пресування алюмінію
У виробництві алюмінієвих профілів найважливішою операцією є пресування. Пресування алюмінію і його сплавів являє собою процес пластичного деформування, в якому заготовку під впливом тиску змушують текти через одне або декілька очок матриці з площею поперечного перерізу набагато меншою, ніж у вихідної заготовки. Інтервал температури пресування, величина напруги течії і умови тертя металу об інструмент визначають особливості пресування алюмінієвих сплавів. Інтервал температури пресування алюмінієвих профілів становить від 350 до 550 ° С і залежить від типу сплаву, вимог до якості поверхні профілю і його механічними властивостями.
Алюміній і алюмінієві сплави профілі майже завжди пресують в прямому контакті з контейнером і матрицею, які виготовляють з жароміцних сталей. Алюміній відрізняється значною хімічною спорідненістю і адгезію до заліза: навіть в твердому стані він прагне «прилипнути» до поверхні сталевого інструменту. Особливість пресування алюмінію полягає в тому, що при збільшенні тиску в контейнері сили тертя між сталевою стінкою контейнера і алюмінієм настільки великі, що зсувна пластична деформація алюмінію у внутрішніх шарах заготовки починається раніше, ніж його прослизання по стінці контейнера.
теорія пластичності
Для розуміння закономірностей течії металу застосовують теорію пластичності. При простому одноосьовому стисканні або розтягуванні метал починає текти пластично при перевищенні напруги величини границі текучості. Пластичне протягом алюмінію при пресуванні є складним тривимірним зсувними плином. Особливість сдвигового течії алюмінію і його сплавів від інших металів полягає в тому, що внутрішні шари алюмінієвої заготовки починають пластично деформуватися першими, а її периферійні шари - пізніше. Перебіг металу в ході пресування залежить від багатьох факторів, таких як:
- властивості матеріалу заготовки;
- умов тертя між контейнером і заготівлею, металом і матрицею;
- ставлення пресування.
Класичні типи перебігу при пресуванні гомогенного матеріалу з різними умовами тертя в контейнері і матриці представлені на малюнку 1.
Типи перебігу алюмінію
Перебіг без тертя
Тип перебігу S відбувається при відсутності тертя в контейнері і матриці. Такий перебіг забезпечувало б однорідні властивості алюмінієвих профілів. Цей тип течії можна розглядати як чисто теоретичний, оскільки алюміній майже ніколи не пресують зі змазкою. В цьому випадку мертві зони течії металу не виникають.
Перебіг з тертям на матриці
Тип перебігу А виникає при пресуванні з тертям на дзеркалі матриці і при відсутності тертя в контейнері. Це характерно для зворотного пресування. У центрі заготовки метал рухається швидше, ніж на периферії. У кутах переднього кінця заготовки між дзеркалом матриці і стінкою контейнера формуються мертві зони «нерухомого» металу. Ця мертва зона формується відразу після розпресування. Матеріал заготовки тече вздовж конусоподібної межі цієї зони в результаті сдвиговой пластичної деформації і рухається «по діагоналі» до отвору матриці для формування зовнішніх шарів алюмінієвого профілю.
Перебіг з «сорочкою»
Фактори течії алюмінію
Таким чином, властивості пресованих алюмінієвих профілів в значній мірі залежать від особливостей перебігу металу в ході пресування. На протягом металу впливає багато факторів:
- Cпособ пресування, прямий або зворотний.
- Максимальне зусилля преса, розміри і форма контейнера.
- Процеси тертя на матриці і контейнері.
- Тип, розміри і конструкція матриці.
- Довжина заготовки і тип сплаву.
- Ставлення пресування (коефіцієнт витяжки).
- Температура матриці і пресового інструменту.
- Швидкість пресування.
опрацювання металу
Ступінь деформационной опрацювання металу в значній мірі залежить від типу, розмірів і конструкції матриці. Наприклад, в порожніх матрицях на деформування матеріалу витрачається значно більше енергії, ніж в суцільних. Як уже згадувалося, в кутах між контейнером і матрицею утворюється конусоподібна «мертва зона». Матеріал в своєму русі по контейнеру до матриці деформується зрушенням уздовж кордону цієї зони. Ця мертва зона відіграє роль конічної поверхні матриці. Розміри цієї мертвої зони визначаються кутом α цієї конічної поверхні по відношенню до осі контейнера (малюнок 2). Цей кут залежить від ставлення пресування, напруги течії матеріалу, коефіцієнта тертя між заготовкою і контейнером, а також між поточним металом і дзеркалом матриці. При одному і тому ж коефіцієнті тертя між контейнером і заготівлею конусний полуугол мертвої зони залежить від ставлення пресування: зі збільшенням відносини пресування цей кут збільшується і зменшується довжина лінії зсуву.
Прес-залишок
В кінці циклу пресування кожної заготовки залишають залишок заготовки - прес-залишок - товщиною більше ніж довжина мертвої зони пресування. Це запобігає утворенню в алюмінієвому профілі поверхневих і підповерхневих дефекти через попадання в нього матеріалу з поверхневого шару заготовки. У промисловості зазвичай «тримають» прес-залишок в межах від 5 до 15% від вихідної довжини заготовки. Оскільки товщина прес-залишку пов'язана з мертвою зоною пресування, вона також залежить від відносини пресування, типу матриці, температури заготовки, умов тертя між контейнером і заготівлею, а також напруги течії матеріалу заготовки. На малюнку 2 показана зв'язок товщини прес-залишку з конічною поверхнею мертвої зони пресування. Зупинка пресування на безпечній відстані від мертвої зони запобігає потраплянню в пресується виріб небажаних металевих і неметалевих включень, які скупчуються в ній.
Зазвичай на кожному пресовому виробництві виробляється свій досвід по допустимої мінімальної товщині прес-залишку при різних умовах пресування, який підтверджують результатами травлення перетинів прес-залишків на макроструктуру. В результаті виникає розуміння зміни конічного кута мертвої зони (і допустимої товщини прес-залишку) зі зміною параметрів пресування, форми і розмірів очка матриці (кількості очок) і типу матриці (суцільна або порожниста).
Поділитися цією Записом