1. Introducción
El molde es una herramienta clave para la extrusión de perfil de aluminio. Durante el proceso de extrusión de perfil, el molde necesita soportar alta temperatura, alta presión y alta fricción. Durante el uso a largo plazo, causará desgaste de moho, deformación plástica y daño por fatiga. En casos severos, puede causar roturas de moho.
2. Formas de falla y causas de moldes
2.1 Falla de desgaste
El desgaste es la forma principal que conduce a la falla del dado de extrusión, lo que hará que el tamaño de los perfiles de aluminio esté fuera de servicio y la calidad de la superficie disminuya. Durante la extrusión, los perfiles de aluminio cumplen con la parte abierta de la cavidad del moho a través del material de extrusión a alta temperatura y alta presión sin procesamiento de lubricación. Un lado se contacta directamente con el plano de la tira de calibrador y el otro lado se desliza, lo que resulta en una gran fricción. La superficie de la cavidad y la superficie de la correa de la pinza están sujetas a desgaste y falla. Al mismo tiempo, durante el proceso de fricción del molde, se adhiere a la superficie de trabajo del molde, lo que hace que la geometría del molde cambie y no se puede usar, y también se considera una falla de desgaste, que es expresado en forma de pasivación de la vanguardia, los bordes redondeados, el hundimiento del plano, los surcos de la superficie, el pelado, etc.
La forma específica del desgaste de la matriz está relacionada con muchos factores, como la velocidad del proceso de fricción, como la composición química y las propiedades mecánicas del material de la matriz y el tocho procesado, la rugosidad de la superficie del dado y la palanquilla, y la presión, temperatura y velocidad durante el proceso de extrusión. El desgaste del moho de extrusión de aluminio es principalmente desgaste térmico, el desgaste térmico es causado por la fricción, el suavizado de la superficie del metal debido a la temperatura del aumento y la superficie de la cavidad del moho entrelazado. Después de que la superficie de la cavidad del moho se suaviza a alta temperatura, su resistencia al desgaste se reduce considerablemente. En el proceso de desgaste térmico, la temperatura es el factor principal que afecta el desgaste térmico. Cuanto mayor sea la temperatura, más grave es el desgaste térmico.
2.2 deformación plástica
La deformación plástica del troquel de extrusión de perfil de aluminio es el proceso de rendimiento del material de metal.
Dado que el troquel de extrusión está en un estado de alta temperatura, alta presión y alta fricción con el metal extruido durante mucho tiempo cuando funciona, la temperatura superficial de la matriz aumenta y causa ablandamiento.
En condiciones de carga muy altas, se producirá una gran cantidad de deformación plástica, lo que hace que el cinturón de trabajo colapse o cree una elipse, y la forma del producto producido cambiará. Incluso si el molde no produce grietas, fallará porque no se puede garantizar la precisión dimensional del perfil de aluminio.
Además, la superficie del dado de extrusión está sujeta a diferencias de temperatura causadas por el calentamiento y el enfriamiento repetidos, lo que produce tensiones térmicas alternativas de tensión y compresión en la superficie. Al mismo tiempo, la microestructura también sufre transformaciones en diversos grados. Bajo este efecto combinado, se producirá el desgaste del moho y la deformación plástica de la superficie.
2.3 Daño de fatiga
El daño por fatiga térmica también es una de las formas más comunes de falla del moho. Cuando la varilla de aluminio calentada entra en contacto con la superficie del dado de extrusión, la temperatura de la superficie de la varilla de aluminio se eleva mucho más rápido que la temperatura interna, y se genera estrés por compresión en la superficie debido a la expansión.
Al mismo tiempo, la resistencia de rendimiento de la superficie del moho disminuye debido al aumento de la temperatura. Cuando el aumento de la presión excede la resistencia al rendimiento del metal superficial a la temperatura correspondiente, aparece la tensión de compresión de plástico en la superficie. Cuando el perfil deja el molde, la temperatura de la superficie disminuye. Pero cuando la temperatura dentro del perfil aún es alta, se formará tensión de tracción.
Del mismo modo, cuando el aumento en la tensión de tracción excede la resistencia de rendimiento de la superficie del perfil, se producirá tensión de tracción plástica. Cuando la cepa local del molde excede el límite elástico y ingresa a la región de deformación plástica, la acumulación gradual de pequeñas cepas plásticas puede formar grietas de fatiga.
Por lo tanto, para prevenir o reducir el daño por fatiga del moho, se deben seleccionar materiales apropiados y se debe adoptar un sistema de tratamiento térmico apropiado. Al mismo tiempo, se debe prestar atención a mejorar el entorno de uso del molde.
2.4 rotura de moho
En la producción real, las grietas se distribuyen en ciertas partes del molde. Después de un cierto período de servicio, se generan pequeñas grietas y se expanden gradualmente en profundidad. Después de que las grietas se expandan a un cierto tamaño, la capacidad de carga del molde se debilitará severamente y causará fractura. O ya se han producido microcracks durante el tratamiento térmico original y el procesamiento del moho, lo que facilita que el moho se expanda y cause grietas tempranas durante el uso.
En términos de diseño, las principales razones de la falla son el diseño de resistencia al moho y la selección del radio del filete en la transición. En términos de fabricación, las razones principales son la pre-inspección del material y la atención a la rugosidad de la superficie y el daño durante el procesamiento, así como el impacto del tratamiento térmico y la calidad del tratamiento de la superficie.
Durante el uso, se debe prestar atención al control de la precalentamiento de moho, la relación de extrusión y la temperatura del lingote, así como el control de la velocidad de extrusión y el flujo de deformación del metal.
3. Mejora de la vida del moho
En la producción de perfiles de aluminio, los costos de moho representan una gran proporción de los costos de producción de extrusión de perfil.
La calidad del moho también afecta directamente la calidad del producto. Dado que las condiciones de trabajo del molde de extrusión en la producción de extrusión de perfil son muy duras, es necesario controlar estrictamente el moho desde el diseño y la selección de material a la producción final del moho y el uso y mantenimiento posteriores.
Especialmente durante el proceso de producción, el molde debe tener alta estabilidad térmica, fatiga térmica, resistencia al desgaste térmico y dureza suficiente para extender la vida útil del moho y reducir los costos de producción.
3.1 Selección de materiales de moho
El proceso de extrusión de los perfiles de aluminio es un proceso de procesamiento de alta temperatura y alta carga, y el troquel de extrusión de aluminio está sujeto a condiciones de uso muy duras.
El dado de extrusión se somete a altas temperaturas, y la temperatura de la superficie local puede alcanzar 600 grados centígrados. La superficie del troquel de extrusión se calienta y enfría repetidamente, causando fatiga térmica.
Al extruir las aleaciones de aluminio, el molde debe soportar altas compresión, flexión y tensiones de corte, lo que causará desgaste adhesivo y desgaste abrasivo.
Dependiendo de las condiciones de trabajo del dado de extrusión, se pueden determinar las propiedades requeridas del material.
En primer lugar, el material debe tener un buen rendimiento del proceso. El material debe ser fácil de oler, forjar, procesar y tratar térmicamente. Además, el material debe tener alta resistencia y alta dureza. La extrusión generalmente funciona a alta temperatura y alta presión. Al extruir las aleaciones de aluminio, se requiere que la resistencia a la tracción del material de la matriz a temperatura ambiente sea mayor de 1500MPa.
Necesita tener alta resistencia al calor, es decir, la capacidad de resistir la carga mecánica a altas temperaturas durante la extrusión. Necesita tener valores de tenacidad de alto impacto y fractura a la temperatura normal y la alta temperatura, para evitar que el moho se fractura frágil en condiciones de estrés o cargas de impacto.
Debe tener una alta resistencia al desgaste, es decir, la superficie tiene la capacidad de resistir el desgaste a alta temperatura a largo plazo, alta presión y lubricación deficiente, especialmente cuando se extruye las aleaciones de aluminio, tiene la capacidad de resistir la adhesión y el desgaste del metal.
Se requiere buena enduribilidad para garantizar propiedades mecánicas altas y uniformes en toda la sección transversal de la herramienta.
Se requiere una alta conductividad térmica para disipar rápidamente el calor de la superficie de trabajo del molde de la herramienta para evitar la caída local o la pérdida excesiva de la resistencia mecánica de la pieza de trabajo extruida y el molde en sí.
Necesita tener una fuerte resistencia al estrés cíclico repetido, es decir, requiere una fuerte resistencia duradera para evitar el daño de fatiga prematura. También debe tener cierta resistencia a la corrosión y buenas propiedades de nitridabilidad.
3.2 Diseño razonable de moho
El diseño razonable del molde es una parte importante para extender su vida útil. Una estructura de molde de diseño correctamente debe garantizar que no haya posibilidad de ruptura de impacto y concentración de estrés en condiciones de uso normal. Por lo tanto, al diseñar el molde, trate de hacer el estrés en cada parte uniforme y preste atención para evitar esquinas afiladas, esquinas cóncavas, diferencia de espesor de la pared, sección de pared delgada plana, etc., para evitar la concentración excesiva de tensión. Luego, porque la deformación del tratamiento térmico, el agrietamiento y la fractura frágil o el agrietamiento caliente temprano durante el uso, mientras que el diseño estandarizado también conduce al intercambio de almacenamiento y mantenimiento del moho.
3.3 Mejorar la calidad del tratamiento térmico y el tratamiento de superficie
La vida útil del dado de extrusión depende en gran medida de la calidad del tratamiento térmico. Por lo tanto, los métodos avanzados de tratamiento térmico y los procesos de tratamiento térmico, así como los tratamientos de fortalecimiento de la superficie y de fortalecimiento de la superficie son particularmente importantes para mejorar la vida útil del molde.
Al mismo tiempo, el tratamiento térmico y los procesos de fortalecimiento de la superficie se controlan estrictamente para prevenir defectos del tratamiento térmico. Ajuste de los parámetros del proceso de enfriamiento y temperatura, aumentando el número de pretratamiento, tratamiento y temperamento de estabilización, prestando atención al control de temperatura, la intensidad de calefacción y enfriamiento, utilizando nuevos medios de enfriamiento y estudiando nuevos procesos y nuevos equipos como el fortalecimiento y el tratamiento del tratamiento y diversos de la superficie. El tratamiento es propicio para mejorar la vida útil del molde.
3.4 Mejorar la calidad de la fabricación de moho
Durante el procesamiento de moldes, los métodos de procesamiento comunes incluyen procesamiento mecánico, corte de cables, procesamiento de descarga eléctrica, etc. El procesamiento mecánico es un proceso indispensable e importante en el proceso de procesamiento de moho. No solo cambia el tamaño de la apariencia del molde, sino que también afecta directamente la calidad del perfil y la vida útil del molde.
El corte de alambre de los agujeros de los agujeros es un método de proceso ampliamente utilizado en el procesamiento de moho. Mejora la eficiencia del procesamiento y la precisión del procesamiento, pero también trae algunos problemas especiales. Por ejemplo, si un molde procesado por el corte de alambre se usa directamente para la producción sin templar, escoria, pelado, etc., se producirá fácilmente, lo que reducirá la vida útil del molde. Por lo tanto, el templado suficiente del moho después del corte de alambre puede mejorar el estado de estrés por tracción de la superficie, reducir el estrés residual y aumentar la vida útil del molde.
La concentración de estrés es la principal causa de fractura de moho. Dentro del alcance permitido por el diseño de dibujo, cuanto mayor sea el diámetro del alambre de corte, mejor. Esto no solo ayuda a mejorar la eficiencia del procesamiento, sino que también mejora en gran medida la distribución del estrés para evitar la ocurrencia de la concentración de estrés.
El mecanizado de descarga eléctrica es un tipo de mecanizado de corrosión eléctrica realizada por la superposición de la evaporación de vaporización por material, fusión y mecanizado de fluido producido durante la descarga. El problema es que debido al calor de calentamiento y enfriamiento que actúa sobre el fluido de mecanizado y la acción electroquímica del fluido mecanizado, se forma una capa modificada en la parte de mecanizado para producir tensión y estrés. En el caso del petróleo, los átomos de carbono se descomponen debido a la combustión del aceite difuso y se carburan a la pieza de trabajo. Cuando aumenta el estrés térmico, la capa deteriorada se vuelve frágil y dura y es propensa a las grietas. Al mismo tiempo, el estrés residual se forma y se une a la pieza de trabajo. Esto dará como resultado una resistencia a la fatiga reducida, una fractura acelerada, corrosión del estrés y otros fenómenos. Por lo tanto, durante el proceso de procesamiento, debemos tratar de evitar los problemas anteriores y mejorar la calidad de procesamiento.
3.5 Mejorar las condiciones de trabajo y las condiciones del proceso de extrusión
Las condiciones de trabajo del dado de extrusión son muy pobres, y el entorno de trabajo también es muy malo. Por lo tanto, mejorar el método del proceso de extrusión y los parámetros del proceso, y mejorar las condiciones de trabajo y el entorno de trabajo son beneficiosos para mejorar la vida de la matriz. Por lo tanto, antes de la extrusión, es necesario formular cuidadosamente el plan de extrusión, seleccionar el mejor sistema de equipos y las especificaciones del material, formular los mejores parámetros del proceso de extrusión (como la temperatura de extrusión, la velocidad, el coeficiente de extrusión y la presión de extrusión, etc.) y mejorar los ambiente de trabajo durante la extrusión (como enfriamiento de agua o enfriamiento de nitrógeno, lubricación suficiente, etc.), reduciendo así la carga de trabajo del moho (como reducir la presión de extrusión, reducir el calor de frío y carga alterna, etc.), establecer y mejorar los procedimientos operativos del proceso y los procedimientos de uso seguro.
4 conclusión
Con el desarrollo de las tendencias de la industria del aluminio, en los últimos años todos buscan mejores modelos de desarrollo para mejorar la eficiencia, ahorrar costos y aumentar los beneficios. El dado de extrusión es, sin duda, un nodo de control importante para la producción de perfiles de aluminio.
Hay muchos factores que afectan la vida útil de la extrusión de aluminio. Además de los factores internos, como el diseño estructural y la resistencia del troquel, los materiales de matriz, el procesamiento frío y térmico y la tecnología de procesamiento eléctrico, el tratamiento del calor y la tecnología de tratamiento de superficie, existen condiciones de extrusión y uso, mantenimiento y reparación, extrusión, extrusión. Características y forma del material del producto, especificaciones y gestión científica del dado.
Al mismo tiempo, los factores influyentes no son un solo complejo problema integral multifactor, para mejorar su vida, por supuesto, también es un problema sistémico, en la producción y el uso real del proceso, necesita optimizar el diseño, El procesamiento del moho, el uso del mantenimiento y otros aspectos principales del control, y luego mejora la vida útil del moho, reduce los costos de producción, mejoran la eficiencia de producción.
Editado por May Jiang de Mat Aluminium
Tiempo de publicación: agosto-14-2024
