1. Pengenalan
Acuan adalah alat utama untuk penyemperitan profil aluminium. Semasa proses penyemperitan profil, acuan perlu menahan suhu tinggi, tekanan tinggi, dan geseran tinggi. Semasa penggunaan jangka panjang, ia akan menyebabkan haus acuan, ubah bentuk plastik, dan kerosakan keletihan. Dalam kes yang teruk, ia boleh menyebabkan pecahan acuan.
2. Kegagalan bentuk dan punca acuan
2.1 Kegagalan pemakaian
Haus adalah bentuk utama yang membawa kepada kegagalan die penyemperitan, yang akan menyebabkan saiz profil aluminium menjadi tidak teratur dan kualiti permukaan menurun. Semasa penyemperitan, profil aluminium memenuhi bahagian terbuka rongga acuan melalui bahan penyemperitan di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi tanpa pemprosesan pelinciran. Satu sisi bersentuhan terus dengan satah jalur angkup, dan sebelah lagi menggelongsor, mengakibatkan geseran yang hebat. Permukaan rongga dan permukaan tali pinggang caliper tertakluk kepada haus dan kegagalan. Pada masa yang sama, semasa proses geseran acuan, beberapa logam bilet dipatuhi pada permukaan kerja acuan, yang menjadikan geometri acuan berubah dan tidak boleh digunakan, dan juga dianggap sebagai kegagalan haus, iaitu dinyatakan dalam bentuk pempasifan tepi pemotong, tepi bulat, tenggelam satah, alur permukaan, mengelupas, dll.
Bentuk khusus haus die berkaitan dengan banyak faktor seperti kelajuan proses geseran, seperti komposisi kimia dan sifat mekanikal bahan die dan bilet yang diproses, kekasaran permukaan dadu dan bilet, dan tekanan, suhu, dan kelajuan semasa proses penyemperitan. Haus acuan penyemperitan aluminium adalah terutamanya haus terma, haus terma disebabkan oleh geseran, permukaan logam melembutkan akibat peningkatan suhu dan permukaan rongga acuan saling bercantum. Selepas permukaan rongga acuan dilembutkan pada suhu tinggi, rintangan hausnya berkurangan. Dalam proses haus terma, suhu adalah faktor utama yang mempengaruhi haus terma. Semakin tinggi suhu, semakin serius haus terma.
2.2 Ubah bentuk plastik
Ubah bentuk plastik acuan penyemperitan profil aluminium adalah proses menghasilkan bahan logam mati.
Oleh kerana acuan penyemperitan berada dalam keadaan suhu tinggi, tekanan tinggi, dan geseran tinggi dengan logam tersemperit untuk masa yang lama apabila ia berfungsi, suhu permukaan acuan meningkat dan menyebabkan pelembutan.
Di bawah keadaan beban yang sangat tinggi, sejumlah besar ubah bentuk plastik akan berlaku, menyebabkan tali pinggang kerja runtuh atau mencipta elips, dan bentuk produk yang dihasilkan akan berubah. Walaupun acuan tidak menghasilkan keretakan, ia akan gagal kerana ketepatan dimensi profil aluminium tidak dapat dijamin.
Di samping itu, permukaan acuan penyemperitan tertakluk kepada perbezaan suhu yang disebabkan oleh pemanasan dan penyejukan berulang, yang menghasilkan tegasan terma tegangan dan mampatan berselang-seli pada permukaan. Pada masa yang sama, struktur mikro juga mengalami perubahan kepada tahap yang berbeza-beza. Di bawah kesan gabungan ini, haus acuan dan ubah bentuk plastik permukaan akan berlaku.
2.3 Kerosakan keletihan
Kerosakan keletihan terma juga merupakan salah satu bentuk kegagalan acuan yang paling biasa. Apabila rod aluminium yang dipanaskan bersentuhan dengan permukaan die penyemperitan, suhu permukaan rod aluminium meningkat lebih cepat daripada suhu dalaman, dan tegasan mampatan dijana pada permukaan akibat pengembangan.
Pada masa yang sama, kekuatan hasil permukaan acuan berkurangan disebabkan oleh peningkatan suhu. Apabila peningkatan tekanan melebihi kekuatan hasil logam permukaan pada suhu yang sepadan, ketegangan mampatan plastik muncul di permukaan. Apabila profil meninggalkan acuan, suhu permukaan berkurangan. Tetapi apabila suhu di dalam profil masih tinggi, ketegangan tegangan akan terbentuk.
Begitu juga, apabila peningkatan tegasan tegangan melebihi kekuatan hasil permukaan profil, ketegangan tegangan plastik akan berlaku. Apabila terikan tempatan acuan melebihi had keanjalan dan memasuki kawasan terikan plastik, pengumpulan secara beransur-ansur terikan plastik kecil boleh membentuk rekahan keletihan.
Oleh itu, untuk mengelakkan atau mengurangkan kerosakan keletihan acuan, bahan yang sesuai harus dipilih dan sistem rawatan haba yang sesuai harus diguna pakai. Pada masa yang sama, perhatian harus diberikan untuk menambah baik persekitaran penggunaan acuan.
2.4 Pecah acuan
Dalam pengeluaran sebenar, retakan diedarkan di bahagian tertentu acuan. Selepas tempoh perkhidmatan tertentu, retakan kecil dijana dan secara beransur-ansur berkembang secara mendalam. Selepas retakan mengembang ke saiz tertentu, kapasiti galas beban acuan akan menjadi sangat lemah dan menyebabkan keretakan. Atau retakan mikro telah pun berlaku semasa rawatan haba asal dan pemprosesan acuan, menjadikannya mudah untuk acuan mengembang dan menyebabkan keretakan awal semasa digunakan.
Dari segi reka bentuk, sebab utama kegagalan adalah reka bentuk kekuatan acuan dan pemilihan jejari fillet pada peralihan. Dari segi pembuatan, sebab utama adalah pra-pemeriksaan bahan dan perhatian terhadap kekasaran permukaan dan kerosakan semasa pemprosesan, serta kesan rawatan haba dan kualiti rawatan permukaan.
Semasa penggunaan, perhatian harus diberikan kepada kawalan pemanasan awal acuan, nisbah penyemperitan dan suhu jongkong, serta kawalan kelajuan penyemperitan dan aliran ubah bentuk logam.
3. Penambahbaikan hayat acuan
Dalam pengeluaran profil aluminium, kos acuan menyumbang sebahagian besar kos pengeluaran penyemperitan profil.
Kualiti acuan juga secara langsung mempengaruhi kualiti produk. Oleh kerana keadaan kerja acuan penyemperitan dalam pengeluaran penyemperitan profil adalah sangat keras, adalah perlu untuk mengawal ketat acuan dari reka bentuk dan pemilihan bahan kepada pengeluaran akhir acuan dan penggunaan dan penyelenggaraan seterusnya.
Terutama semasa proses pengeluaran, acuan mesti mempunyai kestabilan haba yang tinggi, keletihan haba, rintangan haus haba dan keliatan yang mencukupi untuk memanjangkan hayat perkhidmatan acuan dan mengurangkan kos pengeluaran.
3.1 Pemilihan bahan acuan
Proses penyemperitan profil aluminium ialah proses pemprosesan suhu tinggi, beban tinggi, dan acuan penyemperitan aluminium tertakluk kepada keadaan penggunaan yang sangat keras.
Die penyemperitan tertakluk kepada suhu tinggi, dan suhu permukaan tempatan boleh mencapai 600 darjah Celsius. Permukaan die penyemperitan berulang kali dipanaskan dan disejukkan, menyebabkan keletihan haba.
Apabila menyemperit aloi aluminium, acuan mesti menahan tekanan tinggi, lentur dan ricih, yang akan menyebabkan haus pelekat dan haus kasar.
Bergantung pada keadaan kerja die penyemperitan, sifat bahan yang diperlukan boleh ditentukan.
Pertama sekali, bahan perlu mempunyai prestasi proses yang baik. Bahan perlu mudah dihidu, ditempa, diproses dan rawatan haba. Di samping itu, bahan perlu mempunyai kekuatan tinggi dan kekerasan yang tinggi. Die penyemperitan biasanya berfungsi di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi. Apabila menyemperit aloi aluminium, kekuatan tegangan bahan die pada suhu bilik dikehendaki lebih besar daripada 1500MPa.
Ia perlu mempunyai rintangan haba yang tinggi, iaitu keupayaan untuk menahan beban mekanikal pada suhu tinggi semasa penyemperitan. Ia perlu mempunyai keliatan impak tinggi dan nilai keliatan patah pada suhu biasa dan suhu tinggi, untuk mengelakkan acuan daripada patah rapuh di bawah keadaan tegasan atau beban hentaman.
Ia perlu mempunyai rintangan haus yang tinggi, iaitu, permukaan mempunyai keupayaan untuk menahan haus di bawah suhu tinggi jangka panjang, tekanan tinggi dan pelinciran yang lemah, terutamanya apabila menyemperit aloi aluminium, ia mempunyai keupayaan untuk menahan lekatan dan haus logam.
Kebolehkerasan yang baik diperlukan untuk memastikan sifat mekanikal yang tinggi dan seragam di seluruh keratan rentas alat.
Kekonduksian terma yang tinggi diperlukan untuk menghilangkan haba dengan cepat dari permukaan kerja acuan alat untuk mengelakkan pembakaran terlampau tempatan atau kehilangan kekuatan mekanikal yang berlebihan bahan kerja tersemperit dan acuan itu sendiri.
Ia perlu mempunyai rintangan yang kuat terhadap tekanan kitaran berulang, iaitu, ia memerlukan kekuatan berkekalan tinggi untuk mengelakkan kerosakan keletihan pramatang. Ia juga perlu mempunyai rintangan kakisan tertentu dan sifat kebolehnitridaan yang baik.
3.2 Reka bentuk acuan yang munasabah
Reka bentuk acuan yang munasabah adalah bahagian penting dalam memanjangkan hayat perkhidmatannya. Struktur acuan yang direka bentuk dengan betul harus memastikan bahawa tidak ada kemungkinan pecah hentaman dan kepekatan tegasan di bawah keadaan penggunaan biasa. Oleh itu, apabila mereka bentuk acuan, cuba buat tekanan pada setiap bahagian sekata, dan perhatikan untuk mengelakkan sudut tajam, sudut cekung, perbezaan ketebalan dinding, bahagian dinding nipis lebar rata, dan lain-lain, untuk mengelakkan kepekatan tekanan yang berlebihan. Kemudian，menyebabkan ubah bentuk rawatan haba, keretakan dan patah rapuh atau retak panas awal semasa penggunaan, manakala reka bentuk piawai juga kondusif untuk pertukaran penyimpanan dan penyelenggaraan acuan.
3.3 Meningkatkan kualiti rawatan haba dan rawatan permukaan
Hayat perkhidmatan die penyemperitan sebahagian besarnya bergantung pada kualiti rawatan haba. Oleh itu, kaedah rawatan haba lanjutan dan proses rawatan haba serta rawatan mengeras dan mengukuhkan permukaan amat penting untuk meningkatkan hayat perkhidmatan acuan.
Pada masa yang sama, proses rawatan haba dan pengukuhan permukaan dikawal ketat untuk mengelakkan kecacatan rawatan haba. Melaraskan parameter proses pelindapkejutan dan pembajaan, meningkatkan bilangan prarawatan, rawatan penstabilan dan pembajaan, memberi perhatian kepada kawalan suhu, keamatan pemanasan dan penyejukan, menggunakan media pelindapkejutan baharu dan mengkaji proses baharu dan peralatan baharu seperti rawatan pengukuhan dan peneguhan dan pelbagai pengukuhan permukaan rawatan, adalah kondusif untuk meningkatkan hayat perkhidmatan acuan.
3.4 Meningkatkan kualiti pembuatan acuan
Semasa pemprosesan acuan, kaedah pemprosesan biasa termasuk pemprosesan mekanikal, pemotongan wayar, pemprosesan nyahcas elektrik, dan lain-lain. Pemprosesan mekanikal adalah proses yang sangat diperlukan dan penting dalam proses pemprosesan acuan. Ia bukan sahaja mengubah saiz penampilan acuan, tetapi juga secara langsung mempengaruhi kualiti profil dan hayat perkhidmatan acuan.
Pemotongan wayar lubang mati adalah kaedah proses yang digunakan secara meluas dalam pemprosesan acuan. Ia meningkatkan kecekapan pemprosesan dan ketepatan pemprosesan, tetapi ia juga membawa beberapa masalah khas. Sebagai contoh, jika acuan yang diproses dengan pemotongan wayar digunakan secara langsung untuk pengeluaran tanpa pembajaan, sanga, pengelupasan, dan lain-lain akan mudah berlaku, yang akan mengurangkan hayat perkhidmatan acuan. Oleh itu, pembajaan acuan yang mencukupi selepas pemotongan wayar boleh meningkatkan keadaan tegasan tegangan permukaan, mengurangkan tekanan sisa, dan meningkatkan hayat perkhidmatan acuan.
Kepekatan tekanan adalah punca utama keretakan acuan. Dalam skop yang dibenarkan oleh reka bentuk lukisan, lebih besar diameter dawai pemotong wayar, lebih baik. Ini bukan sahaja membantu meningkatkan kecekapan pemprosesan, tetapi juga meningkatkan pengagihan tekanan untuk mengelakkan berlakunya kepekatan tekanan.
Pemesinan nyahcas elektrik ialah sejenis pemesinan kakisan elektrik yang dilakukan oleh superposisi pengewapan bahan, peleburan dan penyejatan bendalir pemesinan yang dihasilkan semasa nyahcas. Masalahnya ialah disebabkan oleh haba pemanasan dan penyejukan yang bertindak pada bendalir pemesinan dan tindakan elektrokimia bendalir pemesinan, lapisan diubah suai terbentuk di bahagian pemesinan untuk menghasilkan ketegangan dan tegasan. Dalam kes minyak, atom karbon terurai disebabkan oleh pembakaran minyak meresap dan karburkan ke bahan kerja. Apabila tegasan haba meningkat, lapisan yang rosak menjadi rapuh dan keras dan terdedah kepada keretakan. Pada masa yang sama, tegasan sisa terbentuk dan dilekatkan pada bahan kerja. Ini akan mengakibatkan pengurangan kekuatan keletihan, patah dipercepatkan, kakisan tegasan dan fenomena lain. Oleh itu, semasa proses pemprosesan, kita harus cuba mengelakkan masalah di atas dan meningkatkan kualiti pemprosesan.
3.5 Memperbaiki keadaan kerja dan keadaan proses penyemperitan
Keadaan kerja die penyemperitan adalah sangat buruk, dan persekitaran kerja juga sangat buruk. Oleh itu, menambah baik kaedah proses penyemperitan dan parameter proses, dan menambah baik keadaan kerja dan persekitaran kerja adalah bermanfaat untuk meningkatkan hayat die. Oleh itu, sebelum penyemperitan, adalah perlu untuk merumuskan pelan penyemperitan dengan teliti, memilih sistem peralatan dan spesifikasi bahan terbaik, merumuskan parameter proses penyemperitan terbaik (seperti suhu penyemperitan, kelajuan, pekali penyemperitan dan tekanan penyemperitan, dll.) dan memperbaiki persekitaran kerja semasa penyemperitan (seperti penyejukan air atau penyejukan nitrogen, pelinciran yang mencukupi, dll.), sekali gus mengurangkan beban kerja acuan (seperti mengurangkan tekanan penyemperitan, mengurangkan haba sejuk dan beban berselang-seli, dll.), mewujudkan dan memperbaiki prosedur operasi proses dan prosedur penggunaan selamat.
4 Kesimpulan
Dengan perkembangan trend industri aluminium, dalam beberapa tahun kebelakangan ini semua orang sedang mencari model pembangunan yang lebih baik untuk meningkatkan kecekapan, menjimatkan kos dan meningkatkan faedah. Die penyemperitan tidak diragukan lagi merupakan nod kawalan yang penting untuk penghasilan profil aluminium.
Terdapat banyak faktor yang mempengaruhi hayat penyemperitan aluminium mati. Sebagai tambahan kepada faktor dalaman seperti reka bentuk struktur dan kekuatan die, bahan die, pemprosesan sejuk dan haba dan teknologi pemprosesan elektrik, rawatan haba dan teknologi rawatan permukaan, terdapat proses penyemperitan dan keadaan penggunaan, penyelenggaraan dan pembaikan die, penyemperitan. ciri dan bentuk bahan produk, spesifikasi dan pengurusan saintifik die.
Pada masa yang sama, faktor yang mempengaruhi bukanlah satu, tetapi masalah komprehensif pelbagai faktor yang kompleks, untuk memperbaiki kehidupannya tentu saja juga merupakan masalah sistemik, dalam pengeluaran dan penggunaan proses sebenar, perlu mengoptimumkan reka bentuk, pemprosesan acuan, penggunaan penyelenggaraan dan aspek kawalan utama yang lain, dan kemudian meningkatkan hayat perkhidmatan acuan, mengurangkan kos pengeluaran, meningkatkan kecekapan pengeluaran.
Disunting oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Masa siaran: 14 Ogos 2024
