Alumīnija ekstrūzijas presformas ir galvenie palīgmateriāli alumīnija profilu ražošanā, un to kalpošanas laiks tieši nosaka ražošanas izmaksas un efektivitāti. Kalpošanas laiks nozarē var atšķirties vairāk nekā 10 reizes, kas ir atkarīgs no precīza atteices mehānismu noteikšanas, kalpošanas laika kvantitatīvā aprēķina un pilnas ķēdes kalpošanas laika pagarināšanas tehnoloģiju ieviešanas.
1. Ekstrūzijas presformu galvenie atteices režīmi
Mūža aprēķina un pagarināšanas priekšnoteikums ir precizēt atteices režīmus. Alumīnija ekstrūzijas presformu defektus galvenokārt iedala četrās kategorijās:
Nodiluma kļūme: veido vairāk nekā 70% no kopējām atteicēm, tas ir visizplatītākais normālais atteices režīms, kas izpaužas kā stangas gultņu izmēri un profila virsmas kvalitātes pasliktināšanās.
Termiskā noguruma plaisāšana: Atkārtoti auksti un karsti cikli izraisa bruņurupuču plaisas uz virsmas. Brīdinājums par atteici tiek aktivizēts, ja plaisas dziļums pārsniedz 0,2 mm.
Plastiskā deformācija: Matricas plānsienu un asu stūru pozīcijās augstā temperatūrā un augstā spiedienā notiek paliekoša deformācija, kā rezultātā tiek iegūti nekvalificēti profila izmēri.
Plaisāšanas kļūme: pārsvarā agrīnas stadijas neveiksmes, ko bieži izraisa stresa koncentrācija, apstrādes defekti un nepareiza termiskā apstrāde. Plaisas galvenokārt rodas no iluminatora gultņa iluminatoriem un stūriem.
2. Zinātniskās aprēķinu metodes mirstībai
Dieges mūžs nav viena fiksēta vērtība, bet gan kvantitatīvā novērtēšanas sistēma, kuras pamatā ir materiāli, darba apstākļi un apkopes līmenis. Galvenās aprēķina metodes nozarē ir iedalītas četrās kategorijās:
2.1. empīriskā statistikas metode (mērīts ar ekstrūzijas cikliem)
Intuitīvākā un visplašāk izmantotā metode nozarē, kurā kā mērvienība tiek izmantots alumīnija sagatavju ekstrūzijas ciklu skaits no nodošanas ekspluatācijā līdz viena presformas komplekta nodošanai metāllūžņos. Dažādu veidu presformu atsauces kalpošanas laiks ir šāds:
| Die tips | Parastās dzīves atsauce | Optimizēta dzīves atsauce |
|---|---|---|
| Mazas vienkāršās sekcijas presformas | 50 000–100 000 ciklu | Vairāk nekā 200 000 ciklu |
| Vidēja izmēra konstrukcijas profila presformas | 100 000–300 000 ciklu | Vairāk nekā 500 000 ciklu |
| Sarežģītas dobās/plānās sienas presformas | 5000–20 000 ciklu | 50 000–80 000 ciklu |
| Augstākās klases rūpnieciskā profila presformas | 30 000–80 000 ciklu | 150 000–250 000 ciklu |
2.2. Nodiluma apjoma aprēķināšanas metode
Pamatojoties uz Arčarda nodiluma teoriju, nodiluma apjoms ir proporcionāls kontakta spiedienam un slīdēšanas attālumam un apgriezti proporcionāls presformas cietībai. Tā ir aprēķina metode ar visaugstāko inženiertehnisko precizitāti.
Pamatformula: atlikušais kalpošanas laiks (cikli)=(maksimālais pieļaujamais nodilums — pašreizējais nodilums) ÷ Vidējais nodilums ekstrūzijas ciklā
Darbības metode: regulāri izmēriet matricas gultņa izmēru izmaiņas, izveidojiet nodiluma ātruma līkni un novērtējiet nodiluma bojājumus, ja stangas gultņa izmērs pārsniedz produkta pielaidi.
2.3. Noguruma mūža aprēķināšanas metode
Presformām, kurās dominē termiskā noguruma plaisāšana, sprieguma cikla kalpošanas laiku aprēķina, pamatojoties uz materiāla noguruma robežu:
Formula: noguruma kalpošanas laiks (cikli)=(materiāla noguruma robeža ÷ faktiskais darba spriegums)^m, kur m ir materiāla konstante, un m vērtība karstās apstrādes instrumentu tēraudiem parasti ir 9–12.
Piemērojamie scenāriji: iluminatori un lielas sarežģītas formas, kas pakļautas nopietnām temperatūras svārstībām un cikliskām slodzēm.
2.4 Visaptverošs dzīves cikla modelis
Apvienojumā ar ekstrūzijas cikliem, nodiluma statusu un defektu apstākļiem pilns veidnes dzīves cikls ir sadalīts trīs posmos ražošanas plānošanai un apkopes lēmumu pieņemšanai:
| Dzīves cikla posms | Ekstrūzijas cikla atsauce | Raksturīgās īpašības | Apstrādes stratēģija |
|---|---|---|---|
| Stabila fāze | 500–50 000 ciklu | Stabila produkta kvalitāte, zems nodiluma līmenis | Veiciet nitrēšanas apkopi, kā plānots |
| Nodiluma paātrinājuma fāze | 50 000–200 000 ciklu | Acīmredzams gultņu nodilums, palielinātas izmēru svārstības | Palieliniet presformu remonta biežumu, novērtējiet kapitālo remontu |
| Neveiksmes fāze | Vairāk nekā 200 000 ciklu | Plaisas, deformācijas, spēcīga alumīnija saķere | Novērtējiet nodošanu metāllūžņos vai pazeminātu izmantošanu |
3. Pilnas ķēdes dzīves pagarināšanas stratēģijas
Diegu dzīves uzlabošana ir daudzdimensionālas sadarbības rezultāts projektēšanā, materiālos, procesos, uzturēšanā un pārvaldībā. Nozares galvenās dzīves pagarināšanas tehnoloģijas var palielināt dzīves ilgumu par 30–200%.
3.1. Izstrādājuma optimizācija: samaziniet neveiksmju risku avotā
Skrējēju sistēmas optimizācija: kontrolējiet novirzes koeficienta K un ekstrūzijas koeficienta λ reizinājumu optimālā plūsmas diapazonā no 45 līdz 200; kontrolēt novirzes tilta slīpuma leņķi 25 grādi – 35 grādi, lai samazinātu metāla plūsmas mirušās zonas un sprieguma koncentrāciju.
Konstrukcijas stiprības optimizācija: Uzklājiet filejas pāreju ar R lielāku vai vienādu ar 0,5 mm asos stūros un vienmērīgi sadaliet sienas biezumu, lai izvairītos no plastiskās deformācijas, ko izraisa lokālās plānās sienas.
Termiskā līdzsvara dizains: Optimizējiet metināšanas kameras tilpumu, izmantojot simulāciju, lai samazinātu presformas virsmas temperatūras gradientu no 150 grādiem / cm līdz 50 grādiem / cm, ievērojami samazinot termiskā noguruma plaisāšanu.
3.2. Materiālu un termiskā apstrāde: matricas veiktspējas konsolidācija
Materiālu izvēle: H13 karstā darba instrumentu tērauds ir vēlams vispārīgos scenārijos; augstas slodzes un ilgstošas darbības scenārijiem var izmantot LG tērauda un volframa-molibdēna sakausējuma novirzīšanas tiltus, kas var palielināt kalpošanas laiku vairāk nekā 3 reizes.
Standarta termiskās apstrādes process (tēraudam H13):
Uzsildīšana: Turiet 600–630 grādu temperatūrā 1,5–2 stundas, pēc tam uzkarsējiet līdz 830–850 grādiem un turiet 1,5–2 stundas
Rūdīšana: Turiet pie 1040–1080 grādiem 2–2,5 stundas, atdzesējiet eļļu līdz 130 grādiem, pēc tam atdzesējiet ar gaisu
Rūdīšana: Divpakāpju rūdīšanas process: turiet 380–400 grādu temperatūrā 1 stundu, pēc tam uzsildiet līdz 580–600 grādiem un turiet 2 stundas, lai novērstu atlikušo spriegumu
3.3. Ekstrūzijas procesa kontrole: samaziniet darba apstākļu ietekmi
Temperatūras kontrole: kontrolējiet alumīnija sagataves temperatūru 470–500 grādu robežās un veidnes gultņa temperatūru, kas nepārsniedz 520 grādus, lai izvairītos no pārkaršanas izraisītas veidņu mīkstināšanas.
Slodzes saskaņošana: Izvēlieties atbilstošu ekstrūzijas attiecību un ekstrūzijas ātrumu atbilstoši profila sekcijai, lai izvairītos no pārslodzes ietekmes; pieņemt gradienta ātruma palielināšanu, lai samazinātu termisko triecienu aukstās formas palaišanas laikā.
Eļļošanas tehnoloģija: Izmantojiet nanografīta augstas temperatūras smērvielu, kas var samazināt berzes koeficientu līdz 0,05, samazināt ekstrūzijas spiedienu par 15% un samazināt presformas nodiluma ātrumu par 40%.
3.4 Virsmas stiprināšana: tieši uzlabojiet nodilumizturību
Nitrēšanas apstrāde: visizplatītākais process nozarē. Ar nitrēšanas temperatūru 480–520 grādi un turēšanas laiku 6–8 stundas virsmas cietība var sasniegt virs HV1000. Atkārtota nitrēšana tiek veikta ik pēc 2–3 ražošanas cikliem, lai stabili atjaunotu virsmas cietību. Ņemiet vērā, ka atkārtotas nitrēšanas laiks nedrīkst būt pārmērīgs, lai izvairītos no nitrētā slāņa lobīšanās.
PVD pārklājums: Augstākās klases veidnēm ir TiAlN pārklājums ar berzes koeficientu, kas samazināts līdz 0,1, un veidņu kalpošanas laiks ir palielināts no 50 000 cikliem līdz 180 000 cikliem. Lieliem presformiem, piemēram, automobiļu buferu presformām, LG tērauda un TiAlN pārklājuma kombinācija palielina kalpošanas laiku no 80 000 cikliem līdz 250 000 cikliem.
3.5. Ikdienas apkope un pilna cikla pārvaldība
Bezsaistes specifikācija: Lēna gaisa dzesēšana pēc katras ekstrūzijas; ātra dzesēšana ir aizliegta. Rūpīgi notīriet alumīnija adhēziju uz matricas gultņa, lai izvairītos no atlikušajām alumīnija skaidām, kas veido cietas daļiņas, kas paātrina nodilumu. Tīrīšanas laikā neizmantojiet cietus instrumentus, lai saskrāpētu darba virsmu.
Profilaktiskais štancēšanas remonts: Nopulējiet veidnes gultni un izlabojiet mikroplaisas iepriekš nodiluma paātrinājuma fāzē, lai izvairītos no defekta izplešanās.
Die failu pārvaldība: Reģistrējiet katras presformas komplekta ekstrūzijas ciklus, procesa parametrus, defektus un apkopes ierakstus un apgriezti optimizējiet apkopes ciklu un procesa parametrus, uzkrājot datus.
3.6. Digitālā inteliģentā uzraudzība
Izvietojiet temperatūras un vibrācijas sensorus uz matricas gultņa un serdeņa, apvienojiet tos ar dzīves modeli, lai aprēķinātu atlikušos pieejamos ciklus reāllaikā, realizējot pāreju no "plānveida apkopes" uz "apkopi pēc pieprasījuma". Kad sliedes gultņa temperatūra strauji paaugstinās vai spriegums pārsniedz robežu, tiek aktivizēts automātisks brīdinājums, lai iepriekš izvairītos no plaisāšanas riska.
