1. Pendahuluan
Cetakan adalah alat utama untuk ekstrusi profil aluminium. Selama proses ekstrusi profil, cetakan perlu menahan suhu tinggi, tekanan tinggi, dan gesekan tinggi. Selama penggunaan jangka panjang, itu akan menyebabkan keausan cetakan, deformasi plastik, dan kerusakan kelelahan. Dalam kasus yang parah, dapat menyebabkan kerusakan jamur.
2. Bentuk kegagalan dan penyebab cetakan
2.1 Kegagalan Kenakan
Keausan adalah bentuk utama yang mengarah pada kegagalan die ekstrusi, yang akan menyebabkan ukuran profil aluminium rusak dan kualitas permukaan menurun. Selama ekstrusi, profil aluminium memenuhi bagian terbuka rongga cetakan melalui bahan ekstrusi di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi tanpa pemrosesan pelumasan. Satu sisi secara langsung menghubungi dengan bidang strip caliper, dan sisi lainnya meluncur, menghasilkan gesekan besar. Permukaan rongga dan permukaan sabuk kaliper mengalami keausan dan kegagalan. Pada saat yang sama, selama proses gesekan cetakan, beberapa logam billet dipatuhi pada permukaan kerja cetakan, yang membuat geometri cetakan berubah dan tidak dapat digunakan, dan juga dianggap sebagai kegagalan keausan, yaitu diekspresikan dalam bentuk pasif dari ujung tombak, tepi bundar, tenggelamnya bidang, alur permukaan, mengelupas, dll.
Bentuk spesifik dari keausan terkait dengan banyak faktor seperti kecepatan proses gesekan, seperti komposisi kimia dan sifat mekanik bahan die dan billet yang diproses, kekasaran permukaan die dan billet, dan tekanan, suhu, dan kecepatan selama proses ekstrusi. Keausan cetakan ekstrusi aluminium terutama adalah keausan termal, keausan termal disebabkan oleh gesekan, pelunakan permukaan logam karena kenaikan suhu dan permukaan rongga cetakan yang saling terkait. Setelah permukaan rongga cetakan melunak pada suhu tinggi, ketahanan ausnya sangat berkurang. Dalam proses keausan termal, suhu adalah faktor utama yang mempengaruhi keausan termal. Semakin tinggi suhunya, semakin serius keausan termal.
2.2 Deformasi plastik
Deformasi plastik dari ekstrusi profil aluminium die adalah proses hasil dari bahan logam die.
Karena ekstrusi die berada dalam keadaan suhu tinggi, tekanan tinggi, dan gesekan tinggi dengan logam yang diekstrusi untuk waktu yang lama ketika bekerja, suhu permukaan die meningkat dan menyebabkan pelunakan.
Dalam kondisi beban yang sangat tinggi, sejumlah besar deformasi plastik akan terjadi, menyebabkan sabuk kerja runtuh atau membuat elips, dan bentuk produk yang diproduksi akan berubah. Bahkan jika cetakan tidak menghasilkan retakan, itu akan gagal karena akurasi dimensi profil aluminium tidak dapat dijamin.
Selain itu, permukaan die ekstrusi mengalami perbedaan suhu yang disebabkan oleh pemanasan dan pendinginan berulang, yang menghasilkan tegangan termal bolak -balik dari tegangan dan kompresi pada permukaan. Pada saat yang sama, struktur mikro juga mengalami transformasi ke berbagai tingkat. Di bawah efek gabungan ini, keausan cetakan dan deformasi plastik permukaan akan terjadi.
2.3 Kerusakan Kelelahan
Kerusakan kelelahan termal juga merupakan salah satu bentuk kegagalan cetakan yang paling umum. Ketika batang aluminium yang dipanaskan bersentuhan dengan permukaan ekstrusi mati, suhu permukaan batang aluminium naik jauh lebih cepat daripada suhu internal, dan tegangan tekan dihasilkan pada permukaan karena ekspansi.
Pada saat yang sama, kekuatan luluh permukaan cetakan berkurang karena peningkatan suhu. Ketika peningkatan tekanan melebihi kekuatan luluh logam permukaan pada suhu yang sesuai, regangan kompresi plastik muncul di permukaan. Saat profil meninggalkan cetakan, suhu permukaan berkurang. Tetapi ketika suhu di dalam profil masih tinggi, regangan tarik akan terbentuk.
Demikian pula, ketika peningkatan tegangan tarik melebihi kekuatan luluh dari permukaan profil, regangan tarik plastik akan terjadi. Ketika regangan lokal dari cetakan melebihi batas elastis dan memasuki daerah regangan plastik, akumulasi bertahap dari galur plastik kecil dapat membentuk retakan kelelahan.
Oleh karena itu, untuk mencegah atau mengurangi kerusakan kelelahan pada cetakan, bahan yang tepat harus dipilih dan sistem perlakuan panas yang tepat harus diadopsi. Pada saat yang sama, perhatian harus diberikan untuk meningkatkan lingkungan penggunaan cetakan.
2.4 kerusakan cetakan
Dalam produksi aktual, retakan didistribusikan di bagian tertentu dari cetakan. Setelah periode layanan tertentu, retakan kecil dihasilkan dan secara bertahap berkembang secara mendalam. Setelah retakan meluas ke ukuran tertentu, kapasitas penahan beban cetakan akan sangat melemah dan menyebabkan patah tulang. Atau microcrack telah terjadi selama perlakuan panas asli dan pemrosesan cetakan, sehingga memudahkan cetakan untuk mengembang dan menyebabkan retakan awal selama penggunaan.
Dalam hal desain, alasan utama kegagalan adalah desain kekuatan cetakan dan pemilihan jari -jari fillet pada transisi. Dalam hal manufaktur, alasan utamanya adalah material pra-inspeksi dan perhatian terhadap kekasaran dan kerusakan permukaan selama pemrosesan, serta dampak perlakuan panas dan kualitas perlakuan permukaan.
Selama penggunaan, perhatian harus diberikan pada kontrol pemanasan awal cetakan, rasio ekstrusi dan suhu ingot, serta kontrol kecepatan ekstrusi dan aliran deformasi logam.
3. Peningkatan kehidupan cetakan
Dalam produksi profil aluminium, biaya cetakan menyumbang sebagian besar biaya produksi ekstrusi profil.
Kualitas cetakan juga secara langsung mempengaruhi kualitas produk. Karena kondisi kerja cetakan ekstrusi dalam produksi ekstrusi profil sangat keras, perlu untuk secara ketat mengontrol cetakan dari desain dan seleksi material hingga produksi akhir cetakan dan penggunaan dan pemeliharaan selanjutnya.
Terutama selama proses produksi, cetakan harus memiliki stabilitas termal yang tinggi, kelelahan termal, ketahanan aus termal dan ketangguhan yang cukup untuk memperpanjang umur layanan cetakan dan mengurangi biaya produksi.
3.1 Pilihan bahan cetakan
Proses ekstrusi profil aluminium adalah proses pemrosesan suhu tinggi, pemrosesan beban tinggi, dan die ekstrusi aluminium mengalami kondisi penggunaan yang sangat keras.
Die ekstrusi mengalami suhu tinggi, dan suhu permukaan lokal dapat mencapai 600 derajat Celcius. Permukaan die ekstrusi berulang kali dipanaskan dan didinginkan, menyebabkan kelelahan termal.
Saat mengekstrusi paduan aluminium, cetakan harus menahan kompresi tinggi, bending dan tegangan geser, yang akan menyebabkan keausan perekat dan keausan abrasif.
Tergantung pada kondisi kerja die ekstrusi, sifat -sifat yang diperlukan dari material dapat ditentukan.
Pertama -tama, bahan perlu memiliki kinerja proses yang baik. Bahan harus mudah dicairkan, memalsukan, memproses dan memperlakukan panas. Selain itu, bahan perlu memiliki kekuatan tinggi dan kekerasan tinggi. Ekstrusi mati umumnya bekerja di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi. Saat mengekstrusi paduan aluminium, kekuatan tarik bahan die pada suhu kamar harus lebih besar dari 1500MPA.
Perlu memiliki ketahanan panas yang tinggi, yaitu kemampuan untuk menahan beban mekanis pada suhu tinggi selama ekstrusi. Perlu memiliki nilai ketangguhan dan ketangguhan patah yang tinggi pada suhu normal dan suhu tinggi, untuk mencegah cetakan dari fraktur rapuh dalam kondisi tegangan atau beban benturan.
Perlu memiliki ketahanan aus yang tinggi, yaitu permukaan memiliki kemampuan untuk menahan keausan di bawah suhu tinggi jangka panjang, tekanan tinggi dan pelumasan yang buruk, terutama ketika mengekstrusi paduan aluminium, ia memiliki kemampuan untuk menahan adhesi dan keausan logam.
Pengerjatan yang baik diperlukan untuk memastikan sifat mekanik yang tinggi dan seragam di seluruh bagian melintang dari alat ini.
Konduktivitas termal yang tinggi diperlukan untuk dengan cepat menghilangkan panas dari permukaan kerja cetakan pahat untuk mencegah overburning lokal atau kehilangan kekuatan mekanik yang berlebihan dari benda kerja yang diekstrusi dan cetakan itu sendiri.
Perlu memiliki resistensi yang kuat terhadap stres siklik berulang, yaitu, membutuhkan kekuatan abadi yang tinggi untuk mencegah kerusakan kelelahan dini. Ini juga perlu memiliki resistensi korosi tertentu dan sifat nitridabilitas yang baik.
3.2 Desain cetakan yang masuk akal
Desain cetakan yang wajar adalah bagian penting dari memperpanjang masa pakai. Struktur cetakan yang dirancang dengan benar harus memastikan bahwa tidak ada kemungkinan pecahnya dampak dan konsentrasi tegangan dalam kondisi penggunaan normal. Oleh karena itu, ketika merancang cetakan, cobalah untuk membuat tekanan pada setiap bagian bahkan, dan perhatikan untuk menghindari sudut yang tajam, sudut cekung, perbedaan ketebalan dinding, bagian dinding tipis yang datar, dll., Untuk menghindari konsentrasi tegangan yang berlebihan. Kemudian, menyebabkan deformasi perlakuan panas, retak dan fraktur rapuh atau retak panas awal selama penggunaan, sedangkan desain standar juga kondusif untuk pertukaran penyimpanan dan pemeliharaan cetakan.
3.3 Meningkatkan kualitas perlakuan panas dan perlakuan permukaan
Kehidupan layanan ekstrusi mati sebagian besar tergantung pada kualitas perlakuan panas. Oleh karena itu, metode perlakuan panas lanjutan dan proses perlakuan panas serta perawatan penguat dan penguatan permukaan sangat penting untuk meningkatkan masa pakai cetakan.
Pada saat yang sama, perlakuan panas dan proses penguatan permukaan dikontrol secara ketat untuk mencegah cacat perlakuan panas. Adjusting quenching and tempering process parameters, increasing the number of pretreatment, stabilization treatment and tempering, paying attention to temperature control, heating and cooling intensity, using new quenching media and studying new processes and new equipment such as strengthening and toughening treatment and various surface strengthening Perawatan, kondusif untuk meningkatkan masa pakai cetakan.
3.4 Tingkatkan kualitas manufaktur cetakan
Selama pemrosesan cetakan, metode pemrosesan umum meliputi pemrosesan mekanis, pemotongan kawat, pemrosesan pelepasan listrik, dll. Pemrosesan mekanis adalah proses yang sangat diperlukan dan penting dalam proses pemrosesan cetakan. Ini tidak hanya mengubah ukuran penampilan cetakan, tetapi juga secara langsung mempengaruhi kualitas profil dan masa pakai cetakan.
Pemotongan kawat lubang die adalah metode proses yang banyak digunakan dalam pemrosesan cetakan. Ini meningkatkan efisiensi pemrosesan dan akurasi pemrosesan, tetapi juga membawa beberapa masalah khusus. Misalnya, jika cetakan yang diproses dengan pemotongan kawat digunakan secara langsung untuk produksi tanpa temper, terak, mengelupas, dll. Akan dengan mudah terjadi, yang akan mengurangi masa pakai cetakan. Oleh karena itu, tempering cetakan yang cukup setelah pemotongan kawat dapat meningkatkan keadaan tegangan tarik permukaan, mengurangi tegangan residual, dan meningkatkan masa pakai cetakan.
Konsentrasi stres adalah penyebab utama fraktur cetakan. Di dalam ruang lingkup yang diizinkan oleh desain gambar, semakin besar diameter kawat pemotongan kawat, semakin baik. Ini tidak hanya membantu meningkatkan efisiensi pemrosesan, tetapi juga sangat meningkatkan distribusi stres untuk mencegah terjadinya konsentrasi stres.
Pemesinan pelepasan listrik adalah sejenis pemesinan korosi listrik yang dilakukan oleh superposisi penguapan material, peleburan dan penguapan cairan pemesinan yang diproduksi selama pelepasan. Masalahnya adalah karena panas pemanasan dan pendinginan yang bekerja pada cairan permesinan dan aksi elektrokimia dari cairan pemesinan, lapisan yang dimodifikasi terbentuk pada bagian pemesinan untuk menghasilkan regangan dan tegangan. Dalam kasus minyak, atom karbon terurai karena pembakaran minyak difus dan karburisasi ke benda kerja. Ketika stres termal meningkat, lapisan yang memburuk menjadi rapuh dan keras dan rentan terhadap retak. Pada saat yang sama, stres residual terbentuk dan melekat pada benda kerja. Ini akan menghasilkan berkurangnya kekuatan kelelahan, fraktur yang dipercepat, korosi stres dan fenomena lainnya. Oleh karena itu, selama proses pemrosesan, kita harus mencoba menghindari masalah di atas dan meningkatkan kualitas pemrosesan.
3.5 Meningkatkan kondisi kerja dan kondisi proses ekstrusi
Kondisi kerja ekstrusi die sangat buruk, dan lingkungan kerja juga sangat buruk. Oleh karena itu, meningkatkan metode proses ekstrusi dan parameter proses, dan meningkatkan kondisi kerja dan lingkungan kerja bermanfaat untuk meningkatkan kehidupan die. Oleh karena itu, sebelum ekstrusi, perlu untuk secara hati -hati merumuskan rencana ekstrusi, memilih sistem peralatan terbaik dan spesifikasi material, merumuskan parameter proses ekstrusi terbaik (seperti suhu ekstrusi, kecepatan, koefisien ekstrusi dan tekanan ekstrusi, dll.) Dan meningkatkan Lingkungan kerja selama ekstrusi (seperti pendinginan air atau pendinginan nitrogen, pelumasan yang cukup, dll.), Dengan demikian mengurangi beban kerja cetakan (seperti mengurangi tekanan ekstrusi, mengurangi dingin Panas dan beban bergantian, dll.), Membangun dan meningkatkan prosedur operasi proses dan prosedur penggunaan yang aman.
4 Kesimpulan
Dengan pengembangan tren industri aluminium, dalam beberapa tahun terakhir setiap orang mencari model pengembangan yang lebih baik untuk meningkatkan efisiensi, menghemat biaya, dan meningkatkan manfaat. Die ekstrusi tidak diragukan lagi merupakan simpul kontrol penting untuk produksi profil aluminium.
Ada banyak faktor yang mempengaruhi kehidupan ekstrusi aluminium die. Selain faktor -faktor internal seperti desain struktural dan kekuatan material die, die, pemrosesan dingin dan termal dan teknologi pemrosesan listrik, perlakuan panas dan teknologi perlakuan permukaan, ada proses ekstrusi dan kondisi penggunaan, pemeliharaan dan perbaikan die, ekstrusi Karakteristik dan bentuk bahan produk, spesifikasi dan manajemen ilmiah die.
Pada saat yang sama, faktor-faktor yang mempengaruhi bukanlah satu, tetapi masalah komprehensif multi-faktor yang kompleks, untuk meningkatkan hidupnya tentu saja juga merupakan masalah sistemik, dalam produksi aktual dan penggunaan proses, perlu mengoptimalkan desain, Pemrosesan cetakan, menggunakan pemeliharaan dan aspek utama kontrol lainnya, dan kemudian meningkatkan masa pakai cetakan, mengurangi biaya produksi, meningkatkan efisiensi produksi.
Diedit oleh May Jiang dari Mat Aluminium
Waktu posting: Aug-14-2024
