1. Introduction
Le moule est un outil clé pour l'extrusion de profil en aluminium. Pendant le processus d'extrusion de profil, le moule doit résister à une température élevée, à la haute pression et à une frottement élevé. Pendant l'utilisation à long terme, il entraînera une usure de moisissure, une déformation plastique et des dommages à la fatigue. Dans les cas graves, il peut provoquer des ruptures de moisissures.
2. Formes de défaillance et causes de moules
2.1 Échec d'usure
L'usure est la forme principale qui conduit à la défaillance de la matrice d'extrusion, ce qui entraînera la baisse de la taille des profils en aluminium et la qualité de la surface. Pendant l'extrusion, les profils en aluminium rencontrent la partie ouverte de la cavité du moule à travers le matériau d'extrusion à haute température et à haute pression sans traitement de lubrification. Un côté contacte directement avec le plan de la bande de l'étrier et les autres glissements latéraux, entraînant une grande friction. La surface de la cavité et la surface de la courroie de l'étrier sont soumises à l'usure et à la défaillance. Dans le même temps, pendant le processus de frottement du moule, un métal billette est adhéré à la surface de travail du moule, ce qui fait la géométrie du changement de moisissure et ne peut pas être utilisé, et est également considéré comme une défaillance d'usure, qui est exprimé sous la forme de passivation du bord de coupe, des bords arrondis, du naufrage plan, des rainures de surface, du pelage, etc.
La forme spécifique de l'usure est liée à de nombreux facteurs tels que la vitesse du processus de frottement, tels que la composition chimique et les propriétés mécaniques du matériau de la matrice et la billette transformée, la rugosité de surface de la matrice et de la billette, et la pression, température et vitesse pendant le processus d'extrusion. L'usure de la moisissure d'extrusion en aluminium est principalement l'usure thermique, l'usure thermique est causée par la friction, le ramollissement de la surface métallique en raison de la température croissante et de la surface de la cavité du moule. Après que la surface de la moule soit adoucie à haute température, sa résistance à l'usure est considérablement réduite. Dans le processus d'usure thermique, la température est le principal facteur affectant l'usure thermique. Plus la température est élevée, plus l'usure thermique est grave.
2.2 Déformation plastique
La déformation plastique de la matrice d'extrusion de profil en aluminium est le processus de rendement du matériau métallique.
Étant donné que la matrice d'extrusion est dans un état de température élevée, de haute pression et de frottement élevé avec le métal extrudé pendant longtemps lorsqu'il fonctionne, la température de surface de la matrice augmente et provoque un ramollissement.
Dans des conditions de charge très élevée, une grande quantité de déformation plastique se produira, provoquant l'effondrement de la courroie de travail ou créent une ellipse, et la forme du produit produit changera. Même si le moule ne produit pas de fissures, il échouera car la précision dimensionnelle du profil en aluminium ne peut pas être garantie.
De plus, la surface de la matrice d'extrusion est soumise à des différences de température causées par un chauffage et un refroidissement répétés, ce qui produit des contraintes thermiques alternées de tension et de compression à la surface. Dans le même temps, la microstructure subit également des transformations à des degrés divers. Sous cet effet combiné, l'usure des moisissures et la déformation plastique de surface se produiront.
2.3 Dégâts de fatigue
Les dommages à la fatigue thermique sont également l'une des formes les plus courantes de panne de moisissure. Lorsque la tige d'aluminium chauffée entre en contact avec la surface de la matrice d'extrusion, la température de surface de la tige d'aluminium augmente beaucoup plus rapidement que la température interne, et une contrainte de compression est générée à la surface en raison de l'expansion.
Dans le même temps, la limite d'élasticité de la surface du moule diminue en raison de l'augmentation de la température. Lorsque l'augmentation de la pression dépasse la limite d'élasticité du métal de surface à la température correspondante, la contrainte de compression plastique apparaît sur la surface. Lorsque le profil quitte le moule, la température de surface diminue. Mais lorsque la température à l'intérieur du profil est encore élevée, la tension de traction se formera.
De même, lorsque l'augmentation de la contrainte de traction dépasse la limite d'élasticité de la surface du profil, une déformation en traction en plastique se produira. Lorsque la déformation locale du moule dépasse la limite élastique et pénètre dans la région de déformation en plastique, l'accumulation progressive de petites souches en plastique peut former des fissures de fatigue.
Par conséquent, afin de prévenir ou de réduire les dommages à la fatigue du moule, les matériaux appropriés doivent être sélectionnés et un système de traitement thermique approprié doit être adopté. Dans le même temps, l'attention doit être accordée à l'amélioration de l'environnement d'utilisation du moule.
2.4 Breakage des moisissures
Dans la production réelle, les fissures sont distribuées dans certaines parties du moule. Après une certaine période de service, de petites fissures sont générées et se développent progressivement en profondeur. Une fois que les fissures se sont développées à une certaine taille, la capacité de charge du moule sera gravement affaiblie et provoquera une fracture. Ou les microfissures se sont déjà produites pendant le traitement thermique et le traitement d'origine du moule, ce qui facilite l'expansion du moule et provoque des fissures précoces pendant l'utilisation.
En termes de conception, les principales raisons de la défaillance sont la conception de la résistance au moule et la sélection du rayon du filet à la transition. En termes de fabrication, les principales raisons sont la pré-inspection des matériaux et l'attention à la rugosité et aux dommages de la surface pendant le traitement, ainsi que l'impact du traitement thermique et de la qualité du traitement de surface.
Pendant l'utilisation, l'attention doit être accordée au contrôle de la préchauffage des moisissures, du rapport d'extrusion et de la température du lingot, ainsi que du contrôle de la vitesse d'extrusion et du flux de déformation métallique.
3. Amélioration de la vie de moisissure
Dans la production de profils en aluminium, les coûts de moisissure représentent une grande partie des coûts de production d'extrusion de profil.
La qualité du moule affecte également directement la qualité du produit. Étant donné que les conditions de travail du moule d'extrusion dans la production d'extrusion de profil sont très dures, il est nécessaire de contrôler strictement le moule de la conception et de la sélection des matériaux à la production finale du moule et à l'utilisation et à l'entretien ultérieures.
En particulier pendant le processus de production, le moule doit avoir une stabilité thermique élevée, une fatigue thermique, une résistance à l'usure thermique et une ténacité suffisante pour prolonger la durée de vie du moule et réduire les coûts de production.
3.1 Sélection de matériaux de moule
Le processus d'extrusion des profils en aluminium est un processus de traitement à haute température à haute charge et la matrice d'extrusion en aluminium est soumise à des conditions d'utilisation très sévères.
La matrice d'extrusion est soumise à des températures élevées et la température de surface locale peut atteindre 600 degrés Celsius. La surface de la matrice d'extrusion est chauffée et refroidie à plusieurs reprises, provoquant une fatigue thermique.
Lors de l'extruder des alliages en aluminium, le moule doit résister à des contraintes élevées de compression, de flexion et de cisaillement, ce qui provoquera une usure adhésive et une usure abrasive.
Selon les conditions de travail de la matrice d'extrusion, les propriétés requises du matériau peuvent être déterminées.
Tout d'abord, le matériel doit avoir de bonnes performances de processus. Le matériau doit être facile à sentir, à forger, à traiter et à traiter la chaleur. De plus, le matériau doit avoir une forte résistance et une dureté élevée. Les matrices d'extrusion fonctionnent généralement à haute température et à haute pression. Lors de l'extruder des alliages en aluminium, la résistance à la traction du matériau de la matrice à température ambiante doit être supérieure à 1500 MPa.
Il doit avoir une résistance à la chaleur élevée, c'est-à-dire la capacité de résister à la charge mécanique à des températures élevées pendant l'extrusion. Il doit avoir des valeurs de ténacité et de ténacité à forte impact et de fracture à une température normale et à une température élevée, pour empêcher le moule de fracture fragile dans des conditions de contrainte ou des charges d'impact.
Il doit avoir une résistance à l'usure élevée, c'est-à-dire que la surface a la capacité de résister à l'usure sous une température élevée à long terme, une haute pression et une mauvaise lubrification, en particulier lors de l'extruder des alliages d'aluminium, il a la capacité de résister à l'adhésion et à l'usure en métal.
Une bonne durabilité est nécessaire pour assurer des propriétés mécaniques élevées et uniformes sur toute la section transversale de l'outil.
Une conductivité thermique élevée est nécessaire pour dissiper rapidement la chaleur de la surface de travail du moule à outils pour empêcher la surchauffe locale ou une perte excessive de résistance mécanique de la pièce extrudée et du moule lui-même.
Il doit avoir une forte résistance au stress cyclique répété, c'est-à-dire qu'il nécessite une résistance durable pour prévenir les dommages prématurés sur la fatigue. Il doit également avoir une certaine résistance à la corrosion et de bonnes propriétés de nitridabilité.
3.2 Conception raisonnable de moisissure
La conception raisonnable du moule est une partie importante de l'extension de sa durée de vie. Une structure de moisissure correctement conçue devrait garantir qu'il n'y a aucune possibilité de rupture d'impact et de concentration de contrainte dans des conditions d'utilisation normales. Par conséquent, lors de la conception du moule, essayez de faire le stress sur chaque partie même et faites attention à éviter les coins pointus, les coins concaves, la différence d'épaisseur de paroi, la section plate à paroi mince large, etc., pour éviter une concentration excessive de contraintes. Ensuite, provoquer la déformation du traitement thermique, la fissuration et la fracture fragile ou la fissuration chaude précoce pendant l'utilisation, tandis que la conception standardisée est également propice à l'échange de stockage et d'entretien du moule.
3.3 Améliorer la qualité du traitement thermique et du traitement de surface
La durée de vie de la durée d'extrusion dépend en grande partie de la qualité du traitement thermique. Par conséquent, les méthodes de traitement thermique avancées et les processus de traitement thermique ainsi que les traitements de durcissement et de renforcement de la surface sont particulièrement importants pour améliorer la durée de vie du moule.
Dans le même temps, les processus de traitement thermique et de renforcement de la surface sont strictement contrôlés pour prévenir les défauts de traitement thermique. Ajuster les paramètres de l'extinction et de température des processus, augmentant le nombre de prétraitement, le traitement de la stabilisation et la température, en accordant l'attention au contrôle de la température, à l'intensité du chauffage et du refroidissement, en utilisant de nouveaux supports exigeants et en étudiant de nouveaux processus et de nouveaux équipements tels que le renforcement et le traitement du traitement et divers renforcement de la surface et le renforcement de la surface et le renforcement de la surface et le renforcement de la surface et le renforcement de la surface et le renforcement de la surface et le renforcement de la surface et le renforcement de la surface et le renforcement de la surface et le renforcement de la surface du surface Le traitement est propice à l'amélioration de la durée de vie du moule.
3.4 Améliorer la qualité de la fabrication de moisissures
Pendant le traitement des moules, les méthodes de traitement courantes incluent le traitement mécanique, la découpe de fils, le traitement des décharges électriques, etc. Le traitement mécanique est un processus indispensable et important dans le processus de traitement des moisissures. Il modifie non seulement la taille de l'apparence du moule, mais affecte également directement la qualité du profil et la durée de vie du moule.
La coupe du fil des trous de matrice est une méthode de processus largement utilisée dans le traitement des moisissures. Il améliore l'efficacité du traitement et la précision du traitement, mais il apporte également quelques problèmes particuliers. Par exemple, si un moule traité par la coupe de fil est utilisé directement pour la production sans tremper, scories, peeling, etc. se produira facilement, ce qui réduira la durée de vie du moule. Par conséquent, une température suffisante du moule après la coupe du fil peut améliorer l'état de contrainte de traction de surface, réduire la contrainte résiduelle et augmenter la durée de vie du moule.
La concentration de stress est la principale cause de fracture du moule. Dans la portée autorisée par la conception de dessin, plus le diamètre du fil de coupe du fil est grand, mieux c'est. Cela aide non seulement à améliorer l'efficacité du traitement, mais aussi améliore considérablement la distribution du stress pour éviter la survenue de concentration de contrainte.
L'usinage de décharge électrique est une sorte d'usinage de corrosion électrique effectué par la superposition de la vaporisation des matériaux, de la fusion et de l'évaporation du fluide produite lors de la décharge. Le problème est qu'en raison de la chaleur de chauffage et de refroidissement agissant sur le liquide d'usinage et l'action électrochimique du fluide d'usinage, une couche modifiée est formée dans la partie usinée pour produire la contrainte et la contrainte. Dans le cas de l'huile, les atomes de carbone se décomposent en raison de la combustion de l'huile diffuse et de la carbure à la pièce. Lorsque la contrainte thermique augmente, la couche détériorée devient cassante et dure et est sujette aux fissures. Dans le même temps, une contrainte résiduelle est formée et attachée à la pièce. Cela entraînera une réduction de la résistance à la fatigue, une fracture accélérée, une corrosion du stress et d'autres phénomènes. Par conséquent, pendant le processus de traitement, nous devons essayer d'éviter les problèmes ci-dessus et d'améliorer la qualité de traitement.
3.5 Améliorer les conditions de travail et les conditions de processus d'extrusion
Les conditions de travail de la matrice d'extrusion sont très médiocres et l'environnement de travail est également très mauvais. Par conséquent, l'amélioration de la méthode du processus d'extrusion et des paramètres de processus et l'amélioration des conditions de travail et de l'environnement de travail sont bénéfiques pour améliorer la durée de vie de la matrice. Par conséquent, avant l'extrusion, il est nécessaire de formuler soigneusement le plan d'extrusion, de sélectionner le meilleur système d'équipement et de spécifications de matériau, de formuler les meilleurs paramètres de processus d'extrusion (tels que la température d'extrusion, la vitesse, le coefficient d'extrusion et la pression d'extrusion, etc.) et améliorer le environnement de travail pendant l'extrusion (comme le refroidissement par eau ou le refroidissement de l'azote, une lubrification suffisante, etc.), réduisant ainsi la charge de travail du moule (comme la réduction de la pression d'extrusion, la réduction Refroidir la chaleur et la charge alternée, etc.), établir et améliorer les procédures de fonctionnement du processus et les procédures d'utilisation sûre.
4 Conclusion
Avec le développement des tendances de l'industrie de l'aluminium, ces dernières années, tout le monde cherche de meilleurs modèles de développement pour améliorer l'efficacité, économiser les coûts et augmenter les avantages. La matrice d'extrusion est sans aucun doute un nœud de contrôle important pour la production de profils en aluminium.
Il existe de nombreux facteurs affectant la durée de la vie de l'extrusion d'aluminium. En plus des facteurs internes tels que la conception structurelle et la résistance de la matrice, des matériaux de mat Caractéristiques et forme des matériaux du produit, spécifications et gestion scientifique de la matrice.
Dans le même temps, les facteurs d'influence ne sont pas un seul, mais un problème complet complexe multi-facteurs, pour améliorer sa vie, bien sûr, est également un problème systémique, dans la production réelle et l'utilisation du processus, doit optimiser la conception, Le traitement des moisissures, utilisez l'entretien et autres aspects principaux du contrôle, puis améliorez la durée de vie du moule, réduisez les coûts de production, améliorez l'efficacité de la production.
Édité par May Jiang de MAT Aluminium
Heure du poste: août-14-2024
