اشکال شکست ، علل و بهبود زندگی اکستروژن درگذشت

1. مقدمه

قالب ابزاری مهم برای اکستروژن پروفایل آلومینیوم است. در طی فرآیند اکستروژن پروفایل ، قالب باید در برابر درجه حرارت بالا ، فشار زیاد و اصطکاک بالا مقاومت کند. در طول استفاده طولانی مدت ، باعث سایش قالب ، تغییر شکل پلاستیک و آسیب خستگی می شود. در موارد شدید ، ممکن است باعث شکستگی قالب شود.

2. خرابی و علل قالب ها

2.1 خرابی سایش

سایش شکل اصلی است که منجر به عدم موفقیت درگذشت اکستروژن می شود و این باعث می شود اندازه پروفایل های آلومینیوم از نظم خارج شود و کیفیت سطح آن کاهش یابد. در حین اکستروژن ، پروفایل های آلومینیومی قسمت باز از حفره قالب را از طریق ماده اکستروژن تحت درجه حرارت بالا و فشار زیاد بدون پردازش روغن کاری قرار می دهند. یک طرف به طور مستقیم با صفحه نوار کولیس و اسلایدهای طرف دیگر تماس می گیرد و در نتیجه اصطکاک عالی ایجاد می شود. سطح حفره و سطح کمربند کولیس در معرض سایش و خرابی قرار می گیرد. در عین حال ، در طی فرآیند اصطکاک قالب ، مقداری فلز بیل به سطح کار قالب رعایت می شود ، که باعث می شود هندسه تغییر قالب تغییر کند و از آن استفاده نمی شود ، و همچنین به عنوان یک خرابی سایش در نظر گرفته می شود ، بیان شده به شکل غیرفعال لبه برش ، لبه های گرد ، غرق شدن هواپیما ، شیارهای سطح ، لایه برداری و غیره.

شکل خاص سایش قالب مربوط به عوامل بسیاری از قبیل سرعت فرآیند اصطکاک است ، مانند ترکیب شیمیایی و خصوصیات مکانیکی مواد قالب و بیل فرآوری شده ، زبری سطح قالب و بیل و فشار ، دما و سرعت در طی فرآیند اکستروژن. سایش قالب اکستروژن آلومینیوم عمدتاً سایش حرارتی است ، سایش حرارتی در اثر اصطکاک ایجاد می شود ، نرم شدن سطح فلز به دلیل افزایش درجه حرارت و سطح حفره قالب در حال اتصال است. پس از نرم شدن سطح حفره قالب در دمای بالا ، مقاومت سایش آن به شدت کاهش می یابد. در فرآیند سایش حرارتی ، دما عامل اصلی مؤثر بر سایش حرارتی است. هرچه درجه حرارت بالاتر باشد ، سایش حرارتی جدی تر خواهد بود.

2.2 تغییر شکل پلاستیک

تغییر شکل پلاستیکی اکستروژن پروفایل آلومینیوم ، فرآیند بازده مواد فلزی مرده است.

از آنجا که اکستروژن در حالت دمای بالا ، فشار زیاد و اصطکاک بالا با فلز اکسترود شده برای مدت طولانی در هنگام کار است ، دمای سطح قالب افزایش می یابد و باعث نرم شدن می شود.

در شرایط بار بسیار زیاد ، مقدار زیادی تغییر شکل پلاستیک رخ می دهد که باعث فروپاشی کمربند کار یا ایجاد بیضی می شود و شکل محصول تولید شده تغییر می کند. حتی اگر قالب ترکی ایجاد نکند ، شکست می خورد زیرا دقت بعدی مشخصات آلومینیوم نمی تواند تضمین شود.

علاوه بر این ، سطح مرگ اکستروژن در معرض اختلاف دما ناشی از گرمایش مکرر و سرمایش است که باعث ایجاد تنش های حرارتی متناوب تنش و فشرده سازی بر روی سطح می شود. در عین حال ، ریزساختار نیز دگرگونی به درجات مختلف می کند. تحت این اثر ترکیبی ، سایش قالب و تغییر شکل پلاستیک سطح رخ می دهد.

2.3 آسیب خستگی

آسیب خستگی حرارتی نیز یکی از شایع ترین اشکال نارسایی قالب است. هنگامی که میله آلومینیوم گرم شده با سطح اکستروژن در تماس است ، دمای سطح میله آلومینیوم بسیار سریعتر از دمای داخلی بالا می رود و استرس فشاری به دلیل انبساط بر روی سطح ایجاد می شود.

در عین حال ، قدرت عملکرد سطح قالب به دلیل افزایش دما کاهش می یابد. هنگامی که افزایش فشار بیش از استحکام عملکرد فلز سطح در دمای مربوطه باشد ، فشار فشرده سازی پلاستیک روی سطح ظاهر می شود. هنگامی که پروفایل قالب را ترک می کند ، دمای سطح کاهش می یابد. اما هنگامی که دمای داخل نمایه هنوز زیاد است ، کرنش کششی شکل می گیرد.

به طور مشابه ، هنگامی که افزایش استرس کششی بیش از استحکام عملکرد سطح مشخصات ، فشار کششی پلاستیک رخ خواهد داد. هنگامی که فشار محلی قالب از حد الاستیک فراتر رفته و وارد ناحیه کرنش پلاستیکی می شود ، تجمع تدریجی سویه های پلاستیکی کوچک ممکن است ترک های خستگی را تشکیل دهد.

بنابراین ، برای جلوگیری یا کاهش آسیب خستگی قالب ، باید مواد مناسب انتخاب شود و باید یک سیستم تصفیه حرارتی مناسب اتخاذ شود. در عین حال ، باید به بهبود محیط استفاده از قالب توجه شود.

2.4 شکستگی قالب

در تولید واقعی ، ترک ها در قسمت های خاصی از قالب توزیع می شوند. پس از یک دوره خدمات خاص ، ترک های کوچک تولید می شود و به تدریج در عمق گسترش می یابد. پس از گسترش ترک ها به اندازه مشخص ، ظرفیت بارگذاری قالب به شدت تضعیف می شود و باعث شکستگی می شود. یا ریزگردها قبلاً در طول عملیات حرارتی و پردازش اصلی قالب رخ داده اند ، و این باعث می شود که قالب برای گسترش قالب آسان شود و باعث ایجاد ترک های اولیه در حین استفاده شود.

از نظر طراحی ، دلایل اصلی خرابی ، طراحی قدرت قالب و انتخاب شعاع فیله در انتقال است. از نظر تولید ، دلایل اصلی قبل از بازرسی و توجه به زبری سطح و آسیب در هنگام پردازش و همچنین تأثیر عملیات حرارتی و کیفیت تصفیه سطح است.

در حین استفاده ، باید به کنترل پیش گرم شدن قالب ، نسبت اکستروژن و دمای شمش و همچنین کنترل سرعت اکستروژن و جریان تغییر شکل فلز توجه شود.

3. بهبود زندگی قالب

در تولید پروفایل های آلومینیومی ، هزینه های قالب بخش بزرگی از هزینه های تولید اکستروژن پروفایل را تشکیل می دهد.

کیفیت قالب نیز به طور مستقیم بر کیفیت محصول تأثیر می گذارد. از آنجا که شرایط کار قالب اکستروژن در تولید اکستروژن پروفایل بسیار سخت است ، لازم است که قالب را از طراحی و انتخاب مواد به تولید نهایی قالب و استفاده و نگهداری بعدی کنترل کنید.

به خصوص در طی فرآیند تولید ، قالب باید از پایداری حرارتی بالا ، خستگی حرارتی ، مقاومت در برابر سایش حرارتی و چقرمگی کافی برای افزایش عمر خدمت قالب و کاهش هزینه های تولید برخوردار باشد.

3.1 انتخاب مواد قالب

فرآیند اکستروژن پروفایل های آلومینیومی یک فرآیند پردازش با درجه بالا و با بار بالا است و می میرند که اکستروژن آلومینیوم در معرض شرایط استفاده بسیار سخت قرار می گیرد.

قالب اکستروژن در معرض درجه حرارت بالا قرار می گیرد و دمای سطح محلی می تواند به 600 درجه سانتیگراد برسد. سطح قالب اکستروژن به طور مکرر گرم و خنک می شود و باعث خستگی حرارتی می شود.

هنگام اکسترود آلیاژهای آلومینیومی ، قالب باید در برابر فشرده سازی زیاد ، خمش و تنش برشی مقاومت کند و این باعث سایش چسب و سایش ساینده می شود.

بسته به شرایط کار اکستروژن ، خواص مورد نیاز مواد را می توان تعیین کرد.

اول از همه ، مواد باید عملکرد فرایند خوبی داشته باشند. این ماده برای بو دادن ، جعل ، فرآیند و درمان با گرما باید آسان باشد. علاوه بر این ، این مواد باید از استحکام و سختی بالایی برخوردار باشند. اکستروژن به طور کلی تحت درجه حرارت بالا و فشار زیاد کار می کند. هنگام اکسترود آلیاژهای آلومینیومی ، استحکام کششی مواد قالب در دمای اتاق بیشتر از 1500MPa لازم است.

نیاز به مقاومت در برابر حرارت زیاد دارد ، یعنی توانایی مقاومت در برابر بار مکانیکی در دماهای بالا در طول اکستروژن. برای جلوگیری از شکستگی شکننده در شرایط استرس یا بارهای ضربه ، باید مقادیر سختی و مقادیر شکستگی در دمای طبیعی و دمای بالا داشته باشد.

نیاز به مقاومت در برابر سایش بالا دارد ، یعنی سطح توانایی مقاومت در برابر سایش در دمای طولانی مدت ، فشار بالا و روانکاری ضعیف را دارد ، به خصوص هنگام اکسترود آلیاژهای آلومینیومی ، توانایی مقاومت در برابر چسبندگی فلزی و سایش را دارد.

برای اطمینان از خصوصیات مکانیکی زیاد و یکنواخت در کل سطح مقطع ابزار ، سخت بودن خوبی لازم است.

برای جلوگیری از سوزاندن بیش از حد موضعی یا از بین رفتن بیش از حد قدرت مکانیکی قطعه کار اکسترود شده و خود قالب ، هدایت حرارتی بالا لازم است.

برای جلوگیری از آسیب زودرس خستگی زودرس ، باید مقاومت شدیدی در برابر استرس چرخه ای مکرر داشته باشد ، یعنی به استحکام پایدار نیاز دارد. همچنین نیاز به مقاومت در برابر خوردگی خاص و خاصیت نیتراید پذیری خوب دارد.

3.2 طراحی معقول قالب

طراحی معقول قالب بخش مهمی از گسترش عمر خدمات خود است. یک ساختار قالب به درستی طراحی شده باید اطمینان حاصل کند که در شرایط استفاده عادی امکان پارگی ضربه و غلظت استرس وجود ندارد. بنابراین ، هنگام طراحی قالب ، سعی کنید استرس را در هر قسمت یکنواخت کنید و برای جلوگیری از گوشه های تیز ، گوشه های مقعر ، اختلاف ضخامت دیوار ، بخش دیواره نازک و باریک و غیره ، توجه کنید تا از غلظت بیش از حد استرس جلوگیری کنید. سپس ， باعث تغییر شکل عملیات حرارتی ، ترک خوردگی و شکستگی شکننده یا ترک خوردگی زودرس در هنگام استفاده می شود ، در حالی که طراحی استاندارد نیز منجر به تبادل ذخیره و نگهداری قالب می شود.

3.3 کیفیت عملیات حرارتی و تصفیه سطح را بهبود بخشید

عمر خدمات اکستروژن تا حد زیادی به کیفیت عملیات حرارتی بستگی دارد. بنابراین ، روشهای پیشرفته عملیات حرارتی و فرآیندهای عملیات حرارتی و همچنین درمان های سخت تر و تقویت کننده سطح از اهمیت ویژه ای برای بهبود عمر خدمت قالب برخوردار هستند.

در عین حال ، عملیات حرارتی و فرآیندهای تقویت سطح برای جلوگیری از نقص عملیات حرارتی به شدت کنترل می شوند. تنظیم پارامترهای فرآیند خاموش و معتدل ، افزایش تعداد پیش درمانی ، درمان تثبیت و مزاج ، توجه به کنترل دما ، گرمایشی و شدت سرمایش ، استفاده از رسانه های خاموش و جدید و مطالعه فرآیندهای جدید و تجهیزات جدید مانند تقویت و سخت شدن درمان و تقویت سطح مختلف سطح درمان ، منجر به بهبود عمر خدمات قالب می شود.

3.4 کیفیت تولید قالب را بهبود بخشید

در طی پردازش قالب ها ، روش های پردازش متداول شامل پردازش مکانیکی ، برش سیم ، پردازش تخلیه الکتریکی و غیره است. پردازش مکانیکی یک فرآیند ضروری و مهم در فرآیند پردازش قالب است. این نه تنها اندازه شکل قالب را تغییر می دهد ، بلکه به طور مستقیم بر کیفیت مشخصات و عمر خدمات قالب نیز تأثیر می گذارد.

برش سیم سوراخ های قالب یک روش فرایند به طور گسترده در پردازش قالب است. این کارآیی پردازش و دقت پردازش را بهبود می بخشد ، اما همچنین مشکلات خاصی را به همراه می آورد. به عنوان مثال ، اگر قالب پردازش شده توسط برش سیم به طور مستقیم برای تولید استفاده شود ، بدون خلق و خوی ، سرباره ، لایه برداری و غیره به راحتی رخ می دهد که باعث کاهش عمر خدمت قالب می شود. بنابراین ، مقدار کافی از قالب پس از برش سیم می تواند حالت استرس کششی سطح را بهبود بخشد ، استرس باقیمانده را کاهش داده و عمر خدمت قالب را افزایش دهد.

غلظت استرس عامل اصلی شکستگی قالب است. در محدوده مجاز با طراحی نقاشی ، هرچه قطر سیم برش سیم بزرگتر باشد ، بهتر می شود. این نه تنها به بهبود راندمان پردازش کمک می کند ، بلکه توزیع استرس را نیز برای جلوگیری از بروز غلظت استرس به شدت بهبود می بخشد.

ماشینکاری تخلیه الکتریکی نوعی ماشینکاری خوردگی الکتریکی است که با استفاده از ترکیب تبخیر مواد ، ذوب و ماشینکاری تبخیر سیال تولید شده در هنگام تخلیه انجام می شود. مشکل این است که به دلیل گرمای گرمایش و سرمایش بر روی مایع ماشینکاری و عمل الکتروشیمیایی مایع ماشینکاری ، یک لایه اصلاح شده در قسمت ماشینکاری برای تولید کرنش و استرس تشکیل می شود. در مورد روغن ، اتمهای کربن به دلیل احتراق روغن پراکنده و کاربرز به قطعه کار تجزیه می شوند. با افزایش استرس حرارتی ، لایه بدتر شکننده و سخت می شود و مستعد ترک ها است. در عین حال ، استرس باقیمانده شکل گرفته و به قطعه کار وصل می شود. این منجر به کاهش مقاومت خستگی ، شکستگی شتاب ، خوردگی استرس و پدیده های دیگر خواهد شد. بنابراین ، در طی فرآیند پردازش ، باید سعی کنیم از مشکلات فوق جلوگیری کنیم و کیفیت پردازش را بهبود بخشیم.

3.5 شرایط کار و شرایط فرآیند اکستروژن را بهبود بخشید

شرایط کار اکستروژن بسیار ضعیف است و محیط کار نیز بسیار بد است. بنابراین ، بهبود روش فرآیند اکستروژن و پارامترهای فرآیند و بهبود شرایط کار و محیط کار برای بهبود زندگی قالب مفید است. بنابراین ، قبل از اکستروژن ، لازم است که برنامه اکستروژن را با دقت تدوین کنید ، بهترین سیستم تجهیزات و مشخصات مواد را انتخاب کنید ، بهترین پارامترهای فرآیند اکستروژن (مانند دمای اکستروژن ، سرعت ، ضریب اکستروژن و فشار اکستروژن و غیره) را تدوین کرده و بهبود دهید. محیط کار در هنگام اکستروژن (مانند خنک کننده آب یا خنک کننده نیتروژن ، روغن کاری کافی و غیره) ، بنابراین بار کار قالب را کاهش می دهد (مانند کاهش فشار اکستروژن ، کاهش سرماخوردگی گرما و بار متناوب و غیره) ، روشهای عملیاتی فرآیند و روشهای استفاده ایمن را ایجاد و بهبود بخشید.

4 نتیجه گیری

با توسعه روند صنعت آلومینیوم ، در سالهای اخیر همه به دنبال مدل های توسعه بهتری برای بهبود کارآیی ، صرفه جویی در هزینه ها و افزایش مزایا هستند. مرگ اکستروژن بدون شک یک گره کنترل مهم برای تولید پروفایل های آلومینیومی است.

عوامل زیادی بر زندگی اکستروژن آلومینیوم تأثیر می گذارد. علاوه بر فاکتورهای داخلی مانند طراحی ساختاری و استحکام مردن ، مواد مرده ، پردازش سرد و حرارتی و فناوری پردازش الکتریکی ، عملیات حرارتی و فناوری تصفیه سطح ، فرآیند اکسترود کردن و شرایط استفاده ، نگهداری از قالب و ترمیم ، اکستروژن وجود دارد خصوصیات و شکل مواد محصول ، مشخصات و مدیریت علمی قالب.

در عین حال ، فاکتورهای تأثیرگذار یک مشکل جامع چند عاملی نیست ، بلکه برای بهبود عمر آن نیز یک مشکل سیستمی است ، در تولید واقعی و استفاده از فرآیند ، نیاز به بهینه سازی طرح دارد ، پردازش قالب ، استفاده از تعمیر و نگهداری و سایر جنبه های اصلی کنترل و سپس بهبود عمر قالب قالب ، کاهش هزینه های تولید ، بهبود راندمان تولید.

ویرایش شده توسط می جیانگ از آلومینیوم مات