wanneer dit werk, neem die oppervlaktemperatuur van die matrys toe en veroorsaak dit versagting.
Onder baie hoë ladingstoestande sal 'n groot hoeveelheid plastiese vervorming plaasvind, wat veroorsaak dat die werkband ineenstort of 'n ellips vorm, en die vorm van die vervaardigde produk sal verander. Selfs al produseer die vorm nie krake nie, sal dit faal omdat die dimensionele akkuraatheid van die aluminiumprofiel nie gewaarborg kan word nie.
Daarbenewens is die oppervlak van die ekstrusiematrys onderhewig aan temperatuurverskille wat veroorsaak word deur herhaalde verhitting en verkoeling, wat afwisselende termiese spanning van spanning en kompressie op die oppervlak veroorsaak. Terselfdertyd ondergaan die mikrostruktuur ook transformasies in verskillende grade. Onder hierdie gekombineerde effek sal vormslytasie en oppervlakplastiese vervorming plaasvind.
2.3 Moegheidskade
Termiese moegheidskade is ook een van die mees algemene vorme van vormversaking. Wanneer die verhitte aluminiumstaaf in aanraking kom met die oppervlak van die ekstrusiematrys, styg die oppervlaktemperatuur van die aluminiumstaaf baie vinniger as die interne temperatuur, en drukspanning word op die oppervlak gegenereer as gevolg van uitbreiding.
Terselfdertyd neem die vloeigrens van die vormoppervlak af as gevolg van die toename in temperatuur. Wanneer die toename in druk die vloeigrens van die oppervlakmetaal by die ooreenstemmende temperatuur oorskry, verskyn plastiese kompressiespanning op die oppervlak. Wanneer die profiel die vorm verlaat, daal die oppervlaktemperatuur. Maar wanneer die temperatuur binne die profiel steeds hoog is, sal trekspanning vorm.
Net so, wanneer die toename in trekspanning die vloeigrens van die profieloppervlak oorskry, sal plastiese trekspanning voorkom. Wanneer die plaaslike vervorming van die vorm die elastiese limiet oorskry en die plastiese vervormingsgebied binnedring, kan die geleidelike ophoping van klein plastiese vervormings moegheidskrake vorm.
Om moegheidskade van die vorm te voorkom of te verminder, moet gepaste materiale gekies word en 'n gepaste hittebehandelingstelsel aangeneem word. Terselfdertyd moet aandag gegee word aan die verbetering van die gebruiksomgewing van die vorm.
2.4 Vormbreuk
In werklike produksie word krake in sekere dele van die vorm versprei. Na 'n sekere dienstydperk word klein krake gegenereer wat geleidelik in diepte uitbrei. Nadat die krake tot 'n sekere grootte uitgebrei het, sal die dravermoë van die vorm ernstig verswak word en breuk veroorsaak. Of mikrokrake het reeds tydens die oorspronklike hittebehandeling en verwerking van die vorm ontstaan, wat dit maklik maak vir die vorm om uit te sit en vroeë krake tydens gebruik te veroorsaak.
Wat ontwerp betref, is die hoofredes vir mislukking die vormsterkte-ontwerp en die keuse van die filetradius by die oorgang. Wat vervaardiging betref, is die hoofredes materiaalvoorinspeksie en aandag aan oppervlakruheid en -skade tydens verwerking, sowel as die impak van hittebehandeling en oppervlakbehandelingskwaliteit.
Tydens gebruik moet aandag gegee word aan die beheer van vormvoorverhitting, ekstrusieverhouding en staaftemperatuur, sowel as beheer van ekstrusiespoed en metaalvervormingsvloei.
3. Verbetering van die lewensduur van die vorm
In die produksie van aluminiumprofiele maak vormkoste 'n groot deel van die profiel-ekstrusieproduksiekoste uit.
Die kwaliteit van die vorm beïnvloed ook direk die kwaliteit van die produk. Aangesien die werksomstandighede van die ekstrusievorm in profielekstrusieproduksie baie streng is, is dit nodig om die vorm streng te beheer, van die ontwerp en materiaalkeuse tot die finale produksie van die vorm en daaropvolgende gebruik en onderhoud.
Veral tydens die produksieproses moet die vorm hoë termiese stabiliteit, termiese moegheid, termiese slytasieweerstand en voldoende taaiheid hê om die lewensduur van die vorm te verleng en produksiekoste te verminder.
3.1 Keuse van vormmateriale
Die ekstrusieproses van aluminiumprofiele is 'n hoëtemperatuur-, hoëlasverwerkingsproses, en die aluminium-ekstrusiematrys word aan baie strawwe gebruikstoestande onderwerp.
Die ekstrusiematrys word aan hoë temperature onderwerp, en die plaaslike oppervlaktemperatuur kan 600 grade Celsius bereik. Die oppervlak van die ekstrusiematrys word herhaaldelik verhit en afgekoel, wat termiese moegheid veroorsaak.
Wanneer aluminiumlegerings geëxtrudeer word, moet die vorm hoë kompressie-, buig- en skuifspannings weerstaan, wat kleef- en skuurslytasie sal veroorsaak.
Afhangende van die werksomstandighede van die ekstrusiematrys, kan die vereiste eienskappe van die materiaal bepaal word.
Eerstens moet die materiaal goeie prosesprestasie hê. Die materiaal moet maklik wees om te smelt, smee, verwerk en hittebehandel. Daarbenewens moet die materiaal hoë sterkte en hoë hardheid hê. Ekstrusiematryse werk gewoonlik onder hoë temperatuur en hoë druk. Wanneer aluminiumlegerings geëkstrudeer word, moet die treksterkte van die matrysmateriaal by kamertemperatuur groter as 1500 MPa wees.
Dit moet hoë hittebestandheid hê, dit wil sê die vermoë om meganiese lading by hoë temperature tydens ekstrusie te weerstaan. Dit moet hoë impaktaaiheid en breuktaaiheidwaardes by normale temperatuur en hoë temperatuur hê, om te verhoed dat die vorm bros breek onder spanningstoestande of impakbelastings.
Dit moet hoë slytasieweerstand hê, dit wil sê, die oppervlak het die vermoë om slytasie te weerstaan onder langtermyn hoë temperatuur, hoë druk en swak smering, veral wanneer aluminiumlegerings geëxtrudeer word, het dit die vermoë om metaaladhesie en slytasie te weerstaan.
Goeie verhardbaarheid is nodig om hoë en eenvormige meganiese eienskappe oor die hele dwarssnit van die gereedskap te verseker.
Hoë termiese geleidingsvermoë is nodig om vinnig hitte van die werkoppervlak van die gereedskapvorm te versprei om plaaslike oorbranding of oormatige verlies van meganiese sterkte van die geëxtrudeerde werkstuk en die vorm self te voorkom.
Dit moet sterk weerstand teen herhaalde sikliese spanning hê, dit wil sê, dit vereis hoë blywende sterkte om voortydige moegheidskade te voorkom. Dit moet ook sekere korrosiebestandheid en goeie nitriseerbaarheidseienskappe hê.
3.2 Redelike ontwerp van vorm
Redelike ontwerp van die vorm is 'n belangrike deel van die verlenging van sy lewensduur. 'n Korrek ontwerpte vormstruktuur moet verseker dat daar geen moontlikheid van impakbreuk en spanningskonsentrasie onder normale gebruikstoestande is nie. Daarom, wanneer die vorm ontwerp word, probeer om die spanning op elke onderdeel eweredig te maak, en let op om skerp hoeke, konkawe hoeke, wanddikteverskille, plat, wye dunwandige gedeeltes, ens. te vermy, om oormatige spanningskonsentrasie te vermy. Dit kan hittebehandelingsvervorming, krake en brosbreuke of vroeë warm krake tydens gebruik veroorsaak, terwyl die gestandaardiseerde ontwerp ook bevorderlik is vir die uitruil van berging en instandhouding van die vorm.
3.3 Verbeter die gehalte van hittebehandeling en oppervlakbehandeling
Die lewensduur van die ekstrusiematrys hang grootliks af van die kwaliteit van die hittebehandeling. Daarom is gevorderde hittebehandelingsmetodes en hittebehandelingsprosesse, sowel as verhardings- en oppervlakversterkingsbehandelings, veral belangrik om die lewensduur van die vorm te verbeter.
Terselfdertyd word hittebehandeling en oppervlakversterkingsprosesse streng beheer om hittebehandelingsdefekte te voorkom. Die aanpassing van die blus- en temperingsprosesparameters, die verhoging van die aantal voorbehandelings, stabiliseringsbehandelings en temperings, aandag aan temperatuurbeheer, verhittings- en verkoelingsintensiteit, die gebruik van nuwe blusmedia en die bestudering van nuwe prosesse en nuwe toerusting soos versterkings- en verhardingsbehandelings en verskeie oppervlakversterkingsbehandelings, is bevorderlik vir die verbetering van die lewensduur van die vorm.
3.4 Verbeter die gehalte van vormvervaardiging
Tydens die verwerking van vorms sluit algemene verwerkingsmetodes meganiese verwerking, draadsny, elektriese ontladingsverwerking, ens. in. Meganiese verwerking is 'n onontbeerlike en belangrike proses in die vormverwerkingsproses. Dit verander nie net die voorkomsgrootte van die vorm nie, maar beïnvloed ook direk die kwaliteit van die profiel en die lewensduur van die vorm.
Draadsny van matrysgate is 'n wyd gebruikte prosesmetode in vormverwerking. Dit verbeter verwerkingsdoeltreffendheid en verwerkingsakkuraatheid, maar dit bring ook 'n paar spesiale probleme mee. Byvoorbeeld, as 'n vorm wat deur draadsny verwerk word, direk vir produksie sonder tempering gebruik word, sal slak, afskilfering, ens. maklik voorkom, wat die lewensduur van die vorm sal verminder. Daarom kan voldoende tempering van die vorm na draadsny die oppervlaktrekspanningstoestand verbeter, residuele spanning verminder en die lewensduur van die vorm verhoog.
Spanningskonsentrasie is die hoofrede vir vormbreuke. Binne die omvang wat deur die tekeningontwerp toegelaat word, hoe groter die deursnee van die draadsnydraad, hoe beter. Dit help nie net om verwerkingsdoeltreffendheid te verbeter nie, maar verbeter ook die verspreiding van spanning aansienlik om die voorkoms van spanningskonsentrasie te voorkom.
Elektriese ontladingsbewerking is 'n soort elektriese korrosiebewerking wat uitgevoer word deur die superposisie van materiaalverdamping, smelting en bewerkingsvloeistofverdamping wat tydens ontlading geproduseer word. Die probleem is dat as gevolg van die hitte van verhitting en verkoeling wat op die bewerkingsvloeistof inwerk en die elektrochemiese werking van die bewerkingsvloeistof, 'n gewysigde laag in die bewerkingsonderdeel gevorm word om spanning en vervorming te veroorsaak. In die geval van olie ontbind die koolstofatome as gevolg van die verbranding van die olie en diffundeer en karburiseer na die werkstuk. Wanneer die termiese spanning toeneem, word die verswakte laag bros en hard en is geneig tot krake. Terselfdertyd word oorblywende spanning gevorm en aan die werkstuk geheg. Dit sal lei tot verminderde moegheidssterkte, versnelde breuk, spanningskorrosie en ander verskynsels. Daarom moet ons tydens die verwerkingsproses probeer om die bogenoemde probleme te vermy en die verwerkingskwaliteit te verbeter.
3.5 Verbeter werksomstandighede en ekstrusieprosesomstandighede
Die werksomstandighede van die ekstrusiematrys is baie swak, en die werksomgewing is ook baie sleg. Daarom is die verbetering van die ekstrusieprosesmetode en prosesparameters, en die verbetering van die werksomstandighede en werksomgewing voordelig vir die verbetering van die lewensduur van die matrys. Daarom is dit voor ekstrusie nodig om die ekstrusieplan noukeurig te formuleer, die beste toerustingstelsel en materiaalspesifikasies te kies, die beste ekstrusieprosesparameters (soos ekstrusietemperatuur, spoed, ekstrusiekoëffisiënt en ekstrusiedruk, ens.) te formuleer en die werksomgewing tydens ekstrusie te verbeter (soos waterverkoeling of stikstofverkoeling, voldoende smering, ens.), en sodoende die werklas van die vorm te verminder (soos die vermindering van ekstrusiedruk, die vermindering van koue hitte en wisselende lading, ens.), en die prosesbedryfsprosedures en veilige gebruiksprosedures te vestig en te verbeter.
4 Gevolgtrekking
Met die ontwikkeling van tendense in die aluminiumbedryf, soek almal in onlangse jare na beter ontwikkelingsmodelle om doeltreffendheid te verbeter, koste te bespaar en voordele te verhoog. Die ekstrusiematrys is ongetwyfeld 'n belangrike beheerpunt vir die produksie van aluminiumprofiele.
Daar is baie faktore wat die lewensduur van aluminium-ekstrusiematryse beïnvloed. Benewens interne faktore soos die strukturele ontwerp en sterkte van die matrys, matrysmateriale, koue en termiese verwerking en elektriese verwerkingstegnologie, hittebehandeling en oppervlakbehandelingstegnologie, is daar ook die ekstrusieproses en gebruiksomstandighede, matrysonderhoud en -herstel, ekstrusieprodukmateriaalkenmerke en -vorm, spesifikasies en wetenskaplike bestuur van die matrys.
Terselfdertyd is die beïnvloedende faktore nie 'n enkele nie, maar 'n komplekse multifaktor-omvattende probleem. Om die lewensduur daarvan te verbeter, is natuurlik ook 'n sistemiese probleem. In die werklike produksie- en gebruiksproses moet die ontwerp, vormverwerking, gebruiksonderhoud en ander belangrike aspekte van beheer geoptimaliseer word, en dan die lewensduur van die vorm verbeter, produksiekoste verminder en produksiedoeltreffendheid verbeter.
Geredigeer deur May Jiang van MAT Aluminium
Plasingstyd: 14 Augustus 2024
