1. Кіріспе
Қалып алюминий профилін экструзияға арналған негізгі құрал болып табылады. Профильді экструзия процесінде қалып жоғары температураға, жоғары қысымға және жоғары үйкеліске төтеп беруі керек. Ұзақ пайдалану кезінде ол зеңнің тозуына, пластикалық деформацияға және шаршауға зақым келтіреді. Ауыр жағдайларда бұл көгерудің бұзылуына әкелуі мүмкін.
2. Зақымдану формалары және көгерудің себептері
2.1 Тозу ақаулығы
Тозу алюминий профильдерінің өлшемдерінің істен шығуына және бет сапасының төмендеуіне әкелетін экструзия қалыптарының істен шығуына әкелетін негізгі форма болып табылады. Экструзия кезінде алюминий профильдері майлау өңдеусіз жоғары температурада және жоғары қысымда экструзия материалы арқылы қалып қуысының ашық бөлігін қарсы алады. Бір жағы суппорт жолағы жазықтығымен тікелей жанасады, ал екінші жағы сырғып, нәтижесінде үлкен үйкеліс пайда болады. Қуыстың беті мен штангенциркуль таспасының беті тозуға және бұзылуға ұшырайды. Сонымен бірге, қалыптың үйкеліс процесінде қалыптың жұмыс бетіне біраз дайындама металдары жабысып қалады, бұл қалып геометриясын өзгертеді және оны қолдануға болмайды, сонымен қатар тозу деп саналады, бұл кесу жиегінің пассивациясы, дөңгелек жиектері, жазықтықтың шөгуі, беткі ойықтар, пиллинг және т.б. түрінде көрінеді.
Қалып тозуының ерекше түрі көптеген факторларға байланысты, мысалы, үйкеліс процесінің жылдамдығы, мысалы, қалып материалының және өңделген дайындаманың химиялық құрамы мен механикалық қасиеттері, қалып пен дайындаманың бетінің кедір-бұдырлығы, қысым, экструзия процесі кезіндегі температура мен жылдамдық. Алюминий экструзиялық қалыптың тозуы негізінен термиялық тозу болып табылады, термиялық тозу үйкелістен, температураның көтерілуінен металл бетінің жұмсаруынан және қалып қуысының бетінің бір-біріне қосылуынан болады. Қалып қуысының беті жоғары температурада жұмсартылғаннан кейін оның тозуға төзімділігі айтарлықтай төмендейді. Термиялық тозу процесінде температура термиялық тозуға әсер ететін негізгі фактор болып табылады. Температура неғұрлым жоғары болса, термиялық тозу соғұрлым ауыр болады.
2.2 Пластикалық деформация
Алюминий профильді экструзиялық қалыптың пластикалық деформациясы металл материалының ағу процесі болып табылады.
Экструзиялық қалып жұмыс істеп тұрғанда ұзақ уақыт бойы жоғары температурада, жоғары қысымда және экструдталған металмен жоғары үйкеліс жағдайында болатындықтан, қалып бетінің температурасы жоғарылайды және жұмсартады.
Өте жоғары жүктеме жағдайында жұмыс белдеуінің құлауына немесе эллипстің пайда болуына әкелетін үлкен көлемдегі пластикалық деформация пайда болады және өндірілген өнімнің пішіні өзгереді. Пішінде жарықтар пайда болмаса да, ол сәтсіздікке ұшырайды, себебі алюминий профилінің өлшемдік дәлдігіне кепілдік берілмейді.
Сонымен қатар, экструзиялық қалыптың беті қайталанатын қыздыру мен салқындату нәтижесінде пайда болатын температура айырмашылығына ұшырайды, бұл беттегі кернеу мен қысудың ауыспалы термиялық кернеулерін тудырады. Сонымен бірге микроқұрылым да әртүрлі дәрежеде өзгерістерге ұшырайды. Бұл аралас әсерде қалыптың тозуы және бетінің пластикалық деформациясы пайда болады.
2.3 Шаршау зақымдануы
Термиялық шаршау зақымдануы да көгерудің ең көп тараған түрлерінің бірі болып табылады. Қыздырылған алюминий өзек экструзиялық қалыптың бетіне тиген кезде алюминий өзекшенің бетінің температурасы ішкі температураға қарағанда әлдеқайда жылдам көтеріледі және кеңею салдарынан бетінде қысу кернеуі пайда болады.
Сонымен бірге температураның жоғарылауынан қалып бетінің аққыштық шегі төмендейді. Қысымның жоғарылауы сәйкес температурада беттік металдың аққыштық шегінен асып кеткенде, бетінде пластикалық қысу деформациясы пайда болады. Профиль қалыптан шыққан кезде бетінің температурасы төмендейді. Бірақ профиль ішіндегі температура әлі де жоғары болған кезде, созылу деформациясы пайда болады.
Сол сияқты, созылу кернеуінің жоғарылауы профиль бетінің аққыштық шегінен асып кеткенде, пластикалық созылу деформациясы пайда болады. Қалыптың жергілікті деформациясы серпімділік шегінен асып, пластикалық деформация аймағына енгенде, шағын пластик штаммдарының біртіндеп жиналуы шаршау жарықтарын қалыптастыруы мүмкін.
Сондықтан қалыптың шаршау зақымдануын болдырмау немесе азайту үшін тиісті материалдарды таңдап, сәйкес термиялық өңдеу жүйесін қабылдау керек. Бұл ретте қалыптың пайдалану ортасын жақсартуға назар аудару керек.
2.4 Қалыптың бұзылуы
Нақты өндірісте жарықтар қалыптың белгілі бір бөліктерінде бөлінеді. Белгілі бір қызмет мерзімінен кейін шағын жарықтар пайда болады және бірте-бірте тереңдікте кеңейеді. Жарықтар белгілі бір мөлшерге дейін кеңейгеннен кейін қалыптың көтергіштігі айтарлықтай әлсіреп, сынуды тудырады. Немесе қалыпты термиялық өңдеу және өңдеу кезінде микрожарықтар пайда болды, бұл қалыптың кеңеюін жеңілдетеді және пайдалану кезінде ерте жарықтар тудырады.
Дизайн тұрғысынан, сәтсіздіктің негізгі себептері - қалыптың беріктігі дизайны және өту кезінде филе радиусын таңдау. Өндіріс тұрғысынан негізгі себептер материалды алдын ала тексеру және өңдеу кезінде беттің кедір-бұдырына және зақымдалуына назар аудару, сонымен қатар термиялық өңдеу мен бетті өңдеу сапасына әсер ету болып табылады.
Қолдану кезінде пішінді алдын ала қыздыруды, экструзия коэффициентін және құйма температурасын бақылауға, сондай-ақ экструзия жылдамдығы мен металл деформациясының ағынын бақылауға назар аудару керек.
3. Зеңнің қызмет ету мерзімін жақсарту
Алюминий профильдерін өндіруде қалып шығындары профильді экструзия өндіруге кететін шығындардың үлкен бөлігін құрайды.
Қалыптың сапасы да өнімнің сапасына тікелей әсер етеді. Профильді экструзия өндірісіндегі экструзиялық қалыптың жұмыс жағдайлары өте қатал болғандықтан, пішінді жобалаудан және материалды таңдаудан бастап пішінді түпкілікті өндіруге дейін және одан әрі пайдалану мен техникалық қызмет көрсетуге дейін қатаң бақылау қажет.
Әсіресе өндіріс процесінде қалыптың қызмет ету мерзімін ұзарту және өндіріс шығындарын азайту үшін қалыпты жоғары термиялық тұрақтылық, термиялық шаршау, термиялық тозуға төзімділік және жеткілікті қаттылық болуы керек.
3.1 Қалып материалдарын таңдау
Алюминий профильдерінің экструзия процесі жоғары температурада, жоғары жүктемеде өңдеу процесі болып табылады және алюминий экструзиясы өте қатал пайдалану шарттарына ұшырайды.
Экструзиялық қалып жоғары температураға ұшырайды, ал жергілікті бетінің температурасы Цельсий бойынша 600 градусқа жетуі мүмкін. Экструзиялық қалыптың беті бірнеше рет қызады және салқындатылады, бұл термиялық шаршауды тудырады.
Алюминий қорытпаларын экструдтау кезінде қалып жоғары қысу, иілу және ығысу кернеулеріне төтеп беруі керек, бұл адгезиялық тозуды және абразивті тозуды тудырады.
Экструзиялық қалыптың жұмыс жағдайына байланысты материалдың қажетті қасиеттерін анықтауға болады.
Ең алдымен, материал жақсы технологиялық өнімділікке ие болуы керек. Материал балқытуға, соғуға, өңдеуге және термиялық өңдеуге оңай болуы керек. Сонымен қатар, материал жоғары беріктік пен жоғары қаттылыққа ие болуы керек. Экструзиялық қалыптар әдетте жоғары температура мен жоғары қысымда жұмыс істейді. Алюминий қорытпаларын экструдтау кезінде бөлме температурасында қалып материалының созылу беріктігі 1500 МПа-дан жоғары болуы қажет.
Ол жоғары ыстыққа төзімділікке ие болуы керек, яғни экструзия кезінде жоғары температурада механикалық жүктемеге қарсы тұру қабілеті. Қалыпты температурада және жоғары температурада күйзеліс жағдайында немесе соққы жүктемелерінде қалыптың сынғыш сынуын болдырмау үшін оның соққыға төзімділігі мен сыну беріктігінің мәндері болуы керек.
Оның тозуға төзімділігі жоғары болуы керек, яғни беті ұзақ уақыт бойы жоғары температурада, жоғары қысымда және нашар майлау кезінде тозуға төтеп беру қабілетіне ие, әсіресе алюминий қорытпаларын экструдтау кезінде металдың адгезиясы мен тозуына қарсы тұру қабілеті бар.
Құралдың барлық көлденең қимасы бойынша жоғары және біркелкі механикалық қасиеттерді қамтамасыз ету үшін жақсы беріктік қажет.
Экструдталған дайындаманың және қалыптың өзінің жергілікті шамадан тыс күйіп кетуін немесе механикалық беріктігінің шамадан тыс жоғалуын болдырмау үшін аспаптық қалыптың жұмыс бетінен жылуды жылдам тарату үшін жоғары жылу өткізгіштік қажет.
Ол қайталанатын циклдік кернеуге күшті қарсылыққа ие болуы керек, яғни мезгілсіз шаршаудың зақымдануын болдырмау үшін жоғары тұрақты күшті қажет етеді. Ол сондай-ақ белгілі коррозияға төзімділік пен жақсы нитридтілік қасиеттеріне ие болуы керек.
3.2 Қалыптың негізделген дизайны
Қалыптың ақылға қонымды дизайны оның қызмет ету мерзімін ұзартудың маңызды бөлігі болып табылады. Дұрыс жобаланған қалып құрылымы қалыпты пайдалану жағдайында соққының үзілу мүмкіндігі мен кернеу концентрациясының болмауын қамтамасыз етуі керек. Сондықтан пішінді жобалау кезінде әр бөліктегі кернеуді біркелкі етіп жасауға тырысыңыз және кернеудің шамадан тыс шоғырлануын болдырмау үшін өткір бұрыштарды, ойыс бұрыштарды, қабырға қалыңдығының айырмашылығын, жалпақ кең жұқа қабырға қимасын және т.б. болдырмауға назар аударыңыз. Содан кейін, пайдалану кезінде термиялық өңдеу деформациясын, крекингті және сынғыш сынуды немесе ерте ыстық крекингті тудырады, сонымен бірге стандартталған дизайн пішінді сақтау және қызмет көрсету алмасуына қолайлы.
3.3 Термиялық өңдеу және бетті өңдеу сапасын арттыру
Экструзиялық қалыптың қызмет ету мерзімі көбінесе термиялық өңдеу сапасына байланысты. Сондықтан, қалыптың қызмет ету мерзімін жақсарту үшін озық термиялық өңдеу әдістері мен термиялық өңдеу процестері, сондай-ақ қатайту және бетті нығайту процедуралары ерекше маңызды.
Бұл ретте термиялық өңдеу ақауларының алдын алу үшін термиялық өңдеу және бетті нығайту процестері қатаң бақыланады. Сөндіру және шынықтыру процесінің параметрлерін реттеу, алдын ала өңдеу, тұрақтандыру өңдеу және шынықтыру санын көбейту, температураны бақылауға, қыздыру және салқындату қарқындылығына назар аудару, жаңа сөндіргіш орталарды пайдалану және жаңа процестерді және күшейту және қатайту өңдеу және әртүрлі бетті нығайту сияқты жаңа жабдықтарды зерттеу өңдеу, қалыптың қызмет ету мерзімін жақсартуға ықпал етеді.
3.4 Қалып өндірісінің сапасын арттыру
Қалыптарды өңдеу кезінде жалпы өңдеу әдістеріне механикалық өңдеу, сым кесу, электрлік разрядты өңдеу және т.б. жатады. Механикалық өңдеу қалыпты өңдеу процесінде таптырмас және маңызды процесс болып табылады. Ол пішіннің сыртқы түрін өзгертіп қана қоймайды, сонымен қатар профильдің сапасына және қалыптың қызмет ету мерзіміне тікелей әсер етеді.
Қалып саңылауларын сыммен кесу - қалып өңдеуде кеңінен қолданылатын технологиялық әдіс. Ол өңдеу тиімділігін және өңдеу дәлдігін жақсартады, бірақ сонымен бірге кейбір ерекше проблемаларды тудырады. Мысалы, сым кесу арқылы өңделген қалып шынықтырусыз тікелей өндіріске пайдаланылса, шлак, пиллинг және т.б. оңай пайда болады, бұл қалыптың қызмет ету мерзімін қысқартады. Сондықтан сым кесілгеннен кейін қалыпты жеткілікті шынықтыру беттік созылу кернеуінің күйін жақсартуға, қалдық кернеуді азайтуға және қалыптың қызмет ету мерзімін арттыруға мүмкіндік береді.
Стресс концентрациясы зең сынуының негізгі себебі болып табылады. Сызба дизайнымен рұқсат етілген ауқымда сым кесу сымының диаметрі неғұрлым үлкен болса, соғұрлым жақсы болады. Бұл өңдеу тиімділігін арттыруға көмектесіп қана қоймайды, сонымен қатар стресс концентрациясының пайда болуын болдырмау үшін стресстің таралуын айтарлықтай жақсартады.
Электрлік разрядты өңдеу - разряд кезінде пайда болатын материалдың булануы, балқыту және өңдеу сұйықтығының булануының суперпозициясы арқылы орындалатын коррозияға қарсы электрлік өңдеудің бір түрі. Мәселе мынада, өңдеу сұйықтығына әсер ететін қыздыру және салқындату жылуы және өңдеу сұйықтығының электрохимиялық әрекеті салдарынан өңдеу бөлігінде деформация мен кернеуді тудыратын модификацияланған қабат пайда болады. Мұнай жағдайында майдың жануынан ыдырайтын көміртегі атомдары дайындамаға таралады және көміртектенеді. Термиялық кернеу жоғарылағанда, бұзылған қабат сынғыш және қатты болады және жарықтарға бейім болады. Бұл кезде қалдық кернеу қалыптасады және дайындамаға бекітіледі. Бұл шаршау беріктігінің төмендеуіне, сынудың тездетілуіне, кернеулі коррозияға және басқа құбылыстарға әкеледі. Сондықтан өңдеу процесінде біз жоғарыда аталған мәселелерді болдырмауға және өңдеу сапасын жақсартуға тырысуымыз керек.
3.5 Жұмыс жағдайын және экструзия процесінің жағдайын жақсарту
Экструзияның жұмыс жағдайлары өте нашар, сонымен қатар жұмыс ортасы өте нашар. Сондықтан экструзия процесінің әдісі мен процесс параметрлерін жақсарту, жұмыс жағдайлары мен жұмыс ортасын жақсарту матрицаның қызмет ету мерзімін жақсарту үшін пайдалы. Сондықтан, экструзия алдында экструзия жоспарын мұқият құрастыру, жабдықтың ең жақсы жүйесін және материалдың техникалық сипаттамаларын таңдау, экструзия процесінің ең жақсы параметрлерін (мысалы, экструзия температурасы, жылдамдығы, экструзия коэффициенті және экструзия қысымы және т.б.) тұжырымдау және өңдеуді жақсарту қажет. экструзия кезінде жұмыс ортасы (мысалы, суды салқындату немесе азотпен салқындату, жеткілікті майлау және т.б.), осылайша қалыптың жұмыс ауыртпалығын азайтады (мысалы, экструзия қысымын төмендету, салқындату жылуын және ауыспалы жүктемені азайту және т.б.), орнату және жақсарту. процесті пайдалану процедуралары және қауіпсіз пайдалану процедуралары.
4 Қорытынды
Алюминий өнеркәсібі тенденцияларының дамуымен соңғы жылдары барлығы тиімділікті арттыру, шығындарды үнемдеу және пайданы арттыру үшін жақсырақ даму үлгілерін іздейді. Экструзиялық қалып алюминий профильдерін өндіру үшін маңызды бақылау түйіні болып табылады.
Алюминий экструзиялық қалыптың қызмет ету мерзіміне әсер ететін көптеген факторлар бар. Қалыптың құрылымдық дизайны мен беріктігі, матрица материалдары, суық және термиялық өңдеу және электрлік өңдеу технологиясы, термиялық өңдеу және бетті өңдеу технологиясы сияқты ішкі факторлардан басқа, экструдтау процесі мен пайдалану шарттары, қалыпқа техникалық қызмет көрсету және жөндеу, экструзия бар. бұйым материалының сипаттамасы мен пішіні, спецификациясы және матрицаны ғылыми басқару.
Сонымен бірге, әсер етуші факторлар бір ғана емес, күрделі көп факторлы кешенді мәселе, оның қызмет ету мерзімін жақсарту, әрине, жүйелік мәселе болып табылады, нақты өндірісте және процесті пайдалануда, дизайнды оңтайландыру қажет, пішінді өңдеу, техникалық қызмет көрсету және бақылаудың басқа да негізгі аспектілерін пайдалану, содан кейін қалыптың қызмет ету мерзімін жақсарту, өндіріс шығындарын азайту, өндіріс тиімділігін арттыру.
MAT алюминийінен Мэй Цзян өңдеген
Жіберу уақыты: 14 тамыз 2024 ж
