1. Introdução
O molde é uma ferramenta -chave para extrusão de perfil de alumínio. Durante o processo de extrusão de perfil, o molde precisa suportar alta temperatura, alta pressão e alto atrito. Durante o uso a longo prazo, causará desgaste do molde, deformação plástica e danos à fadiga. Em casos graves, pode causar quebras de mofo.
2. Formação de falhas e causas de moldes
2.1 Falha no desgaste
O desgaste é a forma principal que leva à falha da matriz de extrusão, o que fará com que o tamanho dos perfis de alumínio esteja fora de ordem e a qualidade da superfície diminua. Durante a extrusão, os perfis de alumínio atendem à parte aberta da cavidade do molde através do material de extrusão sob alta temperatura e alta pressão sem processamento de lubrificação. Um lado entra em contato diretamente com o plano da tira da pinça e os outros lâminas laterais, resultando em grande atrito. A superfície da cavidade e a superfície da correia da pinça são submetidas a desgaste e falha. Ao mesmo tempo, durante o processo de atrito do molde, algum metal de tarugos é aderido à superfície de trabalho do molde, o que faz a geometria da mudança de molde e não pode ser usada e também é considerada uma falha de desgaste, que é expresso na forma de passivação da aresta de corte, bordas arredondadas, afundamento de avião, ranhuras de superfície, descascamento, etc.
A forma específica de desgaste da matriz está relacionada a muitos fatores, como a velocidade do processo de atrito, como a composição química e as propriedades mecânicas do material da matriz e o tarugo processado, a rugosidade da superfície do dado e do tarugo e a pressão, temperatura e velocidade durante o processo de extrusão. O desgaste do molde de extrusão de alumínio é principalmente o desgaste térmico, o desgaste térmico é causado por atrito, a superfície do metal amolecendo devido ao aumento da temperatura e à superfície do intertravamento da cavidade do molde. Depois que a superfície da cavidade do molde é suavizada a alta temperatura, sua resistência ao desgaste é bastante reduzida. No processo de desgaste térmico, a temperatura é o principal fator que afeta o desgaste térmico. Quanto maior a temperatura, mais grave o desgaste térmico.
2.2 Deformação plástica
A deformação plástica da matriz de extrusão de perfil de alumínio é o processo de rendimento do material metálico da matriz.
Como a matriz de extrusão está em um estado de alta temperatura, alta pressão e alto atrito com o metal extrudado por um longo tempo quando está funcionando, a temperatura da superfície da matriz aumenta e causa amolecimento.
Sob condições de carga muito altas, ocorrerá uma grande quantidade de deformação plástica, fazendo com que a correia de trabalho colapse ou crie uma elipse, e a forma do produto produzida mudará. Mesmo que o molde não produza rachaduras, ele falhará porque a precisão dimensional do perfil de alumínio não pode ser garantida.
Além disso, a superfície da matriz de extrusão está sujeita a diferenças de temperatura causadas pelo aquecimento e resfriamento repetidos, o que produz tensões térmicas alternadas de tensão e compressão na superfície. Ao mesmo tempo, a microestrutura também sofre transformações em graus variados. Sob esse efeito combinado, o desgaste do molde e a deformação plástica de superfície ocorrerão.
2.3 Dano de fadiga
O dano à fadiga térmica também é uma das formas mais comuns de falha de molde. Quando a haste de alumínio aquecida entra em contato com a superfície da matriz de extrusão, a temperatura da superfície da haste de alumínio aumenta muito mais rápido que a temperatura interna e a tensão de compressão é gerada na superfície devido à expansão.
Ao mesmo tempo, a força de escoamento da superfície do molde diminui devido ao aumento da temperatura. Quando o aumento da pressão excede a força de escoamento do metal da superfície na temperatura correspondente, a tensão de compressão plástica aparece na superfície. Quando o perfil sai do molde, a temperatura da superfície diminui. Mas quando a temperatura dentro do perfil ainda estiver alta, a tensão de tração se formará.
Da mesma forma, quando o aumento da tensão de tração excede a força de escoamento da superfície do perfil, ocorrerá a tensão de tração plástica. Quando a tensão local do molde excede o limite elástico e entra na região de deformação plástica, o acúmulo gradual de pequenas cepas plásticas pode formar rachaduras por fadiga.
Portanto, para evitar ou reduzir os danos à fadiga do molde, os materiais apropriados devem ser selecionados e um sistema de tratamento térmico apropriado deve ser adotado. Ao mesmo tempo, deve -se prestar atenção à melhoria do ambiente de uso do molde.
2.4 quebra de molde
Na produção real, as rachaduras são distribuídas em certas partes do molde. Após um certo período de serviço, pequenas rachaduras são geradas e se expandem gradualmente em profundidade. Depois que as rachaduras se expandem para um determinado tamanho, a capacidade de carga do molde será severamente enfraquecida e causará fratura. Ou as micro -travessuras já ocorreram durante o tratamento térmico original e o processamento do molde, facilitando a expansão do molde e causam rachaduras precoces durante o uso.
Em termos de design, os principais motivos da falha são o projeto de força do molde e a seleção do raio do filete na transição. Em termos de fabricação, os principais motivos são a pré-inspeção material e a atenção à rugosidade e dano da superfície durante o processamento, bem como o impacto do tratamento térmico e da qualidade do tratamento da superfície.
Durante o uso, deve -se prestar atenção ao controle da pré -aquecimento do mofo, taxa de extrusão e temperatura de lingote, bem como o controle da velocidade de extrusão e do fluxo de deformação do metal.
3. Melhoria da vida do mofo
Na produção de perfis de alumínio, os custos de molde representam uma grande proporção dos custos de produção de extrusão de perfil.
A qualidade do molde também afeta diretamente a qualidade do produto. Como as condições de trabalho do molde de extrusão na produção de extrusão de perfil são muito duras, é necessário controlar estritamente o molde desde o projeto e a seleção de material até a produção final do molde e o uso e manutenção subsequentes.
Especialmente durante o processo de produção, o molde deve ter alta estabilidade térmica, fadiga térmica, resistência ao desgaste térmico e tenacidade suficiente para prolongar a vida útil do serviço e reduzir os custos de produção.
3.1 Seleção de materiais de molde
O processo de extrusão de perfis de alumínio é um processo de processamento de alta temperatura e alta carga, e a matriz de extrusão de alumínio é submetida a condições de uso muito severas.
A matriz de extrusão é submetida a altas temperaturas e a temperatura da superfície local pode atingir 600 graus Celsius. A superfície da matriz de extrusão é repetidamente aquecida e resfriada, causando fadiga térmica.
Ao extrudir ligas de alumínio, o molde deve suportar alta compressão, tensões de flexão e cisalhamento, o que causará desgaste adesivo e desgaste abrasivo.
Dependendo das condições de trabalho da matriz de extrusão, as propriedades necessárias do material podem ser determinadas.
Primeiro de tudo, o material precisa ter um bom desempenho do processo. O material precisa ser fácil de cheirar, forjar, processar e tratamento térmico. Além disso, o material precisa ter alta resistência e alta dureza. As matrizes de extrusão geralmente trabalham sob alta temperatura e alta pressão. Ao extrudir ligas de alumínio, a resistência à tração do material da matriz à temperatura ambiente é necessária para ser maior que 1500MPa.
Ele precisa ter alta resistência ao calor, ou seja, a capacidade de resistir à carga mecânica em altas temperaturas durante a extrusão. Ele precisa ter valores de tenacidade de alto impacto e resistência à fratura à temperatura normal e alta temperatura, para impedir que o molde fraturas frágeis sob condições de estresse ou cargas de impacto.
Ele precisa ter alta resistência ao desgaste, ou seja, a superfície tem a capacidade de resistir ao desgaste sob alta temperatura a longo prazo, alta pressão e baixa lubrificação, especialmente ao extrudar ligas de alumínio, tem a capacidade de resistir à adesão e desgaste de metal.
É necessária boa hardenabilidade para garantir propriedades mecânicas altas e uniformes em toda a seção transversal da ferramenta.
É necessária alta condutividade térmica para dissipar rapidamente o calor da superfície de trabalho do molde da ferramenta para evitar queimaduras locais ou perda excessiva de força mecânica da peça de trabalho extrudada e do próprio molde.
Ele precisa ter forte resistência ao estresse cíclico repetido, ou seja, requer alta resistência duradoura para evitar danos prematuros à fadiga. Também precisa ter certas resistência à corrosão e boas propriedades de nitridabilidade.
3.2 Design razoável de mofo
O design razoável do molde é uma parte importante de prolongar sua vida útil. Uma estrutura de molde projetada corretamente deve garantir que não haja possibilidade de ruptura de impacto e concentração de tensão em condições de uso normal. Portanto, ao projetar o molde, tente fazer o estresse em cada parte até e preste atenção para evitar cantos nítidos, cantos côncavos, diferença de espessura da parede, seção de parede fina e larga, etc., para evitar a concentração excessiva de tensão. Em seguida, causa deformação do tratamento térmico, rachaduras e fraturas quebradiças ou rachaduras quentes precoces durante o uso, enquanto o design padronizado também é propício à troca de armazenamento e manutenção do molde.
3.3 Melhore a qualidade do tratamento térmico e tratamento de superfície
A vida útil da extrusão depende em grande parte da qualidade do tratamento térmico. Portanto, métodos avançados de tratamento térmico e processos de tratamento térmico, bem como os tratamentos de endurecimento e fortalecimento da superfície são particularmente importantes para melhorar a vida útil do serviço do molde.
Ao mesmo tempo, os processos de tratamento térmico e fortalecimento da superfície são estritamente controlados para evitar defeitos de tratamento térmico. Ajustando os parâmetros do processo de extinção e temperamento, aumentando o número de pré -tratamento, o tratamento da estabilização e o tempeamento, prestando atenção ao controle de temperatura, intensidade de aquecimento e resfriamento, usando novos meios de extinção e estudando novos processos e novos equipamentos, como fortalecimento e resistência ao tratamento e vários fortalecimento da superfície O tratamento é propício para melhorar a vida útil do serviço.
3.4 Melhore a qualidade da fabricação de moldes
Durante o processamento de moldes, os métodos comuns de processamento incluem processamento mecânico, corte de arame, processamento de descarga elétrica, etc. O processamento mecânico é um processo indispensável e importante no processo de processamento de molde. Ele não apenas altera o tamanho da aparência do molde, mas também afeta diretamente a qualidade do perfil e a vida útil do serviço.
O corte de fios dos orifícios é um método de processo amplamente usado no processamento de moldes. Melhora a eficiência do processamento e a precisão do processamento, mas também traz alguns problemas especiais. Por exemplo, se um molde processado pelo corte de arame for usado diretamente para produção sem temperamento, escória, descascamento etc. ocorrerá facilmente, o que reduzirá a vida útil do serviço. Portanto, o temperamento suficiente do molde após o corte do fio pode melhorar o estado da tensão de tração à superfície, reduzir o estresse residual e aumentar a vida útil do serviço.
A concentração de estresse é a principal causa da fratura do molde. Dentro do escopo permitido pelo design do desenho, quanto maior o diâmetro do fio de corte de arame, melhor. Isso não apenas ajuda a melhorar a eficiência do processamento, mas também melhora muito a distribuição do estresse para impedir a ocorrência de concentração de tensão.
A usinagem de descarga elétrica é um tipo de usinagem de corrosão elétrica realizada pela superposição de vaporização do material, evaporação de fusão e usinagem de usinagem produzida durante a descarga. O problema é que, devido ao calor do aquecimento e resfriamento que atua no fluido de usinagem e à ação eletroquímica do fluido de usinagem, uma camada modificada é formada na parte de usinagem para produzir tensão e tensão. No caso do petróleo, os átomos de carbono se decompunham devido à combustão do óleo difusa e carburam na peça de trabalho. Quando a tensão térmica aumenta, a camada deteriorada se torna quebradiça e dura e é propensa a rachaduras. Ao mesmo tempo, o estresse residual é formado e anexado à peça de trabalho. Isso resultará em resistência à fadiga reduzida, fratura acelerada, corrosão ao estresse e outros fenômenos. Portanto, durante o processo de processamento, devemos tentar evitar os problemas acima e melhorar a qualidade do processamento.
3.5 Melhorar as condições de trabalho e as condições do processo de extrusão
As condições de trabalho da matriz de extrusão são muito ruins e o ambiente de trabalho também é muito ruim. Portanto, melhorar o método do processo de extrusão e os parâmetros do processo e melhorar as condições e o ambiente de trabalho é benéfico para melhorar a vida útil do dado. Portanto, antes da extrusão, é necessário formular cuidadosamente o plano de extrusão, selecionar o melhor sistema de equipamentos e especificações do material, formular os melhores parâmetros do processo de extrusão (como temperatura de extrusão, velocidade, coeficiente de extrusão e pressão de extrusão, etc.) e melhorar o ambiente de trabalho durante a extrusão (como resfriamento de água ou resfriamento de nitrogênio, lubrificação suficiente, etc.), reduzindo assim a carga de trabalho do molde (como reduzir a pressão de extrusão, reduzindo o frio Calor e carga alternada, etc.), estabeleça e melhore os procedimentos operacionais do processo e os procedimentos de uso seguro.
4 Conclusão
Com o desenvolvimento de tendências da indústria de alumínio, nos últimos anos, todos estão buscando melhores modelos de desenvolvimento para melhorar a eficiência, economizar custos e aumentar os benefícios. O dado de extrusão é sem dúvida um importante nó de controle para a produção de perfis de alumínio.
Existem muitos fatores que afetam a vida da extrusão de alumínio. Além dos fatores internos, como o projeto estrutural e a força dos matrizes, materiais, materiais, processamento frio e térmico e tecnologia de processamento elétrico, tratamento térmico e tecnologia de tratamento de superfície, existem processos de extrusão e condições de uso, manutenção e reparo, extrusão, extrusão, extrusão Características e formas do material do produto, especificações e gestão científica da matriz.
Ao mesmo tempo, os fatores de influência não são um único, mas um problema abrangente complexo de vários fatores, para melhorar sua vida, é claro, também é um problema sistêmico, na produção e uso reais do processo, precisam otimizar o design, Processamento de mofo, use manutenção e outros aspectos principais do controle e, em seguida, melhore a vida útil do serviço, reduza os custos de produção, melhore a eficiência da produção.
Editado por May Jiang de Mat Aluminium
Hora de postagem: 14-2024 de agosto
