1. Inngangur
Mótið er lykilverkfæri fyrir álprófílútpressun. Við prófílútpressunarferlið þarf mótið að þola hátt hitastig, mikinn þrýsting og mikla núning. Við langtímanotkun veldur það sliti á mótinu, plastaflögun og þreytuskemmdum. Í alvarlegum tilfellum getur það valdið moldarbrotum.
2. Bilunarform og orsakir myglu
2.1 Slitbilun
Slit er helsta ástæða bilunar í útpressunarmótinu, sem veldur því að stærð álprófíla verður ófullnægjandi og yfirborðsgæði minnka. Við útpressun mætast álprófílar í gegnum útpressunarefnið við háan hita og mikinn þrýsting án smurningar. Önnur hliðin snertir beint fleti þykktarbandsins og hin hliðin rennur, sem veldur miklum núningi. Yfirborð holsins og yfirborð þykktarbandsins verða fyrir sliti og bilun. Á sama tíma, við núning mótsins, festist eitthvað af billetmálmi við vinnuflöt mótsins, sem veldur því að lögun mótsins breytist og það er ekki hægt að nota það, og er einnig talið slitbilun, sem birtist í formi óvirkjunar á skurðbrúninni, ávölum brúnum, flatri sökkun, yfirborðsrifum, flögnun o.s.frv.
Sérstök form slits á mótum tengist mörgum þáttum eins og hraða núningsferlisins, svo sem efnasamsetningu og vélrænum eiginleikum mótefnisins og unnar eininga, yfirborðsgrófleika mótsins og einingarinnar, og þrýstingi, hitastigi og hraða meðan á útpressunarferlinu stendur. Slit á álútpressunarmótum er aðallega hitaslit, hitaslit stafar af núningi, mýkingu málmyfirborðsins vegna hækkandi hitastigs og samtengingu yfirborðs mótholsins. Eftir að yfirborð mótholsins hefur mýkst við hátt hitastig minnkar slitþol þess verulega. Í hitaslitferlinu er hitastig aðalþátturinn sem hefur áhrif á hitaslit. Því hærra sem hitastigið er, því alvarlegra er hitaslitið.
2.2 Plastísk aflögun
Plastaflögun álprófílsins er aflögunarferli málmefnisins í álprófílnum.
Þar sem útpressunarmótið er í miklum hita, miklum þrýstingi og mikilli núningi við útpressaða málminn í langan tíma þegar það er í gangi, eykst yfirborðshitastig mótsins og veldur mýkingu.
Við mjög mikla álagsaðstæður mun mikil plastaflögun eiga sér stað, sem veldur því að vinnubeltið fellur saman eða myndar sporbaug og lögun vörunnar breytist. Jafnvel þótt mótið sprungi ekki mun það bila vegna þess að ekki er hægt að tryggja nákvæmni víddar álprófílsins.
Að auki verður yfirborð útpressunarformsins fyrir hitamismun vegna endurtekinnar upphitunar og kælingar, sem veldur til skiptis hitaspennu á yfirborðinu, þ.e. tog- og þjöppunarspennu. Á sama tíma breytist örbyggingin einnig í mismunandi mæli. Við þessi sameinuðu áhrif mun slit á mótinu og plastaflögun yfirborðsins eiga sér stað.
2.3 Þreytuskemmdir
Varmaþreytuskemmdir eru einnig ein algengasta tegund mótbilunar. Þegar hituð álstöng kemst í snertingu við yfirborð útpressunarmótsins hækkar yfirborðshitastig álstöngarinnar mun hraðar en innra hitastigið og þjöppunarspenna myndast á yfirborðinu vegna útþenslu.
Á sama tíma minnkar teygjustyrkur yfirborðs mótsins vegna hækkunar á hitastigi. Þegar aukning þrýstings fer yfir teygjustyrk yfirborðsmálmsins við samsvarandi hitastig myndast plastþjöppunarspenna á yfirborðinu. Þegar sniðið fer úr mótinu lækkar yfirborðshitastigið. En þegar hitastigið inni í sniðinu er enn hátt myndast togspenna.
Á sama hátt, þegar aukning togspennu fer yfir sveigjanleika yfirborðs sniðsins, mun myndast plast togálag. Þegar staðbundin álag mótsins fer yfir teygjumörkin og fer inn í plast togsvæðið, getur smám saman safnast upp lítil plast álag sem myndar þreytusprungur.
Þess vegna, til að koma í veg fyrir eða draga úr þreytuskemmdum á mótinu, ætti að velja viðeigandi efni og nota viðeigandi hitameðferðarkerfi. Á sama tíma ætti að huga að því að bæta notkunarumhverfi mótsins.
2.4 Brot í myglu
Í raunverulegri framleiðslu myndast sprungur á ákveðnum stöðum í mótinu. Eftir ákveðinn tíma myndast litlar sprungur sem smám saman stækka. Eftir að sprungurnar ná ákveðinni stærð veikist burðargeta mótsins verulega og veldur broti. Eða örsprungur hafa þegar myndast við upphaflega hitameðferð og vinnslu mótsins, sem gerir það auðvelt fyrir mótið að þenjast út og valda sprungum snemma við notkun.
Hvað varðar hönnun eru helstu ástæður bilana hönnun mótstyrks og val á hringlaga radíus við umskipti. Hvað varðar framleiðslu eru helstu ástæðurnar forskoðun efnis og athygli á yfirborðsgrófum og skemmdum við vinnslu, sem og áhrif hitameðferðar og gæða yfirborðsmeðferðar.
Við notkun skal gæta að stjórnun á forhitun mótsins, útdráttarhlutfalli og hitastigi stöngarinnar, svo og stjórnun á útdráttarhraða og flæði málmformunar.
3. Bæting á líftíma myglu
Við framleiðslu álprófíla er kostnaður við mót stór hluti af framleiðslukostnaði við prófílútdrátt.
Gæði mótsins hafa einnig bein áhrif á gæði vörunnar. Þar sem vinnuskilyrði útpressunarmótsins við framleiðslu á sniðútpressun eru mjög erfið er nauðsynlegt að hafa strangt eftirlit með mótinu, allt frá hönnun og efnisvali til lokaframleiðslu mótsins og síðari notkunar og viðhalds.
Sérstaklega í framleiðsluferlinu verður mótið að hafa mikla hitastöðugleika, hitaþreytu, hitaþol og nægilega seiglu til að lengja endingartíma mótsins og draga úr framleiðslukostnaði.
3.1 Val á mótunarefnum
Útpressunarferlið á álprófílum er vinnsluferli við háan hita og mikið álag, og álútpressunarmótið er háð mjög erfiðum notkunarskilyrðum.
Útpressunarmótið er háhitað og staðbundið yfirborðshitastig getur náð 600 gráðum á Celsíus. Yfirborð útpressunarmótsins er endurtekið hitað og kælt, sem veldur hitaþreytu.
Við pressun álfelgna verður mótið að þola mikla þjöppun, beygju og klippispennu, sem veldur sliti á lími og núningi.
Hægt er að ákvarða nauðsynlega eiginleika efnisins eftir því hvaða vinnuskilyrði útdráttarmótið er notað.
Fyrst og fremst þarf efnið að hafa góða vinnslugetu. Efnið þarf að vera auðvelt í bræðslu, smíði, vinnslu og hitameðhöndlun. Að auki þarf efnið að hafa mikinn styrk og mikla hörku. Útpressunarform vinna almennt við hátt hitastig og mikinn þrýsting. Þegar ál er útpressað þarf togstyrkur formefnisins við stofuhita að vera meiri en 1500 MPa.
Það þarf að hafa mikla hitaþol, það er að segja getu til að standast vélrænt álag við hátt hitastig við útpressun. Það þarf að hafa mikla höggþol og brotþol við eðlilegt hitastig og hátt hitastig til að koma í veg fyrir að mótið brotni brothætt við álag eða höggálag.
Það þarf að hafa mikla slitþol, það er að segja, yfirborðið hefur getu til að standast slit við langvarandi háan hita, háan þrýsting og lélega smurningu, sérstaklega þegar ál málmblöndur eru pressaðar, hefur það getu til að standast viðloðun og slit málma.
Góð herðingarhæfni er nauðsynleg til að tryggja mikla og einsleita vélræna eiginleika yfir allt þversnið verkfærisins.
Mikil varmaleiðni er nauðsynleg til að dreifa hita fljótt frá vinnufleti verkfæramótsins til að koma í veg fyrir staðbundna ofbruna eða óhóflegt tap á vélrænum styrk pressaðs vinnustykkis og mótsins sjálfs.
Það þarf að hafa sterka mótstöðu gegn endurtekinni lotubundinni streitu, það er að segja, það þarf mikinn varanlegan styrk til að koma í veg fyrir ótímabæra þreytuskemmdir. Það þarf einnig að hafa ákveðna tæringarþol og góða nítrunarhæfni.
3.2 Sanngjörn hönnun moldar
Skynsamleg hönnun mótsins er mikilvægur þáttur í að lengja líftíma þess. Rétt hönnuð mótbygging ætti að tryggja að engin hætta sé á höggbroti og spennuþjöppun við venjulegar notkunaraðstæður. Þess vegna, þegar mótið er hannað, reyndu að gera spennuna á hverjum hluta jafna og gæta þess að forðast skarpa horn, íhvolfa horn, mismun á veggþykkt, flata, breiða og þunna veggi o.s.frv. til að forðast óhóflega spennuþjöppun. Þetta getur valdið aflögun, sprungum og brothættum brotum eða snemmbúnum sprungum við hitameðferð við notkun, en stöðluð hönnun stuðlar einnig að skipti á geymslu og viðhaldi mótsins.
3.3 Bæta gæði hitameðferðar og yfirborðsmeðferðar
Líftími útpressunarmótsins fer að miklu leyti eftir gæðum hitameðferðarinnar. Þess vegna eru háþróaðar hitameðferðaraðferðir og hitameðferðarferli, sem og herðingar- og yfirborðsstyrkingarmeðferðir, sérstaklega mikilvægar til að bæta líftíma mótsins.
Á sama tíma er hitameðferð og yfirborðsstyrkingarferlum stranglega stjórnað til að koma í veg fyrir galla í hitameðferð. Aðlögun á slokkunar- og herðingarferlum, aukning á fjölda formeðferðar, stöðugleikameðferðar og herðingar, athygli á hitastýringu, upphitunar- og kælingarstyrk, notkun nýrra slokkunarmiðla og nám í nýjum ferlum og nýjum búnaði eins og styrkingar- og herðingarmeðferð og ýmsum yfirborðsstyrkingarmeðferðum eru til þess fallin að bæta endingartíma mótsins.
3.4 Bæta gæði mótframleiðslu
Algengar vinnsluaðferðir við vinnslu mótsins eru meðal annars vélræn vinnsla, vírskurður, rafmagnsútskriftarvinnsla og svo framvegis. Vélræn vinnsla er ómissandi og mikilvægt ferli í vinnsluferli mótsins. Hún breytir ekki aðeins útliti og stærð mótsins heldur hefur hún einnig bein áhrif á gæði sniðsins og endingartíma mótsins.
Vírskurður á deyjaholum er mikið notuð aðferð í mótvinnslu. Hún bætir vinnsluhagkvæmni og nákvæmni, en hefur einnig í för með sér sérstök vandamál. Til dæmis, ef mót sem unnið er með vírskurði er notað beint til framleiðslu án herðingar, mun gjall, flögnun o.s.frv. auðveldlega myndast, sem mun stytta endingartíma mótsins. Þess vegna getur næg herðing mótsins eftir vírskurð bætt togspennu yfirborðsins, dregið úr leifarálagi og aukið endingartíma mótsins.
Spennuþéttni er aðalástæða moldarbrota. Innan þess marka sem teikningin leyfir, því stærri sem þvermál vírskærisins er, því betra. Þetta hjálpar ekki aðeins til við að bæta vinnsluhagkvæmni heldur bætir einnig dreifingu spennu til muna til að koma í veg fyrir spennuþéttni.
Rafmagnsútfellingarvinnsla er eins konar raftæringarvinnsla sem framkvæmd er með því að blanda saman efnisgufun, bræðslu og uppgufun vinnsluvökva sem myndast við útfellingu. Vandamálið er að vegna hitunar og kælingarhita sem verkar á vinnsluvökvann og rafefnafræðilegrar áhrifa vinnsluvökvans myndast breytt lag í vinnsluhlutanum sem veldur spennu og álagi. Í tilviki olíu dreifast kolefnisatómin sem brotna niður vegna bruna olíunnar og kolefnisbindast við vinnustykkið. Þegar hitaspennan eykst verður slitna lagið brothætt og hart og viðkvæmt fyrir sprungum. Á sama tíma myndast leifarspenna sem festist við vinnustykkið. Þetta leiðir til minnkaðs þreytuþols, hraðari brota, spennutæringar og annarra fyrirbæra. Þess vegna ættum við að reyna að forðast ofangreind vandamál meðan á vinnsluferlinu stendur og bæta gæði vinnslunnar.
3.5 Bæta vinnuskilyrði og skilyrði við útpressunarferli
Vinnuskilyrði útpressunarmótsins eru mjög slæm og vinnuumhverfið er einnig mjög slæmt. Þess vegna er það gagnlegt að bæta útpressunarferlið og ferlisbreyturnar, ásamt því að bæta vinnuskilyrði og vinnuumhverfi til að lengja líftíma mótsins. Þess vegna er nauðsynlegt, áður en útpressun hefst, að móta útpressunaráætlun vandlega, velja besta búnaðarkerfið og efnisupplýsingar, móta bestu útpressunarferlisbreyturnar (eins og útpressunarhitastig, hraða, útpressunarstuðul og útpressunarþrýsting o.s.frv.) og bæta vinnuumhverfið við útpressun (eins og vatnskælingu eða köfnunarefniskælingu, næga smurningu o.s.frv.), og þannig draga úr vinnuálagi mótsins (eins og að draga úr útpressunarþrýstingi, draga úr kælihita og skiptisálagi o.s.frv.), koma á og bæta ferlisferlið og öruggar notkunaraðferðir.
4 Niðurstaða
Með þróun álframleiðslu hefur á undanförnum árum verið leitað að betri þróunarlíkönum til að bæta skilvirkni, spara kostnað og auka ávinning. Útpressunarmótið er án efa mikilvægur stjórnunarpunktur fyrir framleiðslu á álprófílum.
Margir þættir hafa áhrif á líftíma álpressunarforms. Auk innri þátta eins og byggingarhönnun og styrkur formsins, formefni, kulda- og hitavinnslu og rafmagnsvinnslutækni, hitameðferð og yfirborðsmeðferðartækni, eru einnig pressunarferli og notkunarskilyrði, viðhald og viðgerðir á formum, einkenni og lögun efnis pressunarafurða, forskriftir og vísindaleg stjórnun formsins.
Á sama tíma eru áhrifaþættirnir ekki einn, heldur flókið fjölþátta vandamál. Til að bæta líftíma mótsins er það auðvitað einnig kerfisbundið vandamál. Í raunverulegri framleiðslu og notkun þarf að hámarka hönnun, vinnslu mótsins, viðhald notkunar og annarra helstu þátta stjórnunarinnar, og síðan bæta endingartíma mótsins, draga úr framleiðslukostnaði og bæta framleiðsluhagkvæmni.
Ritstýrt af May Jiang frá MAT Aluminum
Birtingartími: 14. ágúst 2024
