1 Wprowadzenie
Wraz z szybkim rozwojem przemysłu aluminiowego i ciągłym wzrostem tonażu maszyn do wytłaczania aluminium pojawiła się technologia wytłaczania aluminium w formie porowatej. Porowate wytłaczanie aluminium w formie znacznie poprawia wydajność produkcji wytłaczania, a także stawia wyższe wymagania techniczne w zakresie projektowania form i procesów wytłaczania.
2 Proces wytłaczania
Wpływ procesu wytłaczania na wydajność produkcji porowatej formy wytłaczanej z aluminium znajduje odzwierciedlenie głównie w kontroli trzech aspektów: temperatury półwyrobu, temperatury formy i temperatury wyjściowej.
2.1 Temperatura ślepa
Jednolita temperatura półwyrobu ma znaczący wpływ na wydajność wytłaczania. W rzeczywistej produkcji maszyny do wytłaczania podatne na odbarwienia powierzchni są zazwyczaj podgrzewane przy użyciu pieców wielowykrojowych. Piece wieloślepe zapewniają bardziej równomierne i dokładne nagrzewanie półwyrobu przy dobrych właściwościach izolacyjnych. Dodatkowo, aby zapewnić wysoką wydajność, często stosuje się metodę „niskiej temperatury i dużej prędkości”. W takim przypadku temperatura półwyrobu i temperatura wyjściowa powinny być ściśle dopasowane do prędkości wytłaczania, przy ustawieniach uwzględniających zmiany ciśnienia wytłaczania i stan powierzchni półwyrobu. Ustawienia temperatury półwyrobu zależą od rzeczywistych warunków produkcji, ale ogólnie rzecz biorąc, w przypadku wytłaczania w formie porowatej temperatury półwyrobu są zwykle utrzymywane w zakresie 420–450°C, przy czym matryce płaskie są nieco wyższe o 10–20°C w porównaniu z matrycami dzielonymi.
2.2 Temperatura formy
Bazując na doświadczeniu produkcyjnym na miejscu, temperaturę formy należy utrzymywać w zakresie 420-450°C. Nadmierny czas nagrzewania może prowadzić do erozji pleśni podczas pracy. Ponadto istotne jest prawidłowe umiejscowienie formy podczas ogrzewania. Foremek nie należy układać zbyt blisko siebie, pozostawiając między nimi odstęp. Zablokowanie wylotu powietrza z pieca formierskiego lub niewłaściwe umiejscowienie może prowadzić do nierównomiernego nagrzewania i niespójnego wytłaczania.
3 czynniki pleśni
Projektowanie form, obróbka form i konserwacja form mają kluczowe znaczenie dla kształtowania metodą wytłaczania i bezpośrednio wpływają na jakość powierzchni produktu, dokładność wymiarową i wydajność produkcji. Czerpiąc z praktyk produkcyjnych i wspólnych doświadczeń w projektowaniu form, przeanalizujmy te aspekty.
3.1 Projekt formy
Forma jest podstawą tworzenia produktu i odgrywa kluczową rolę w określaniu kształtu, dokładności wymiarowej, jakości powierzchni i właściwości materiałowych produktu. W przypadku porowatych profili formowych o wysokich wymaganiach dotyczących powierzchni poprawę jakości powierzchni można osiągnąć poprzez zmniejszenie liczby otworów dylatacyjnych i optymalizację rozmieszczenia mostków dywersyjnych, aby uniknąć głównej powierzchni dekoracyjnej profilu. Dodatkowo w przypadku matryc płaskich zastosowanie konstrukcji studzienki z odwróconym przepływem może zapewnić równomierny przepływ metalu do wnęk matrycy.
3.2 Przetwarzanie form
Podczas obróbki form kluczowe znaczenie ma minimalizowanie oporów przepływu metalu na mostkach. Płynne frezowanie mostków dywersyjnych zapewnia dokładność pozycji mostków dywersyjnych i pomaga uzyskać równomierny przepływ metalu. W przypadku profili o wysokich wymaganiach dotyczących jakości powierzchni, takich jak panele słoneczne, należy rozważyć zwiększenie wysokości komory zgrzewania lub zastosowanie dodatkowego procesu spawania, aby zapewnić dobre wyniki spawania.
3.3 Konserwacja formy
Równie ważna jest regularna konserwacja formy. Polerowanie form i wdrożenie konserwacji azotowania może zapobiec problemom, takim jak nierówna twardość w obszarach roboczych form.
4 Pusta jakość
Jakość półwyrobu ma decydujący wpływ na jakość powierzchni produktu, wydajność wytłaczania i uszkodzenia formy. Półfabrykaty niskiej jakości mogą prowadzić do problemów z jakością, takich jak rowki, odbarwienia po utlenieniu i zmniejszona żywotność formy. Jakość półfabrykatu obejmuje odpowiedni skład i jednorodność elementów, co bezpośrednio wpływa na wydajność wytłaczania i jakość powierzchni.
4.1 Konfiguracja składu
Biorąc za przykład profile paneli słonecznych, właściwa konfiguracja Si, Mg i Fe w specjalistycznym stopie 6063 do wytłaczania w porowatych formach jest niezbędna do osiągnięcia idealnej jakości powierzchni bez uszczerbku dla właściwości mechanicznych. Całkowita ilość i proporcja Si i Mg są istotne i bazując na wieloletnim doświadczeniu produkcyjnym, utrzymanie Si+Mg w zakresie 0,82-0,90% jest odpowiednie dla uzyskania pożądanej jakości powierzchni.
W analizie niespełniających wymagań półproduktów do paneli fotowoltaicznych stwierdzono, że pierwiastki śladowe i zanieczyszczenia były niestabilne lub przekraczały dopuszczalne wartości, znacząco wpływając na jakość powierzchni. Dodawanie pierwiastków podczas tworzenia stopu w topielni należy przeprowadzać ostrożnie, aby uniknąć niestabilności lub nadmiaru pierwiastków śladowych. W branżowej klasyfikacji odpadów odpady z wytłaczania obejmują odpady pierwotne, takie jak ścinki i materiał podstawowy, odpady wtórne obejmują odpady po przetworzeniu z takich operacji, jak utlenianie i malowanie proszkowe, a profile izolacji termicznej są klasyfikowane jako odpady trzeciorzędne. Do profili oksydowanych należy używać specjalnego półfabrykatu i generalnie nie będą dodawane żadne odpady, jeśli materiały będą wystarczające.
4.2 Pusty proces produkcyjny
Aby uzyskać wysokiej jakości półfabrykaty, niezbędne jest ścisłe przestrzeganie wymagań procesowych dotyczących czasu usuwania azotu i czasu osadzania aluminium. Pierwiastki stopowe dodaje się zwykle w postaci bloków, a dokładne mieszanie przyspiesza ich rozpuszczanie. Prawidłowe wymieszanie zapobiega tworzeniu się zlokalizowanych stref o dużym stężeniu pierwiastków stopowych.
Wniosek
Stopy aluminium są szeroko stosowane w nowych pojazdach energetycznych, w elementach konstrukcyjnych i częściach, takich jak nadwozie, silnik i koła. Zwiększone wykorzystanie stopów aluminium w przemyśle motoryzacyjnym wynika z zapotrzebowania na efektywność energetyczną i zrównoważenie środowiskowe, w połączeniu z postępem w technologii stopów aluminium. W przypadku profili o wysokich wymaganiach dotyczących jakości powierzchni, takich jak aluminiowe półki akumulatorowe z licznymi otworami wewnętrznymi i wysokimi wymaganiami dotyczącymi parametrów mechanicznych, poprawa wydajności wytłaczania w formie porowatej jest niezbędna, aby firmy mogły prosperować w kontekście transformacji energetycznej.
Pod redakcją May Jiang z MAT Aluminium
Czas publikacji: 30 maja 2024 r
