1. Aféierung
D'Form ass e wichtegt Instrument fir d'Extrusioun vun Aluminiumprofiler. Wärend dem Profilextrusiounsprozess muss d'Form héijen Temperaturen, héijem Drock a héijer Reibung standhalen. Bei laangfristeger Benotzung kann et zu Formverschleiung, plastescher Deformatioun a Middegkeetsschued féieren. A schwéiere Fäll kann et zu Formbroch féieren.
2. Formen a Ursaache vu Schimmelbildung
2.1 Verschleiss
Verschleiung ass déi Haaptform, déi zum Versoen vun der Extrusiounsform féiert, wat dozou féiert, datt d'Gréisst vun den Aluminiumprofiler net an der Rei ass an d'Uewerflächenqualitéit erofgeet. Wärend der Extrusioun treffen d'Aluminiumprofiler den oppene Deel vun der Formhöhl duerch d'Extrusiounsmaterial ënner héijer Temperatur an héijem Drock ouni Schmierveraarbechtung. Eng Säit beréiert direkt d'Fläch vum Bremsschlagband, an déi aner Säit rutscht, wat zu grousser Reibung féiert. D'Uewerfläch vun der Höhl an d'Uewerfläch vum Bremsschlagband sinn dem Verschleiung a Versoen ausgesat. Gläichzäiteg bleift während dem Reibungsprozess vun der Form e bëssen Billetmetall un der Aarbechtsfläch vun der Form hänken, wouduerch d'Geometrie vun der Form ännert a kann net méi benotzt ginn, an et gëtt och als Verschleiungsfehler ugesinn, deen sech a Form vu Passivéierung vun der Schneidkant, ofgerënnten Kanten, flaachem Absenken, Uewerflächenrillen, Ofpellen, etc. ausdréckt.
Déi spezifesch Form vum Verschleiss vun der Form hänkt mat ville Faktoren zesummen, wéi zum Beispill d'Geschwindegkeet vum Reibungsprozess, wéi zum Beispill déi chemesch Zesummesetzung a mechanesch Eegeschafte vum Formmaterial an dem veraarbechte Billet, d'Uewerflächenrauheet vun der Form a vum Billet, an den Drock, d'Temperatur an d'Geschwindegkeet während dem Extrusiounsprozess. De Verschleiss vun enger Aluminium-Extrusiounsform ass haaptsächlech thermesch Verschleiss, den thermesche Verschleiss gëtt duerch Reibung verursaacht, d'Metalluewerfläch gëtt méi mëll wéinst der steigender Temperatur an d'Uewerfläch vum Formhöhl, déi sech vernetzt. Nodeems d'Uewerfläch vum Formhöhl bei héijer Temperatur erweicht gouf, gëtt seng Verschleissbeständegkeet staark reduzéiert. Am Prozess vum thermesche Verschleiss ass d'Temperatur den Haaptfaktor, deen den thermesche Verschleiss beaflosst. Wat méi héich d'Temperatur ass, wat méi eescht den thermesche Verschleiss ass.
2.2 Plastesch Deformatioun
Déi plastesch Deformatioun vun der Extrusiounsform vun Aluminiumprofiler ass de Prozess vun der Erëmaféierung vum Metallmaterial vun der Form.
Well d'Extrusiounsform laang Zäit an engem Zoustand vun héijer Temperatur, héijem Drock a héijer Reibung mam extrudéierte Metall ass, während se funktionnéiert, klëmmt d'Uewerflächentemperatur vun der Form a verursaacht eng Erweichung.
Ënner ganz héije Belaaschtungsbedingungen entsteet eng grouss plastesch Deformatioun, wouduerch den Aarbechtsband zesummebrécht oder eng Ellips entsteet, an d'Form vum produzéierte Produkt ännert sech. Och wann d'Form keng Rëss produzéiert, wäert se futti goen, well d'Dimensiounsgenauegkeet vum Aluminiumprofil net garantéiert ka ginn.
Zousätzlech ass d'Uewerfläch vun der Extrusiounsform Temperaturdifferenzen ausgesat, déi duerch widderholl Erhëtzen a Killen verursaacht ginn, wat ofwiesselnd thermesch Spannungen duerch Spannung a Kompressioun op der Uewerfläch produzéiert. Gläichzäiteg ënnergeet d'Mikrostruktur och Transformatiounen a verschiddene Grad. Ënnert dësem kombinéierten Effekt wäert et zu Formverschleiung a plastescher Uewerflächendeformatioun kommen.
2.3 Middegkeetsschued
Thermesch Middegkeetsschued ass och eng vun den heefegsten Forme vu Formversagen. Wann déi erhëtzt Aluminiumstang a Kontakt mat der Uewerfläch vun der Extrusiounsform kënnt, klëmmt d'Uewerflächentemperatur vun der Aluminiumstang vill méi séier wéi déi bannenzeg Temperatur, an duerch d'Expansioun entsteet eng Drockspannung op der Uewerfläch.
Gläichzäiteg hëlt d'Flëssgrenz vun der Formuewerfläch duerch den Temperaturanstieg of. Wann den Drockanstieg d'Flëssgrenz vum Uewerflächemetall bei der entspriechender Temperatur iwwerschreit, entsteet eng plastesch Kompressiounsspannung op der Uewerfläch. Wann de Profil d'Form verléisst, fällt d'Uewerflächentemperatur of. Awer wann d'Temperatur am Profil nach ëmmer héich ass, entsteet eng Zuchspannung.
Ähnlech, wann d'Zuchspannung méi staark wéi d'Flëssegkeetsgrenz vun der Profiluewerfläch ass, entsteet eng plastesch Zuchdehnung. Wann déi lokal Dehnung vun der Form d'Elastizitéitsgrenz iwwerschreit an an de plastesche Dehnungsberäich kënnt, kann déi graduell Akkumulatioun vu klenge plastesche Dehnungen zu Middegkeetsrëss féieren.
Dofir, fir Middegkeetsschued un der Form ze vermeiden oder ze reduzéieren, sollten déi entspriechend Materialien ausgewielt an e passend Hëtztbehandlungssystem adoptéiert ginn. Gläichzäiteg sollt Opmierksamkeet op d'Verbesserung vun der Benotzungsëmfeld vun der Form geluecht ginn.
2.4 Schimmelbroch
An der tatsächlecher Produktioun verdeele sech Rëss a bestëmmten Deeler vun der Form. No enger gewësser Servicezäit entstinn kleng Rëss, déi sech lues a lues an der Déift ausbreeden. Nodeems d'Rëss eng gewësse Gréisst erreecht hunn, gëtt d'Droekapazitéit vun der Form staark geschwächt a kann zu Broch féieren. Oder et sinn schonn Mikrorëss während der ursprénglecher Hëtztbehandlung an der Veraarbechtung vun der Form entstanen, wouduerch d'Form sech einfach ausdehnt a fréi Rëss beim Gebrauch verursaacht.
Wat den Design ugeet, sinn déi Haaptgrënn fir Versoen den Design vun der Formfestigkeit an d'Auswiel vum Filetradius um Iwwergang. Wat d'Fabrikatioun ugeet, sinn déi Haaptgrënn d'Virinspektioun vum Material an d'Opmierksamkeet op Uewerflächenrauheet a Schied während der Veraarbechtung, souwéi den Afloss vun der Hëtztbehandlung an der Qualitéit vun der Uewerflächenbehandlung.
Wärend der Benotzung sollt op d'Kontroll vun der Virhëtzung vun der Form, dem Extrusiounsverhältnis an der Barrentemperatur opgepasst ginn, souwéi op d'Kontroll vun der Extrusiounsgeschwindegkeet an dem Metalldeformatiounsfloss.
3. Verbesserung vun der Schimmelliewensdauer
Bei der Produktioun vun Aluminiumprofiler maachen d'Käschte fir d'Form e groussen Deel vun de Produktiounskäschte vun der Profilextrusioun aus.
D'Qualitéit vun der Form beaflosst och direkt d'Qualitéit vum Produkt. Well d'Aarbechtsbedingunge vun der Extrusiounsform bei der Profilextrusiounsproduktioun ganz haart sinn, ass et néideg, d'Form vun der Design- a Materialauswiel bis zur endgülteger Produktioun vun der Form an der spéiderer Notzung an Ënnerhalt strikt ze kontrolléieren.
Besonnesch während dem Produktiounsprozess muss d'Form eng héich thermesch Stabilitéit, thermesch Middegkeet, thermesch Verschleißbeständegkeet a genuch Zähegkeet hunn, fir d'Liewensdauer vun der Form ze verlängeren an d'Produktiounskäschten ze reduzéieren.
3.1 Auswiel vu Formmaterialien
Den Extrusiounsprozess vun Aluminiumprofiler ass e Veraarbechtungsprozess mat héijer Temperatur an héijer Belaaschtung, an d'Aluminium-Extrusiounsform ass ganz haarde Benotzungsbedingungen ausgesat.
D'Extrusiounsform gëtt héijen Temperaturen ausgesat, an d'lokal Uewerflächentemperatur kann 600 Grad Celsius erreechen. D'Uewerfläch vun der Extrusiounsform gëtt ëmmer erëm erhëtzt a gekillt, wat zu thermescher Middegkeet féiert.
Beim Extrudéiere vun Aluminiumlegierungen muss d'Form héije Kompressiouns-, Biege- a Schéierspannungen aushalen, wat Haftungs- a Schleifverschleiung verursaacht.
Jee no den Aarbechtsbedingungen vun der Extrusiounsform kënnen déi erfuerderlech Eegeschafte vum Material bestëmmt ginn.
Als éischt muss d'Material eng gutt Veraarbechtungsleistung hunn. D'Material muss einfach ze schmëlzen, ze schmieden, ze veraarbechten an ze hëtzen sinn. Zousätzlech muss d'Material eng héich Festigkeit an eng héich Häert hunn. Extrusiounsformen funktionéieren am Allgemengen ënner héijer Temperatur an héijem Drock. Beim Extrudéiere vun Aluminiumlegierungen muss d'Zuchfestigkeit vum Formmaterial bei Raumtemperatur méi grouss wéi 1500 MPa sinn.
Et muss eng héich Hëtztbeständegkeet hunn, dat heescht d'Fäegkeet, mechanesch Belaaschtungen bei héijen Temperaturen während der Extrusioun standzehalen. Et muss héich Schlag- a Bruchsehegkeetswäerter bei normaler an héijer Temperatur hunn, fir ze verhënneren, datt d'Form ënner Belaaschtungsbedingungen oder Schlagbelaaschtungen brécheg briechen.
Et muss eng héich Verschleißbeständegkeet hunn, dat heescht, d'Uewerfläch muss de Verschleiß bei laangfristeger héijer Temperatur, héijem Drock a schlechter Schmierung widderstoen, besonnesch beim Extrudéiere vun Aluminiumlegierungen huet se d'Fäegkeet, Metallhaftung a Verschleiß ze widderstoen.
Eng gutt Härtbarkeet ass erfuerderlech fir héich an gläichméisseg mechanesch Eegeschaften iwwer de gesamte Querschnitt vum Tool ze garantéieren.
Eng héich thermesch Konduktivitéit ass noutwendeg, fir d'Hëtzt séier vun der Aarbechtsoberfläche vun der Werkzeugform ofzebauen, fir lokal Iwwerbrennung oder exzessive Verloscht vun der mechanescher Stäerkt vum extrudéierte Werkstéck an der Form selwer ze vermeiden.
Et muss eng staark Widderstandsfäegkeet géint widderholl zyklisch Belaaschtung hunn, dat heescht, et brauch eng héich dauerhaft Stäerkt fir virzäiteg Middegkeetsschued ze vermeiden. Et muss och eng gewësse Korrosiounsbeständegkeet a gutt Nitréierbarkeet hunn.
3.2 Vernünftegt Design vun der Schimmel
E vernünftege Design vun der Form ass e wichtege Bestanddeel fir hir Liewensdauer ze verlängeren. Eng korrekt entworf Formstruktur soll garantéieren, datt et keng Méiglechkeet vu Schlagbroch a Spannungskonzentratioun ënner normalen Benotzungsbedingungen gëtt. Dofir sollt Dir beim Design vun der Form probéieren, d'Spannung op all Deel gläichméisseg ze maachen, a kuckt op schaarf Ecker, konkav Ecker, Wanddickeënnerscheeder, flaach, dënn Wandsektiounen, asw., fir exzessiv Spannungskonzentratioun ze vermeiden. Dëst kann zu Deformatioun, Rëss a Bréchbroch oder fréiem Hëtztrëss während der Benotzung féieren, während de standardiséierten Design och den Austausch vun der Lagerung an dem Ënnerhalt vun der Form fördert.
3.3 Verbesserung vun der Qualitéit vun der Hëtztbehandlung an der Uewerflächenbehandlung
D'Liewensdauer vun der Extrusiounsform hänkt gréisstendeels vun der Qualitéit vun der Hëtztbehandlung of. Dofir si fortgeschratt Hëtztbehandlungsmethoden an Hëtztbehandlungsprozesser, souwéi Häertungs- a Uewerflächenverstäerkungsbehandlungen, besonnesch wichteg fir d'Liewensdauer vun der Form ze verbesseren.
Gläichzäiteg ginn d'Hëtzbehandlungs- a Uewerflächenverstäerkungsprozesser streng kontrolléiert, fir Defekter an der Hëtzbehandlung ze vermeiden. D'Upassung vun de Parameter vum Ofkillungs- an Temperprozess, d'Erhéijung vun der Unzuel vun de Virbehandlungen, der Stabiliséierungsbehandlung an dem Temperéieren, d'Opmierksamkeet op d'Temperaturkontroll, d'Heizungs- a Killintensitéit, d'Benotzung vun neie Läschmëttel an d'Studie vun neie Prozesser an neien Ausrüstungen, wéi z. B. d'Verstäerkungs- an Härtungsbehandlungen a verschidde Uewerflächenverstäerkungsbehandlungen, droen dozou bäi, d'Liewensdauer vun der Form ze verbesseren.
3.4 Verbesserung vun der Qualitéit vun der Formfabrikatioun
Wärend der Veraarbechtung vu Formen gehéieren zu de gängegen Veraarbechtungsmethoden d'mechanesch Veraarbechtung, d'Drotschneiden, d'Veraarbechtung duerch elektresch Entladung, asw. Déi mechanesch Veraarbechtung ass en onverzichtbaren a wichtege Prozess am Formveraarbechtungsprozess. Si ännert net nëmmen d'Erscheinungsbildgréisst vun der Form, mä beaflosst och direkt d'Qualitéit vum Profil an d'Liewensdauer vun der Form.
Drotschneiden vu Lächer am Formen ass eng wäit verbreet Prozessmethod an der Formveraarbechtung. Et verbessert d'Veraarbechtungseffizienz an d'Veraarbechtungsgenauegkeet, awer et bréngt och e puer speziell Problemer mat sech. Zum Beispill, wann eng Form, déi duerch Drotschneiden veraarbecht gouf, direkt fir d'Produktioun ouni Anhärtung benotzt gëtt, kënne Schlacken, Ofblätterungen, etc. optrieden, wat d'Liewensdauer vun der Form verkierzt. Dofir kann eng ausreechend Anhärtung vun der Form nom Drotschneiden den Zuchspannungszoustand vun der Uewerfläch verbesseren, d'Reschtspannung reduzéieren an d'Liewensdauer vun der Form erhéijen.
Spannungskonzentratioun ass d'Haaptursaach vu Formbroch. Am Kader vum Zeechnungsdesign ass et besser, wat méi grouss den Duerchmiesser vum Drot fir d'Schneidung ass. Dëst hëlleft net nëmmen d'Veraarbechtungseffizienz ze verbesseren, mee verbessert och d'Spannungsverdeelung däitlech, fir d'Optriede vu Spannungskonzentratioun ze vermeiden.
Elektresch Entladungsbearbechtung ass eng Aart vun elektrescher Korrosiounsbearbechtung, déi duerch d'Iwwerlagerung vu Materialverdampfung, Schmelz an Verdampfung vu Bearbechtungsflëssegkeet, déi während der Entladung entstinn, duerchgefouert gëtt. De Problem ass, datt duerch d'Hëtzt vun der Erhëtzung an dem Ofkillen, déi op d'Bearbechtungsflëssegkeet wierkt, an déi elektrochemesch Wierkung vun der Bearbechtungsflëssegkeet eng modifizéiert Schicht am Bearbechtungsdeel geformt gëtt, fir Verspannung a Verformung ze produzéieren. Am Fall vun Ueleg diffundéieren d'Kuelestoffatome, déi duerch d'Verbrennung vum Ueleg zersetzt ginn, a karburéieren op d'Werkstéck. Wann d'thermesch Belaaschtung eropgeet, gëtt déi ofgebaute Schicht brécheg an haart a kann zu Rëss féieren. Gläichzäiteg gëtt Reschtspannung geformt, déi um Werkstéck befestegt gëtt. Dëst féiert zu enger reduzéierter Middegkeetsfestigkeit, engem beschleunegte Broch, Spannungskorrosioun an anere Phänomener. Dofir sollte mir während dem Veraarbechtungsprozess probéieren, déi uewe genannten Problemer ze vermeiden an d'Veraarbechtungsqualitéit ze verbesseren.
3.5 Verbesserung vun den Aarbechtsbedingungen an den Extrusiounsprozess
D'Aarbechtsbedingunge vun der Extrusiounsform si ganz schlecht, an d'Aarbechtsëmfeld ass och ganz schlecht. Dofir ass d'Verbesserung vun der Extrusiounsprozessmethod an de Prozessparameter, souwéi d'Verbesserung vun den Aarbechtsbedingungen an dem Aarbechtsëmfeld virdeelhaft fir d'Liewensdauer vun der Form ze verbesseren. Dofir ass et virun der Extrusioun néideg, den Extrusiounsplang suergfälteg opzestellen, dat bescht Ausrüstungssystem a Materialspezifikatiounen ze wielen, déi bescht Extrusiounsprozessparameter (wéi Extrusiounstemperatur, Geschwindegkeet, Extrusiounskoeffizient an Extrusiounsdrock, asw.) ze formuléieren an d'Aarbechtsëmfeld während der Extrusioun ze verbesseren (wéi z.B. Waasserkillung oder Stéckstoffkillung, genuch Schmierung, asw.), wouduerch d'Aarbechtsbelaaschtung vun der Form reduzéiert gëtt (wéi z.B. d'Reduktioun vum Extrusiounsdrock, d'Reduktioun vum Killwärm an der Wiesselbelaaschtung, asw.), an d'Prozessbetribsprozeduren an d'Sécherheetsprozeduren ze etabléieren an ze verbesseren.
4 Conclusioun
Mat der Entwécklung vun den Trends an der Aluminiumindustrie sicht jiddereen an de leschte Joren no bessere Modeller fir d'Effizienz ze verbesseren, Käschten ze spueren an d'Virdeeler ze erhéijen. D'Extrusiounsform ass ouni Zweiwel e wichtege Kontrollpunkt fir d'Produktioun vun Aluminiumprofiler.
Et gi vill Faktoren, déi d'Liewensdauer vun enger Aluminium-Extrusiounsform beaflossen. Nieft den internen Faktoren, wéi den strukturellen Design an d'Stäerkt vun der Form, d'Material vun der Form, d'Kälte- a Wärmeveraarbechtung an d'Elektroveraarbechtungstechnologie, d'Hëtztbehandlung an d'Uewerflächenbehandlungstechnologie, ginn et och den Extrusiounsprozess an d'Benotzungsbedingungen, d'Ënnerhalt a Reparatur vun der Form, d'Materialcharakteristiken an d'Form vum Extrusiounsprodukt, d'Spezifikatiounen an d'wëssenschaftlecht Gestioun vun der Form.
Zur selwechter Zäit sinn d'Beaflossfaktoren net een eenzegt, mä e komplext, ëmfaassend Problem mat ville Faktoren. Fir d'Liewensdauer ze verbesseren, ass et natierlech och e systemescht Problem. An der aktueller Produktioun an dem Gebrauch vum Prozess ass et néideg, den Design, d'Formveraarbechtung, d'Benotzungsënnerhalt an aner wichteg Aspekter vun der Kontroll ze optimiséieren, fir dann d'Liewensdauer vun der Form ze verbesseren, d'Produktiounskäschten ze reduzéieren an d'Produktiounseffizienz ze verbesseren.
Geännert vum May Jiang vu MAT Aluminum
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 14. August 2024
