1. Introduzione
U stampu hè un strumentu chjave per l'estrusione di prufili d'aluminiu. Durante u prucessu d'estrusione di prufili, u stampu deve resiste à temperature elevate, pressioni elevate è attritu elevatu. Durante l'usu à longu andà, pruvucarà usura di u stampu, deformazione plastica è danni da fatica. In casi gravi, pò causà rotture di u stampu.
2. Forme di fallimentu è cause di muffa
2.1 Ruptura di usura
L'usura hè a forma principale chì porta à u fallimentu di a matrice d'estrusione, ciò chì pruvucarà un disordine di a dimensione di i profili d'aluminiu è una diminuzione di a qualità di a superficia. Durante l'estrusione, i profili d'aluminiu scontranu a parte aperta di a cavità di u stampu attraversu u materiale d'estrusione sottu alta temperatura è alta pressione senza trattamentu di lubrificazione. Un latu hè in cuntattu direttu cù u pianu di a striscia di a pinza, è l'altru latu scorre, risultendu in un grande attritu. A superficia di a cavità è a superficia di a cintura di a pinza sò sottumesse à usura è fallimentu. À u listessu tempu, durante u prucessu di attritu di u stampu, una parte di u metallu billet hè aderita à a superficia di travagliu di u stampu, ciò chì face cambià a geometria di u stampu è ùn pò esse aduprata, è hè ancu cunsiderata cum'è un fallimentu di usura, chì si manifesta in forma di passivazione di u tagliente, bordi arrotondati, affundamentu di u pianu, scanalature superficiali, sfaldatura, ecc.
A forma specifica di usura di u stampu hè ligata à parechji fattori cum'è a velocità di u prucessu di attritu, cum'è a cumpusizione chimica è e proprietà meccaniche di u materiale di u stampu è di a billetta trasfurmata, a rugosità superficiale di u stampu è di a billetta, è a pressione, a temperatura è a velocità durante u prucessu di estrusione. L'usura di u stampu d'estrusione d'aluminiu hè principalmente usura termica, l'usura termica hè causata da l'attritu, l'ammorbidimentu di a superficia di u metallu per via di l'aumentu di a temperatura è l'interbloccamentu di a superficia di a cavità di u stampu. Dopu chì a superficia di a cavità di u stampu hè ammorbidita à alta temperatura, a so resistenza à l'usura hè assai ridutta. In u prucessu di usura termica, a temperatura hè u fattore principale chì influenza l'usura termica. Più alta hè a temperatura, più seria hè l'usura termica.
2.2 Deformazione plastica
A deformazione plastica di a matrice di estrusione di u prufilu d'aluminiu hè u prucessu di cedimentu di u materiale metallicu di a matrice.
Siccomu a matrice d'estrusione hè in un statu di alta temperatura, alta pressione è alta frizione cù u metallu estrusu per un bellu pezzu quandu funziona, a temperatura di a superficia di a matrice aumenta è provoca un addulcimentu.
Sottu à cundizioni di carica assai elevata, si verificarà una grande quantità di deformazione plastica, pruvucendu u crollu di a cintura di travagliu o a creazione di un'ellisse, è a forma di u pruduttu pruduttu cambierà. Ancu s'è u stampu ùn produce micca crepe, fallirà perchè a precisione dimensionale di u prufilu d'aluminiu ùn pò esse garantita.
Inoltre, a superficia di a matrice d'estrusione hè sottumessa à differenze di temperatura causate da riscaldamenti è raffreddamenti ripetuti, chì producenu tensioni termiche alternate di tensione è compressione nantu à a superficia. À u listessu tempu, a microstruttura subisce ancu trasfurmazioni à diversi gradi. Sottu à questu effettu cumminatu, si verificanu l'usura di u stampo è a deformazione plastica di a superficia.
2.3 Danni da fatica
U dannu da fatica termica hè ancu una di e forme più cumuni di rottura di u stampo. Quandu a barra d'aluminiu riscaldata vene in cuntattu cù a superficia di a matrice d'estrusione, a temperatura superficiale di a barra d'aluminiu aumenta assai più velocemente di a temperatura interna, è una tensione di compressione hè generata nantu à a superficia per via di l'espansione.
À u listessu tempu, a resistenza à u snervamentu di a superficia di u stampu diminuisce per via di l'aumentu di a temperatura. Quandu l'aumentu di a pressione supera a resistenza à u snervamentu di u metallu di a superficia à a temperatura currispondente, una deformazione di cumpressione plastica appare nantu à a superficia. Quandu u prufilu lascia u stampu, a temperatura di a superficia diminuisce. Ma quandu a temperatura in l'internu di u prufilu hè sempre alta, si formerà una deformazione di trazione.
In listessu modu, quandu l'aumentu di a tensione di trazione supera a resistenza di snervamentu di a superficia di u prufilu, si verificarà una deformazione plastica di trazione. Quandu a deformazione lucale di u stampu supera u limite elasticu è entra in a regione di deformazione plastica, l'accumulazione graduale di piccule deformazioni plastiche pò furmà crepe di fatica.
Dunque, per prevene o riduce i danni da fatica di u stampu, devenu esse scelti materiali adatti è un sistema di trattamentu termicu adattatu deve esse aduttatu. À u listessu tempu, deve esse prestata attenzione à u miglioramentu di l'ambiente d'usu di u stampu.
2.4 Rottura di a muffa
In a pruduzzione attuale, e crepe sò distribuite in certe parti di u stampu. Dopu à un certu periodu di serviziu, si generanu piccule crepe chì si espandenu gradualmente in prufundità. Dopu chì e crepe si espandenu à una certa dimensione, a capacità portante di u stampu serà assai indebulita è causerà frattura. Oppure si sò digià verificate microfessure durante u trattamentu termicu originale è a trasfurmazione di u stampu, ciò chì facilita l'espansione di u stampu è causa crepe precoci durante l'usu.
In termini di cuncepimentu, i principali motivi di fallimentu sò u cuncepimentu di a resistenza di u stampu è a selezzione di u raghju di u filu à a transizione. In termini di fabricazione, i principali motivi sò a pre-ispezione di u materiale è l'attenzione à a rugosità è i danni di a superficia durante a trasfurmazione, è ancu l'impattu di u trattamentu termicu è a qualità di u trattamentu di a superficia.
Durante l'usu, si deve fà attenzione à u cuntrollu di u preriscaldamentu di u stampu, di u rapportu d'estrusione è di a temperatura di u lingotto, è ancu à u cuntrollu di a velocità d'estrusione è di u flussu di deformazione di u metallu.
3. Migliuramentu di a vita di u muffa
In a pruduzzione di profili d'aluminiu, i costi di i stampi rapprisentanu una grande parte di i costi di pruduzzione di l'estrusione di profili.
A qualità di u stampu hà ancu un effettu direttu nant'à a qualità di u pruduttu. Siccomu e cundizioni di travagliu di u stampu d'estrusione in a pruduzzione di l'estrusione di prufili sò assai dure, hè necessariu cuntrullà strettamente u stampu da a cuncepzione è a selezzione di u materiale à a pruduzzione finale di u stampu è l'usu è a manutenzione successivi.
In particulare durante u prucessu di pruduzzione, u stampu deve avè una alta stabilità termica, fatica termica, resistenza à l'usura termica è una tenacità sufficiente per allargà a vita di serviziu di u stampu è riduce i costi di pruduzzione.
3.1 Selezzione di i materiali di u stampo
U prucessu d'estrusione di i profili d'aluminiu hè un prucessu di trasfurmazione à alta temperatura è à alta carica, è a matrice d'estrusione d'aluminiu hè sottumessa à cundizioni d'usu assai dure.
A matrice d'estrusione hè sottumessa à temperature elevate, è a temperatura di a superficia lucale pò ghjunghje à 600 gradi Celsius. A superficia di a matrice d'estrusione hè riscaldata è raffreddata ripetutamente, causendu fatica termica.
Quandu si estrudenu leghe d'aluminiu, u stampu deve resistere à forti tensioni di compressione, flessione è taglio, chì causanu usura adesiva è usura abrasiva.
Sicondu e cundizioni di travagliu di a matrice d'estrusione, si ponu determinà e proprietà richieste di u materiale.
Prima di tuttu, u materiale deve avè una bona prestazione di prucessu. U materiale deve esse faciule da funde, forgià, trasfurmà è trattà termicamente. Inoltre, u materiale deve avè una alta resistenza è una alta durezza. I stampi di estrusione generalmente funzionanu à alta temperatura è alta pressione. Quandu si estrudenu leghe d'aluminiu, a resistenza à a trazione di u materiale di u stampo à temperatura ambiente deve esse superiore à 1500 MPa.
Deve avè una alta resistenza à u calore, vale à dì, a capacità di resiste à u caricu meccanicu à alte temperature durante l'estrusione. Deve avè valori elevati di tenacità à l'impattu è di tenacità à a frattura à temperatura nurmale è à alta temperatura, per impedisce à u stampu di frattura fragile in cundizioni di stress o carichi d'impattu.
Ci vole à avè una alta resistenza à l'usura, vale à dì, a superficia hà a capacità di resistere à l'usura sottu à temperature elevate à longu andà, alta pressione è scarsa lubrificazione, in particulare quandu si estrudenu leghe d'aluminiu, hà a capacità di resistere à l'adesione è à l'usura di u metallu.
Una bona temprabilità hè necessaria per assicurà proprietà meccaniche elevate è uniformi in tutta a sezione trasversale di l'utensile.
Una alta cunduttività termica hè necessaria per dissipà rapidamente u calore da a superficia di travagliu di u stampu di l'utensile per impedisce a sovracombustione lucale o a perdita eccessiva di resistenza meccanica di u pezzu estrusu è di u stampu stessu.
Ci vole à avè una forte resistenza à e tensioni cicliche ripetute, vale à dì, ci vole una resistenza elevata è durevule per prevene i danni da fatica prematura. Ci vole ancu à avè una certa resistenza à a corrosione è bone proprietà di nitridabilità.
3.2 Cuncepimentu raghjonevule di u stampu
Un cuncepimentu raghjonevule di u stampu hè una parte impurtante per allargà a so vita di serviziu. Una struttura di stampu currettamente cuncipita deve assicurà chì ùn ci sia alcuna pussibilità di rottura d'impattu è di cuncentrazione di stress in cundizioni d'usu nurmali. Dunque, quandu si cuncepisce u stampu, pruvate à fà chì u stress sia uniforme in ogni parte, è fate attenzione à evità anguli acuti, anguli concavi, differenza di spessore di parete, sezioni di parete piane, larghe è sottili, ecc., per evità una concentrazione eccessiva di stress. Dopu, causanu deformazione da trattamentu termicu, screpolature è frattura fragile o screpolature à caldu precoce durante l'usu, mentre chì u cuncepimentu standardizatu hè ancu favurevule à u scambiu di almacenamentu è manutenzione di u stampu.
3.3 Migliurà a qualità di u trattamentu termicu è di u trattamentu di a superficia
A durata di vita di u stampo d'estrusione dipende in larga misura da a qualità di u trattamentu termicu. Dunque, i metudi avanzati di trattamentu termicu è i prucessi di trattamentu termicu, è ancu i trattamenti di tempra è di rinfurzamentu superficiale, sò particularmente impurtanti per migliurà a durata di vita di u stampo.
À u listessu tempu, i prucessi di trattamentu termicu è di rinfurzamentu di a superficia sò strettamente cuntrullati per prevene i difetti di trattamentu termicu. L'aghjustamentu di i parametri di u prucessu di tempra è di rinvenimentu, l'aumentu di u numeru di pretrattamenti, trattamenti di stabilizazione è rinvenimenti, l'attenzione à u cuntrollu di a temperatura, l'intensità di riscaldamentu è di raffreddamentu, l'usu di novi mezi di tempra è u studiu di novi prucessi è novi equipaghji cum'è u trattamentu di rinfurzamentu è di indurimentu è vari trattamenti di rinfurzamentu di a superficia, sò favurevuli à migliurà a durata di vita di u stampu.
3.4 Migliurà a qualità di a fabricazione di stampi
Durante a trasfurmazione di stampi, i metudi di trasfurmazione cumuni includenu a trasfurmazione meccanica, u tagliu di filu, a trasfurmazione per scarica elettrica, ecc. A trasfurmazione meccanica hè un prucessu indispensabile è impurtante in u prucessu di trasfurmazione di stampi. Ùn cambia micca solu a dimensione di l'aspettu di u stampo, ma affetta ancu direttamente a qualità di u prufilu è a durata di vita di u stampo.
U tagliu à filu di i fori di stampi hè un metudu di prucessu largamente utilizatu in a trasfurmazione di stampi. Migliora l'efficienza di trasfurmazione è a precisione di trasfurmazione, ma porta ancu qualchi prublemi particulari. Per esempiu, se un stampu trasfurmatu cù u tagliu à filu hè utilizatu direttamente per a pruduzzione senza tempera, si verificanu facilmente scorie, sfaldature, ecc., chì riduceranu a vita di serviziu di u stampu. Dunque, una tempera sufficiente di u stampu dopu u tagliu à filu pò migliurà u statu di tensione di trazione superficiale, riduce a tensione residuale è aumentà a vita di serviziu di u stampu.
A cuncentrazione di stress hè a causa principale di a frattura di u stampu. In u quadru permessu da u disignu di u disegnu, più grande hè u diametru di u filu di taglio, megliu hè. Questu ùn solu aiuta à migliurà l'efficienza di trasfurmazione, ma migliora ancu assai a distribuzione di u stress per impedisce l'occorrenza di cuncentrazione di stress.
A machinazione per scarica elettrica hè un tipu di machinazione per corrosione elettrica realizata da a superposizione di a vaporizzazione di u materiale, a fusione è l'evaporazione di u fluidu di machinazione pruduttu durante a scarica. U prublema hè chì per via di u calore di u riscaldamentu è di u raffreddamentu chì agisce nantu à u fluidu di machinazione è l'azione elettrochimica di u fluidu di machinazione, si forma un stratu mudificatu in a parte di machinazione per pruduce deformazione è stress. In u casu di l'oliu, l'atomi di carboniu decomposti per via di a combustione di l'oliu si diffondenu è si carburizanu in a pezza. Quandu u stress termicu aumenta, u stratu deterioratu diventa fragile è duru è hè propensu à crepe. À u listessu tempu, si forma un stress residuale chì si attacca à a pezza. Questu si traduce in una riduzione di a resistenza à a fatica, frattura accelerata, corrosione da stress è altri fenomeni. Dunque, durante u prucessu di trasfurmazione, duvemu pruvà à evità i prublemi sopra menzionati è migliurà a qualità di trasfurmazione.
3.5 Migliurà e cundizioni di travagliu è e cundizioni di u prucessu d'estrusione
E cundizioni di travagliu di a matrice d'estrusione sò assai scarse, è l'ambiente di travagliu hè ancu assai male. Dunque, migliurà u metudu di u prucessu d'estrusione è i parametri di u prucessu, è migliurà e cundizioni di travagliu è l'ambiente di travagliu sò benefichi per migliurà a vita di a matrice. Dunque, prima di l'estrusione, hè necessariu formulà attentamente u pianu d'estrusione, selezziunà u megliu sistema d'equipaggiu è e specifiche di u materiale, formulà i migliori parametri di u prucessu d'estrusione (cum'è a temperatura d'estrusione, a velocità, u coefficientu d'estrusione è a pressione d'estrusione, ecc.) è migliurà l'ambiente di travagliu durante l'estrusione (cum'è u raffreddamentu à l'acqua o u raffreddamentu à l'azotu, una lubrificazione sufficiente, ecc.), riducendu cusì u pesu di travagliu di u stampu (cum'è a riduzione di a pressione d'estrusione, a riduzione di u calore di raffreddamentu è di u caricu alternatu, ecc.), stabilisce è migliurà e procedure operative di u prucessu è e procedure d'usu sicuru.
4 Cunclusione
Cù u sviluppu di e tendenze di l'industria di l'aluminiu, in l'ultimi anni tutti cercanu migliori mudelli di sviluppu per migliurà l'efficienza, risparmià costi è aumentà i benefici. A matrice d'estrusione hè senza dubbitu un nodu di cuntrollu impurtante per a pruduzzione di profili d'aluminiu.
Ci sò parechji fattori chì influenzanu a vita di a matrice d'estrusione d'aluminiu. In più di i fattori interni cum'è u disignu strutturale è a resistenza di a matrice, i materiali di a matrice, a tecnulugia di trasfurmazione à fretu è termicu è a tecnulugia di trasfurmazione elettrica, u trattamentu termicu è a tecnulugia di trattamentu di a superficia, ci sò e cundizioni di prucessu è d'usu di l'estrusione, a manutenzione è a riparazione di a matrice, e caratteristiche è a forma di u materiale di u pruduttu d'estrusione, e specifiche è a gestione scientifica di a matrice.
À u listessu tempu, i fattori influenti ùn sò micca un solu, ma un prublema cumplessu multifattore, per migliurà a so vita di corsu hè ancu un prublema sistemicu, in a pruduzzione è l'usu attuale di u prucessu, bisognu di ottimizà u disignu, u trattamentu di u stampu, l'usu di mantenimentu è altri aspetti principali di u cuntrollu, è dopu migliurà a vita di serviziu di u stampu, riduce i costi di pruduzzione, migliurà l'efficienza di a pruduzzione.
Editatu da May Jiang da MAT Aluminum
Data di publicazione: 14 d'aostu 2024
