ექსტრუზიის მარცხის ფორმები, მიზეზები და სიცოცხლის გაუმჯობესება

1. შესავალი

ყალიბი არის ძირითადი ინსტრუმენტი ალუმინის პროფილის ექსტრუზიისთვის. პროფილის ექსტრუზიის პროცესის დროს ფორმას სჭირდება გაუძლოს მაღალ ტემპერატურას, მაღალ წნევას და მაღალ ხახუნს. ხანგრძლივი გამოყენებისას ეს გამოიწვევს ობის ცვეთას, პლასტმასის დეფორმაციას და დაღლილობის დაზიანებას. მძიმე შემთხვევებში შეიძლება გამოიწვიოს ობის რღვევა.

2. ობის მარცხის ფორმები და მიზეზები

2.1 აცვიათ უკმარისობა

ცვეთა არის ძირითადი ფორმა, რომელიც იწვევს ექსტრუზიის მარცხის მარცხს, რაც გამოიწვევს ალუმინის პროფილების ზომას მწყობრიდან გამოსვლისა და ზედაპირის ხარისხის დაქვეითებას. ექსტრუზიის დროს, ალუმინის პროფილები ხვდება ყალიბის ღრუს ღია ნაწილს ექსტრუზიის მასალის მეშვეობით მაღალი ტემპერატურისა და მაღალი წნევის ქვეშ შეზეთვის დამუშავების გარეშე. ერთი მხარე უშუალოდ უკავშირდება კალიბრის ზოლის სიბრტყეს, ხოლო მეორე მხარე სრიალებს, რაც იწვევს დიდ ხახუნს. ღრუს ზედაპირი და კალიბრის ქამრის ზედაპირი ექვემდებარება ცვეთას და ჩავარდნას. ამავდროულად, ყალიბის ხახუნის პროცესის დროს ყალიბის სამუშაო ზედაპირს ეწებება ზოგიერთი ლითონი, რაც ცვლის ყალიბის გეომეტრიას და არ გამოიყენება და ასევე განიხილება როგორც ცვეთა, რაც გამოიხატება საჭრელი კიდის პასივაციის, მომრგვალებული კიდეების, თვითმფრინავის ჩაძირვის, ზედაპირული ღარების, პილინგის სახით და ა.შ.

ცვეთის სპეციფიკური ფორმა დაკავშირებულია ბევრ ფაქტორთან, როგორიცაა ხახუნის პროცესის სიჩქარე, როგორიცაა საფენის მასალისა და დამუშავებული ნაჭრის ქიმიური შემადგენლობა და მექანიკური თვისებები, საფენისა და ბალიშის ზედაპირის უხეშობა და წნევა, ტემპერატურა და სიჩქარე ექსტრუზიის პროცესში. ალუმინის ექსტრუზიის ფორმის ცვეთა ძირითადად თერმული ცვეთაა, თერმული ცვეთა გამოწვეულია ხახუნით, ლითონის ზედაპირის დარბილება ტემპერატურის აწევის გამო და ყალიბის ღრუს ზედაპირის გადაკეტვა. მას შემდეგ, რაც ყალიბის ღრუს ზედაპირი მაღალ ტემპერატურაზე დარბილდება, მისი აცვიათ წინააღმდეგობა მნიშვნელოვნად მცირდება. თერმული აცვიათ პროცესში ტემპერატურა არის მთავარი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს თერმული ცვეთაზე. რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით უფრო სერიოზულია თერმული აცვიათ.

2.2 პლასტიკური დეფორმაცია

ალუმინის პროფილის ექსტრუზიის კვარცხლბეკის პლასტიკური დეფორმაცია არის ლითონის მასალის დამუშავების პროცესი.

მას შემდეგ, რაც ექსტრუზიის საძირკველი იმყოფება მაღალი ტემპერატურის, მაღალი წნევის და მაღალი ხახუნის მდგომარეობაში ექსტრუდირებულ ლითონთან მუშაობისას, მისი ზედაპირის ტემპერატურა იზრდება და იწვევს დარბილებას.

ძალიან მაღალი დატვირთვის პირობებში წარმოიქმნება დიდი რაოდენობით პლასტიკური დეფორმაცია, რაც გამოიწვევს სამუშაო სარტყლის ჩამონგრევას ან ელიფსის წარმოქმნას და შეიცვლება წარმოებული პროდუქტის ფორმა. მაშინაც კი, თუ ფორმა არ წარმოქმნის ბზარებს, ის ვერ იქნება, რადგან ალუმინის პროფილის განზომილებიანი სიზუსტის გარანტია შეუძლებელია.

გარდა ამისა, ექსტრუზიის საფენის ზედაპირი ექვემდებარება ტემპერატურულ განსხვავებებს, რომლებიც გამოწვეულია განმეორებითი გათბობითა და გაგრილებით, რაც წარმოქმნის ზედაპირზე დაძაბულობისა და შეკუმშვის მონაცვლეობით თერმულ სტრესს. ამავდროულად, მიკროსტრუქტურა ასევე განიცდის ტრანსფორმაციას სხვადასხვა ხარისხით. ამ კომბინირებული ეფექტის ქვეშ მოხდება ობის ცვეთა და ზედაპირის პლასტიკური დეფორმაცია.

2.3 დაღლილობის დაზიანება

თერმული დაღლილობის დაზიანება ასევე არის ობის უკმარისობის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ფორმა. როდესაც გაცხელებული ალუმინის ღერო შედის კონტაქტში ექსტრუზიის კვარცხლბეკის ზედაპირთან, ალუმინის ჯოხის ზედაპირის ტემპერატურა ბევრად უფრო სწრაფად იზრდება, ვიდრე შიდა ტემპერატურა და გაფართოების გამო ზედაპირზე წარმოიქმნება კომპრესიული სტრესი.

ამავდროულად, ტემპერატურის მატებით მცირდება ობის ზედაპირის გამტარუნარიანობა. როდესაც წნევის მატება აღემატება ზედაპირის ლითონის გამძლეობას შესაბამის ტემპერატურაზე, ზედაპირზე ჩნდება პლასტიკური შეკუმშვის დაძაბვა. როდესაც პროფილი ტოვებს ყალიბს, ზედაპირის ტემპერატურა იკლებს. მაგრამ როდესაც პროფილის შიგნით ტემპერატურა ჯერ კიდევ მაღალია, წარმოიქმნება დაძაბულობა.

ანალოგიურად, როდესაც დაჭიმვის დაძაბულობის ზრდა აღემატება პროფილის ზედაპირის გამტარუნარიანობას, წარმოიქმნება პლასტმასის დაჭიმვა. როდესაც ყალიბის ლოკალური დაძაბვა აჭარბებს ელასტიურობის ზღვარს და შედის პლასტმასის დაძაბვის რეგიონში, მცირე პლასტმასის შტამების თანდათანობით დაგროვებამ შეიძლება წარმოქმნას დაღლილობის ბზარები.

ამიტომ, იმისათვის, რომ თავიდან იქნას აცილებული ან შემცირდეს ობის დაღლილობის დაზიანება, უნდა შეირჩეს შესაბამისი მასალები და უნდა იქნას მიღებული შესაბამისი თერმული დამუშავების სისტემა. ამავდროულად, ყურადღება უნდა მიექცეს ყალიბის გამოყენების გარემოს გაუმჯობესებას.

2.4 ობის მსხვრევა

რეალურ წარმოებაში ბზარები ნაწილდება ფორმის გარკვეულ ნაწილებში. გარკვეული პერიოდის შემდეგ, მცირე ბზარები წარმოიქმნება და თანდათან ფართოვდება სიღრმეში. მას შემდეგ, რაც ბზარები გარკვეულ ზომამდე გაფართოვდება, ყალიბის ტვირთამწეობა საგრძნობლად შესუსტდება და გამოიწვევს მოტეხილობას. ან ყალიბის თავდაპირველი თერმული დამუშავებისა და დამუშავების დროს უკვე წარმოიშვა მიკრობზარები, რაც აადვილებს ყალიბის გაფართოებას და ადრეული ბზარების წარმოქმნას გამოყენების დროს.

დიზაინის თვალსაზრისით, წარუმატებლობის ძირითადი მიზეზებია ჩამოსხმის სიძლიერის დიზაინი და ფილეს რადიუსის შერჩევა გადასვლისას. წარმოების თვალსაზრისით, ძირითადი მიზეზებია მასალის წინასწარი შემოწმება და ზედაპირის უხეშობაზე და დამუშავების დროს დაზიანებაზე ყურადღება, ასევე თერმული დამუშავებისა და ზედაპირის დამუშავების ხარისხზე ზემოქმედება.

გამოყენებისას ყურადღება უნდა მიექცეს ყალიბის წინასწარ გაცხელების, ექსტრუზიის თანაფარდობისა და ჭურვის ტემპერატურის კონტროლს, აგრეთვე ექსტრუზიის სიჩქარისა და ლითონის დეფორმაციის ნაკადის კონტროლს.

3. ობის სიცოცხლის გაუმჯობესება

ალუმინის პროფილების წარმოებაში, ჩამოსხმის ხარჯები შეადგენს პროფილის ექსტრუზიის წარმოების ხარჯების დიდ ნაწილს.

ფორმის ხარისხი ასევე პირდაპირ გავლენას ახდენს პროდუქტის ხარისხზე. იმის გამო, რომ ექსტრუზიის ფორმის სამუშაო პირობები პროფილის ექსტრუზიის წარმოებაში ძალიან მკაცრია, საჭიროა მკაცრად გაკონტროლდეს ყალიბი დიზაინისა და მასალის შერჩევიდან ფორმის საბოლოო წარმოებამდე და შემდგომ გამოყენებასა და მოვლაზე.

განსაკუთრებით წარმოების პროცესში, ყალიბს უნდა ჰქონდეს მაღალი თერმული სტაბილურობა, თერმული დაღლილობა, თერმული აცვიათ წინააღმდეგობა და საკმარისი სიმტკიცე, რომ გაზარდოს ყალიბის მომსახურების ვადა და შეამციროს წარმოების ხარჯები.

3.1 ჩამოსხმის მასალების შერჩევა

ალუმინის პროფილების ექსტრუზიის პროცესი არის მაღალი ტემპერატურის, მაღალი დატვირთვის დამუშავების პროცესი და ალუმინის ექსტრუზიის საძირკველი ექვემდებარება ძალიან მძიმე გამოყენების პირობებს.

ექსტრუზიის საძირკველი ექვემდებარება მაღალ ტემპერატურას, ხოლო ადგილობრივი ზედაპირის ტემპერატურა შეიძლება მიაღწიოს 600 გრადუს ცელსიუსს. ექსტრუზიის საფენის ზედაპირი არაერთხელ თბება და გაცივდება, რაც იწვევს თერმულ დაღლილობას.

ალუმინის შენადნობების ექსტრუზიის დროს ყალიბმა უნდა გაუძლოს მაღალ შეკუმშვას, ღუნვას და ათვლის სტრესს, რაც გამოიწვევს წებოვანი ცვეთას და აბრაზიულ ცვეთას.

ექსტრუზიის დილის სამუშაო პირობებიდან გამომდინარე, შეიძლება განისაზღვროს მასალის საჭირო თვისებები.

პირველ რიგში, მასალას უნდა ჰქონდეს კარგი პროცესის შესრულება. მასალა უნდა იყოს ადვილად დნობა, გაყალბება, დამუშავება და სითბოს დამუშავება. გარდა ამისა, მასალას უნდა ჰქონდეს მაღალი სიმტკიცე და მაღალი სიმტკიცე. ექსტრუზიის კვარცხლბეკები ძირითადად მუშაობენ მაღალ ტემპერატურაზე და მაღალ წნევაზე. ალუმინის შენადნობების ექსტრუზიის დროს, ოთახის ტემპერატურაზე მასალის დაჭიმვის სიმტკიცე საჭიროა 1500 მპა-ზე მეტი.

მას უნდა ჰქონდეს მაღალი სითბოს წინააღმდეგობა, ანუ ექსტრუზიის დროს მაღალ ტემპერატურაზე მექანიკური დატვირთვის წინააღმდეგობის გაწევის უნარი. მას უნდა ჰქონდეს მაღალი ზემოქმედების სიმტკიცე და მოტეხილობის სიმტკიცე ნორმალურ ტემპერატურაზე და მაღალ ტემპერატურაზე, რათა თავიდან აიცილოს ობის მყიფე მოტეხილობა სტრესის პირობებში ან ზემოქმედების დატვირთვის დროს.

მას უნდა ჰქონდეს მაღალი აცვიათ წინააღმდეგობა, ანუ ზედაპირს აქვს უნარი გაუძლოს ცვეთას გრძელვადიანი მაღალი ტემპერატურის, მაღალი წნევის და ცუდი შეზეთვის დროს, განსაკუთრებით ალუმინის შენადნობების ექსტრუზიის დროს, მას აქვს უნარი გაუძლოს ლითონის ადჰეზიას და ცვეთას.

კარგი გამკვრივებაა საჭირო ხელსაწყოს მთელ ჯვარედინი მონაკვეთზე მაღალი და ერთიანი მექანიკური თვისებების უზრუნველსაყოფად.

მაღალი თბოგამტარობაა საჭირო ხელსაწყოს ფორმის სამუშაო ზედაპირიდან სითბოს სწრაფად გასაფანტად, რათა თავიდან აიცილოს ადგილობრივი გადაწვა ან გადაწურული სამუშაო ნაწილისა და თავად ყალიბის მექანიკური სიმტკიცის გადაჭარბებული დაკარგვა.

მას უნდა ჰქონდეს ძლიერი წინააღმდეგობა განმეორებითი ციკლური სტრესის მიმართ, ანუ მოითხოვს მაღალ ხანგრძლივ ძალას ნაადრევი დაღლილობის დაზიანების თავიდან ასაცილებლად. მას ასევე უნდა ჰქონდეს გარკვეული კოროზიის წინააღმდეგობა და კარგი ნიტრიდობის თვისებები.

3.2 ყალიბის გონივრული დიზაინი

ყალიბის გონივრული დიზაინი მისი მომსახურების ვადის გახანგრძლივების მნიშვნელოვანი ნაწილია. სწორად შემუშავებულმა ჩამოსხმის სტრუქტურამ უნდა უზრუნველყოს, რომ არ არსებობს ზემოქმედების რღვევისა და სტრესის კონცენტრაციის შესაძლებლობა ნორმალური გამოყენების პირობებში. ამიტომ, ყალიბის დაპროექტებისას ეცადეთ, რომ თითოეულ ნაწილზე დაძაბულობა თანაბარი იყოს და ყურადღება მიაქციეთ, რომ თავიდან აიცილოთ მკვეთრი კუთხეები, ჩაზნექილი კუთხეები, კედლის სისქის განსხვავება, ბრტყელი ფართო თხელი კედლის მონაკვეთი და ა.შ., რათა თავიდან აიცილოთ სტრესის გადაჭარბებული კონცენტრაცია. შემდეგ, გამოიწვიოს სითბოს დამუშავების დეფორმაცია, ბზარი და მტვრევადი მოტეხილობა ან ადრეული ცხელი ბზარი გამოყენების დროს, ხოლო სტანდარტიზებული დიზაინი ასევე ხელს უწყობს ყალიბის შენახვისა და შენარჩუნების გაცვლას.

3.3 თერმული დამუშავებისა და ზედაპირული დამუშავების ხარისხის გაუმჯობესება

ექსტრუზიის კვარცხლბეკის მომსახურების ვადა დიდწილად დამოკიდებულია სითბოს დამუშავების ხარისხზე. ამიტომ, თერმული დამუშავების მოწინავე მეთოდები და თერმული დამუშავების პროცესები, აგრეთვე გამკაცრება და ზედაპირის გამაგრების პროცედურები განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ყალიბის მომსახურების ვადის გასაუმჯობესებლად.

ამავდროულად, თერმული დამუშავებისა და ზედაპირის გამაგრების პროცესები მკაცრად კონტროლდება თერმული დამუშავების დეფექტების თავიდან ასაცილებლად. ჩაქრობის და წრთობის პროცესის პარამეტრების რეგულირება, წინასწარი დამუშავების რაოდენობის გაზრდა, სტაბილიზაციის დამუშავება და წრთობა, ტემპერატურის კონტროლის, გათბობისა და გაგრილების ინტენსივობის ყურადღების მიქცევა, ახალი ჩაქრობის საშუალებების გამოყენება და ახალი პროცესების და ახალი აღჭურვილობის შესწავლა, როგორიცაა გამაგრება და გამკაცრება და სხვადასხვა ზედაპირის გამაგრება. მკურნალობა, ხელს უწყობს ყალიბის მომსახურების ვადის გაუმჯობესებას.

3.4 ყალიბის წარმოების ხარისხის გაუმჯობესება

ყალიბების დამუშავების დროს დამუშავების საერთო მეთოდები მოიცავს მექანიკურ დამუშავებას, მავთულის მოჭრას, ელექტრული გამონადენის დამუშავებას და ა.შ. მექანიკური დამუშავება შეუცვლელი და მნიშვნელოვანი პროცესია ყალიბის დამუშავების პროცესში. ეს არა მხოლოდ ცვლის ფორმის გარეგნულ ზომას, არამედ პირდაპირ გავლენას ახდენს პროფილის ხარისხზე და ყალიბის მომსახურების ხანგრძლივობაზე.

მავთულის ჭრის ხვრელების გაჭრა არის ფართოდ გამოყენებული პროცესის მეთოდი ყალიბის დამუშავებაში. ის აუმჯობესებს დამუშავების ეფექტურობას და დამუშავების სიზუსტეს, მაგრამ ასევე მოაქვს გარკვეული განსაკუთრებული პრობლემები. მაგალითად, თუ მავთულის ჭრით დამუშავებული ყალიბი გამოიყენება უშუალოდ დასამზადებლად წრთობის გარეშე, ადვილად წარმოიქმნება წიდა, აქერცვლა და ა.შ., რაც შეამცირებს ყალიბის ვადას. ამრიგად, მავთულის მოჭრის შემდეგ ყალიბის საკმარისმა წრთობამ შეიძლება გააუმჯობესოს ზედაპირის დაჭიმვის დაძაბულობის მდგომარეობა, შეამციროს ნარჩენი სტრესი და გაზარდოს ყალიბის მომსახურების ვადა.

სტრესის კონცენტრაცია ობის მოტეხილობის მთავარი მიზეზია. ნახაზის დიზაინით დაშვებულ ფარგლებში, რაც უფრო დიდია მავთულის საჭრელი მავთულის დიამეტრი, მით უკეთესი. ეს არა მხოლოდ ხელს უწყობს დამუშავების ეფექტურობის გაუმჯობესებას, არამედ მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს სტრესის განაწილებას, რათა თავიდან აიცილოს სტრესის კონცენტრაცია.

ელექტრული გამონადენის დამუშავება არის ერთგვარი ელექტრული კოროზიული დამუშავება, რომელიც ხორციელდება მასალის აორთქლების, დნობისა და დამუშავების სითხის აორთქლების სუპერპოზიციით, რომელიც წარმოიქმნება გამონადენის დროს. პრობლემა ის არის, რომ გათბობისა და გაგრილების სიცხის გამო, რომელიც მოქმედებს დამუშავების სითხეზე და დამუშავების სითხის ელექტროქიმიური მოქმედების გამო, დამუშავების ნაწილში წარმოიქმნება შეცვლილი ფენა დაძაბულობისა და სტრესის წარმოქმნის მიზნით. ნავთობის შემთხვევაში, ნახშირბადის ატომები, რომლებიც იშლება ზეთის წვის გამო, დიფუზირდება და კარბურდება სამუშაო ნაწილზე. როდესაც თერმული სტრესი იზრდება, გაფუჭებული ფენა ხდება მყიფე და მყარი და მიდრეკილია ბზარებისკენ. ამავდროულად, ნარჩენი სტრესი იქმნება და მიმაგრებულია სამუშაო ნაწილზე. ეს გამოიწვევს დაღლილობის სიძლიერის შემცირებას, აჩქარებულ მოტეხილობას, სტრესის კოროზიას და სხვა ფენომენებს. ამიტომ დამუშავების პროცესში უნდა ვეცადოთ თავიდან ავიცილოთ ზემოთ ჩამოთვლილი პრობლემები და გავაუმჯობესოთ დამუშავების ხარისხი.

3.5 სამუშაო პირობების გაუმჯობესება და ექსტრუზიის პროცესის პირობები

ექსტრუზიის დილის სამუშაო პირობები ძალიან ცუდია, ასევე ძალიან ცუდი სამუშაო გარემო. აქედან გამომდინარე, ექსტრუზიის პროცესის მეთოდისა და პროცესის პარამეტრების გაუმჯობესება, სამუშაო პირობებისა და სამუშაო გარემოს გაუმჯობესება სასარგებლოა კვარცხლბეკის სიცოცხლის გასაუმჯობესებლად. ამიტომ, ექსტრუზიის დაწყებამდე საჭიროა ფრთხილად ჩამოაყალიბოთ ექსტრუზიის გეგმა, შეარჩიოთ საუკეთესო აღჭურვილობის სისტემა და მასალების სპეციფიკაციები, ჩამოაყალიბოთ საუკეთესო ექსტრუზიის პროცესის პარამეტრები (როგორიცაა ექსტრუზიის ტემპერატურა, სიჩქარე, ექსტრუზიის კოეფიციენტი და ექსტრუზიის წნევა და ა.შ.) და გააუმჯობესოთ სამუშაო გარემო ექსტრუზიის დროს (როგორიცაა წყლის გაგრილება ან აზოტის გაგრილება, საკმარისი შეზეთვა და ა.შ.), რაც ამცირებს სამუშაო დატვირთვას ყალიბის (როგორიცაა ექსტრუზიის წნევის შემცირება, გაგრილების სიცხის და ალტერნატიული დატვირთვის შემცირება და ა.შ.), ჩამოაყალიბეთ და გააუმჯობესეთ პროცესის საოპერაციო პროცედურები და უსაფრთხო გამოყენების პროცედურები.

4 დასკვნა

ალუმინის ინდუსტრიის ტენდენციების განვითარებით, ბოლო წლებში ყველა ეძებს განვითარების უკეთეს მოდელებს ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად, ხარჯების დაზოგვისა და სარგებლის გაზრდის მიზნით. ექსტრუზიის საყრდენი უდავოდ მნიშვნელოვანი საკონტროლო კვანძია ალუმინის პროფილების წარმოებისთვის.

არსებობს მრავალი ფაქტორი, რომლებიც გავლენას ახდენენ ალუმინის ექსტრუზიის დისკის სიცოცხლეზე. გარდა შიდა ფაქტორებისა, როგორიცაა მატერიის სტრუქტურული დიზაინი და სიძლიერე, მატერიის მასალები, ცივი და თერმული დამუშავების და ელექტრული დამუშავების ტექნოლოგია, თერმული დამუშავებისა და ზედაპირის დამუშავების ტექნოლოგია, არსებობს ექსტრუზიის პროცესისა და გამოყენების პირობები, კვარცხლბეკის შენარჩუნება და შეკეთება, ექსტრუზია. პროდუქტის მასალის მახასიათებლები და ფორმა, სპეციფიკაციები და მატერიის სამეცნიერო მართვა.

ამავდროულად, გავლენის ფაქტორები არ არის ერთი, არამედ რთული მრავალფაქტორიანი ყოვლისმომცველი პრობლემა, მისი ცხოვრების გასაუმჯობესებლად, რა თქმა უნდა, ასევე სისტემური პრობლემაა, პროცესის რეალურ წარმოებასა და გამოყენებაში საჭიროა დიზაინის ოპტიმიზაცია, ჩამოსხმის დამუშავება, გამოყენების მოვლა და კონტროლის სხვა ძირითადი ასპექტები, შემდეგ კი ყალიბის მომსახურების ვადის გაუმჯობესება, წარმოების ხარჯების შემცირება, წარმოების ეფექტურობის გაუმჯობესება.

რედაქტირებულია May Jiang-ის მიერ MAT Aluminum-დან