1. Hyrje
Forma është një mjet kyç për ekstrudimin e profileve të aluminit. Gjatë procesit të ekstrudimit të profileve, forma duhet t'i rezistojë temperaturës së lartë, presionit të lartë dhe fërkimit të lartë. Gjatë përdorimit afatgjatë, ajo do të shkaktojë konsumim të mykut, deformim plastik dhe dëmtim nga lodhja. Në raste të rënda, mund të shkaktojë thyerje të mykut.
2. Format e dështimit dhe shkaqet e myqeve
2.1 Dështimi nga konsumimi
Veshja është forma kryesore që çon në dështimin e matrices së ekstrudimit, e cila do të shkaktojë që madhësia e profileve të aluminit të jetë jashtë funksionit dhe cilësia e sipërfaqes të bjerë. Gjatë ekstrudimit, profilet e aluminit takohen me pjesën e hapur të zgavrës së mykut përmes materialit të ekstrudimit nën temperaturë dhe presion të lartë pa përpunim lubrifikues. Njëra anë bie në kontakt të drejtpërdrejtë me planin e shiritit të kaliperit, dhe ana tjetër rrëshqet, duke rezultuar në fërkim të madh. Sipërfaqja e zgavrës dhe sipërfaqja e rripit të kaliperit i nënshtrohen konsumimit dhe dështimit. Në të njëjtën kohë, gjatë procesit të fërkimit të mykut, një pjesë e metalit të shufrës ngjitet në sipërfaqen e punës së mykut, gjë që bën që gjeometria e mykut të ndryshojë dhe nuk mund të përdoret, dhe gjithashtu konsiderohet si një dështim nga konsumimi, i cili shprehet në formën e pasivizimit të skajit prerës, skajeve të rrumbullakosura, fundosjes së rrafshët, brazdave sipërfaqësore, zhveshjes, etj.
Forma specifike e konsumimit të matricës lidhet me shumë faktorë, siç është shpejtësia e procesit të fërkimit, siç janë përbërja kimike dhe vetitë mekanike të materialit të matricës dhe të pjesës së përpunuar, ashpërsia sipërfaqësore e matricës dhe e pjesës së përpunuar, si dhe presioni, temperatura dhe shpejtësia gjatë procesit të nxjerrjes. Veshja e mykut të ekstrudimit të aluminit është kryesisht konsumim termik, konsumimi termik shkaktohet nga fërkimi, zbutja e sipërfaqes metalike për shkak të rritjes së temperaturës dhe ndërthurjes së sipërfaqes së zgavrës së mykut. Pasi sipërfaqja e zgavrës së mykut zbutet në temperaturë të lartë, rezistenca e saj ndaj konsumimit zvogëlohet shumë. Në procesin e konsumimit termik, temperatura është faktori kryesor që ndikon në konsumimin termik. Sa më e lartë të jetë temperatura, aq më serioze është konsumimi termik.
2.2 Deformimi plastik
Deformimi plastik i matrices së ekstrudimit të profilit të aluminit është procesi i rrjedhjes së materialit metalik të matrices.
Meqenëse matrica e ekstrudimit është në një gjendje temperature të lartë, presioni të lartë dhe fërkimi të lartë me metalin e ekstruduar për një kohë të gjatë kur ajo është në punë, temperatura sipërfaqësore e matrices rritet dhe shkakton zbutje.
Në kushte shumë të larta ngarkese, do të ndodhë një sasi e madhe deformimi plastik, duke shkaktuar shembjen e rripit të punës ose krijimin e një elipsi, dhe forma e produktit të prodhuar do të ndryshojë. Edhe nëse forma nuk prodhon çarje, ajo do të dështojë sepse saktësia dimensionale e profilit të aluminit nuk mund të garantohet.
Përveç kësaj, sipërfaqja e matrices së ekstrudimit i nënshtrohet ndryshimeve të temperaturës të shkaktuara nga ngrohja dhe ftohja e përsëritur, të cilat prodhojnë strese termike alternative të tensionit dhe ngjeshjes në sipërfaqe. Në të njëjtën kohë, mikrostruktura gjithashtu i nënshtrohet transformimeve në shkallë të ndryshme. Nën këtë efekt të kombinuar, do të ndodhë konsumimi i mykut dhe deformimi plastik i sipërfaqes.
2.3 Dëmtim nga lodhja
Dëmtimi nga lodhja termike është gjithashtu një nga format më të zakonshme të dështimit të mykut. Kur shufra e aluminit e nxehtë bie në kontakt me sipërfaqen e matricës së ekstrudimit, temperatura sipërfaqësore e shufrës së aluminit rritet shumë më shpejt se temperatura e brendshme dhe në sipërfaqe gjenerohet stres kompresiv për shkak të zgjerimit.
Në të njëjtën kohë, kufiri i rrjedhshmërisë së sipërfaqes së mykut zvogëlohet për shkak të rritjes së temperaturës. Kur rritja e presionit tejkalon kufirin e rrjedhshmërisë së metalit sipërfaqësor në temperaturën përkatëse, në sipërfaqe shfaqet tendosje plastike në kompresim. Kur profili del nga myku, temperatura e sipërfaqes ulet. Por kur temperatura brenda profilit është ende e lartë, do të formohet tendosje në tërheqje.
Në mënyrë të ngjashme, kur rritja e sforcimit në tërheqje tejkalon kufirin e rrjedhshmërisë së sipërfaqes së profilit, do të ndodhë deformim plastik në tërheqje. Kur deformimi lokal i formës tejkalon limitin elastik dhe hyn në rajonin e deformimit plastik, akumulimi gradual i deformimeve të vogla plastike mund të formojë çarje lodhjeje.
Prandaj, për të parandaluar ose zvogëluar dëmtimin e formës nga lodhja, duhet të zgjidhen materiale të përshtatshme dhe duhet të miratohet një sistem i përshtatshëm trajtimi termik. Në të njëjtën kohë, duhet t'i kushtohet vëmendje përmirësimit të mjedisit të përdorimit të formës.
2.4 Thyerja e mykut
Në prodhimin aktual, çarjet shpërndahen në pjesë të caktuara të formës. Pas një periudhe të caktuar shërbimi, gjenerohen çarje të vogla të cilat zgjerohen gradualisht në thellësi. Pasi çarjet zgjerohen në një madhësi të caktuar, aftësia mbajtëse e formës do të dobësohet shumë dhe do të shkaktojë thyerje. Ose mikroçarjet kanë ndodhur tashmë gjatë trajtimit fillestar termik dhe përpunimit të formës, duke e bërë të lehtë që forma të zgjerohet dhe të shkaktojë çarje të hershme gjatë përdorimit.
Për sa i përket projektimit, arsyet kryesore të dështimit janë projektimi i rezistencës së mykut dhe përzgjedhja e rrezes së filetos në fazën e tranzicionit. Për sa i përket prodhimit, arsyet kryesore janë inspektimi paraprak i materialit dhe vëmendja ndaj vrazhdësisë dhe dëmtimit të sipërfaqes gjatë përpunimit, si dhe ndikimi i trajtimit termik dhe cilësisë së trajtimit të sipërfaqes.
Gjatë përdorimit, duhet t'i kushtohet vëmendje kontrollit të parangrohjes së mykut, raportit të ekstrudimit dhe temperaturës së lingotit, si dhe kontrollit të shpejtësisë së ekstrudimit dhe rrjedhës së deformimit të metalit.
3. Përmirësimi i jetëgjatësisë së mykut
Në prodhimin e profileve të aluminit, kostot e kallëpeve përbëjnë një pjesë të madhe të kostove të prodhimit të ekstrudimit të profileve.
Cilësia e formës ndikon drejtpërdrejt edhe në cilësinë e produktit. Meqenëse kushtet e punës së formës së ekstrudimit në prodhimin e ekstrudimit të profileve janë shumë të ashpra, është e nevojshme të kontrollohet rreptësisht forma që nga projektimi dhe përzgjedhja e materialit deri te prodhimi përfundimtar i formës dhe përdorimi e mirëmbajtja e mëvonshme.
Sidomos gjatë procesit të prodhimit, forma duhet të ketë stabilitet të lartë termik, lodhje termike, rezistencë ndaj konsumimit termik dhe fortësi të mjaftueshme për të zgjatur jetëgjatësinë e formës dhe për të ulur kostot e prodhimit.
3.1 Përzgjedhja e materialeve të mykut
Procesi i ekstrudimit të profileve të aluminit është një proces përpunimi me temperaturë të lartë dhe ngarkesë të lartë, dhe matrica e ekstrudimit të aluminit i nënshtrohet kushteve shumë të ashpra të përdorimit.
Matrica e ekstrudimit i nënshtrohet temperaturave të larta, dhe temperatura lokale e sipërfaqes mund të arrijë 600 gradë Celsius. Sipërfaqja e matrices së ekstrudimit nxehet dhe ftohet vazhdimisht, duke shkaktuar lodhje termike.
Gjatë nxjerrjes së lidhjeve të aluminit, forma duhet t'i rezistojë ngjeshjes së lartë, përkuljes dhe stresit të prerjes, të cilat do të shkaktojnë konsumim të ngjitësit dhe konsumim të gërryerjes.
Në varësi të kushteve të punës së matrices së ekstrudimit, mund të përcaktohen vetitë e kërkuara të materialit.
Para së gjithash, materiali duhet të ketë performancë të mirë procesi. Materiali duhet të jetë i lehtë për t'u shkrirë, për t'u farkëtuar, përpunuar dhe për t'u trajtuar me nxehtësi. Përveç kësaj, materiali duhet të ketë rezistencë dhe fortësi të lartë. Matricat e ekstrudimit në përgjithësi funksionojnë në temperaturë dhe presion të lartë. Kur ekstrudohen lidhje alumini, rezistenca në tërheqje e materialit të matrices në temperaturën e dhomës duhet të jetë më e madhe se 1500MPa.
Duhet të ketë rezistencë të lartë ndaj nxehtësisë, domethënë aftësi për t'i rezistuar ngarkesës mekanike në temperatura të larta gjatë ekstrudimit. Duhet të ketë vlera të larta të rezistencës ndaj goditjes dhe thyerjes në temperaturë normale dhe temperaturë të lartë, për të parandaluar thyerjen e brishtë të formës në kushte stresi ose ngarkesash impakti.
Duhet të ketë rezistencë të lartë ndaj konsumimit, domethënë, sipërfaqja të ketë aftësinë t'i rezistojë konsumimit në temperatura të larta afatgjata, presion të lartë dhe lubrifikim të dobët, veçanërisht kur nxirren lidhje alumini, ajo ka aftësinë t'i rezistojë ngjitjes dhe konsumimit të metaleve.
Kërkohet ngurtësim i mirë për të siguruar veti mekanike të larta dhe uniforme në të gjithë prerjen tërthore të mjetit.
Përçueshmëria e lartë termike është e nevojshme për të shpërndarë shpejt nxehtësinë nga sipërfaqja e punës e mykut të mjetit për të parandaluar djegien lokale ose humbjen e tepërt të forcës mekanike të pjesës së punës të ekstruduar dhe vetë mykut.
Duhet të ketë rezistencë të fortë ndaj stresit ciklik të përsëritur, domethënë, kërkon rezistencë të lartë dhe të qëndrueshme për të parandaluar dëmtimin e parakohshëm nga lodhja. Gjithashtu, duhet të ketë rezistencë të caktuar ndaj korrozionit dhe veti të mira të nitridueshmërisë.
3.2 Dizajn i arsyeshëm i mykut
Projektimi i arsyeshëm i formës është një pjesë e rëndësishme e zgjatjes së jetëgjatësisë së saj. Një strukturë e formës e projektuar siç duhet duhet të sigurojë që të mos ketë mundësi të këputjes nga impakti dhe përqendrimit të stresit në kushte normale përdorimi. Prandaj, gjatë projektimit të formës, përpiquni që stresi në secilën pjesë të jetë i njëtrajtshëm dhe kushtoni vëmendje shmangies së qosheve të mprehta, qosheve konkave, ndryshimit të trashësisë së murit, seksionit të sheshtë të gjerë dhe të hollë të murit, etj., për të shmangur përqendrimin e tepërt të stresit. Kjo mund të shkaktojë deformim të trajtimit termik, çarje dhe thyerje të brishtë ose çarje të hershme të nxehtë gjatë përdorimit, ndërsa projektimi i standardizuar është gjithashtu i favorshëm për shkëmbimin e ruajtjes dhe mirëmbajtjes së formës.
3.3 Përmirësimi i cilësisë së trajtimit termik dhe trajtimit sipërfaqësor
Jetëgjatësia e matricës së ekstrudimit varet kryesisht nga cilësia e trajtimit termik. Prandaj, metodat dhe proceset e avancuara të trajtimit termik, si dhe trajtimet e forcimit të sipërfaqes dhe të fortësimit të saj, janë veçanërisht të rëndësishme për të përmirësuar jetëgjatësinë e formës.
Në të njëjtën kohë, proceset e trajtimit termik dhe forcimit të sipërfaqes kontrollohen rreptësisht për të parandaluar defektet e trajtimit termik. Rregullimi i parametrave të procesit të shuarjes dhe temperimit, rritja e numrit të para-trajtimit, trajtimit të stabilizimit dhe temperimit, duke i kushtuar vëmendje kontrollit të temperaturës, intensitetit të ngrohjes dhe ftohjes, përdorimi i mediave të reja të shuarjes dhe studimi i proceseve dhe pajisjeve të reja, të tilla si trajtimi i forcimit dhe i fortësimit dhe trajtimet e ndryshme të forcimit të sipërfaqes, janë të favorshme për përmirësimin e jetëgjatësisë së shërbimit të formës.
3.4 Përmirësimi i cilësisë së prodhimit të mykut
Gjatë përpunimit të formave, metodat e zakonshme të përpunimit përfshijnë përpunimin mekanik, prerjen e telit, përpunimin me shkarkim elektrik etj. Përpunimi mekanik është një proces i domosdoshëm dhe i rëndësishëm në procesin e përpunimit të formave. Ai jo vetëm që ndryshon pamjen, madhësinë e formës, por ndikon drejtpërdrejt edhe në cilësinë e profilit dhe jetëgjatësinë e saj.
Prerja me tela e vrimave të matricave është një metodë procesi e përdorur gjerësisht në përpunimin e formave. Ajo përmirëson efikasitetin dhe saktësinë e përpunimit, por sjell edhe disa probleme të veçanta. Për shembull, nëse një formë e përpunuar me prerje teli përdoret direkt për prodhim pa kalitje, do të ndodhë lehtësisht skorje, zhveshje etj., të cilat do të zvogëlojnë jetëgjatësinë e formës. Prandaj, kalitja e mjaftueshme e formës pas prerjes së telit mund të përmirësojë gjendjen e stresit në tërheqje sipërfaqësore, të zvogëlojë stresin e mbetur dhe të rrisë jetëgjatësinë e formës.
Përqendrimi i stresit është shkaku kryesor i thyerjes së mykut. Brenda fushëveprimit të lejuar nga dizajni i vizatimit, sa më i madh diametri i telit prerës, aq më mirë. Kjo jo vetëm që ndihmon në përmirësimin e efikasitetit të përpunimit, por gjithashtu përmirëson shumë shpërndarjen e stresit për të parandaluar shfaqjen e përqendrimit të stresit.
Përpunimi me shkarkim elektrik është një lloj përpunimi elektrik me korrozion që kryhet nga mbivendosja e avullimit të materialit, shkrirjes dhe avullimit të lëngut të përpunimit të prodhuar gjatë shkarkimit. Problemi është se për shkak të nxehtësisë së ngrohjes dhe ftohjes që vepron mbi lëngun e përpunimit dhe veprimit elektrokimik të lëngut të përpunimit, formohet një shtresë e modifikuar në pjesën e përpunimit për të prodhuar tendosje dhe stres. Në rastin e vajit, atomet e karbonit të dekompozuara për shkak të djegies së vajit shpërndahen dhe karbonizohen në copën e punës. Kur stresi termik rritet, shtresa e përkeqësuar bëhet e brishtë dhe e fortë dhe është e prirur ndaj çarjeve. Në të njëjtën kohë, formohet stres i mbetur dhe i bashkangjitet copës së punës. Kjo do të rezultojë në ulje të rezistencës ndaj lodhjes, përshpejtim të thyerjes, korrozion ndaj stresit dhe fenomene të tjera. Prandaj, gjatë procesit të përpunimit, duhet të përpiqemi të shmangim problemet e mësipërme dhe të përmirësojmë cilësinë e përpunimit.
3.5 Përmirësimi i kushteve të punës dhe kushteve të procesit të nxjerrjes
Kushtet e punës së matrices së ekstrudimit janë shumë të këqija, dhe mjedisi i punës është gjithashtu shumë i keq. Prandaj, përmirësimi i metodës së procesit të ekstrudimit dhe parametrave të procesit, si dhe përmirësimi i kushteve të punës dhe mjedisit të punës janë të dobishme për përmirësimin e jetëgjatësisë së matrices. Prandaj, para ekstrudimit, është e nevojshme të formulohet me kujdes plani i ekstrudimit, të zgjidhet sistemi më i mirë i pajisjeve dhe specifikimet e materialit, të formulohen parametrat më të mirë të procesit të ekstrudimit (siç janë temperatura e ekstrudimit, shpejtësia, koeficienti i ekstrudimit dhe presioni i ekstrudimit, etj.) dhe të përmirësohet mjedisi i punës gjatë ekstrudimit (siç është ftohja me ujë ose ftohja me azot, lubrifikimi i mjaftueshëm, etj.), duke zvogëluar kështu barrën e punës së mykut (siç është ulja e presionit të ekstrudimit, ulja e nxehtësisë së ftohtë dhe ngarkesës alternative, etj.), të vendosen dhe përmirësohen procedurat operative të procesit dhe procedurat e përdorimit të sigurt.
4 Përfundim
Me zhvillimin e trendeve në industrinë e aluminit, vitet e fundit të gjithë po kërkojnë modele më të mira zhvillimi për të përmirësuar efikasitetin, për të kursyer kostot dhe për të rritur përfitimet. Matrica e ekstrudimit është padyshim një nyje e rëndësishme kontrolli për prodhimin e profileve të aluminit.
Ka shumë faktorë që ndikojnë në jetëgjatësinë e matricave të ekstrudimit të aluminit. Përveç faktorëve të brendshëm, siç janë projektimi strukturor dhe rezistenca e matricave, materialet e matricave, përpunimi i ftohtë dhe termik dhe teknologjia e përpunimit elektrik, trajtimi termik dhe teknologjia e trajtimit sipërfaqësor, ekzistojnë edhe procesi i ekstrudimit dhe kushtet e përdorimit, mirëmbajtja dhe riparimi i matricave, karakteristikat dhe forma e materialit të produktit të ekstrudimit, specifikimet dhe menaxhimi shkencor i matricave.
Në të njëjtën kohë, faktorët ndikues nuk janë një problem i vetëm, por një problem kompleks shumëfaktorësh gjithëpërfshirës, për të përmirësuar jetëgjatësinë e tij sigurisht që është gjithashtu një problem sistemik, në prodhimin dhe përdorimin aktual të procesit, duhet të optimizohet projektimi, përpunimi i mykut, mirëmbajtja e përdorimit dhe aspekte të tjera kryesore të kontrollit, dhe më pas të përmirësohet jetëgjatësia e shërbimit të mykut, të ulen kostot e prodhimit, të përmirësohet efikasiteti i prodhimit.
Redaktuar nga May Jiang nga MAT Aluminum
Koha e postimit: 14 gusht 2024
