2013铝型材热挤压模具维修新原理
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模具液氮冷却技术在铝型材挤压生产中的应用梁奕清(广东兴发铝业有限公司,广东 佛山 528137)摘 要:为进一步提高铝型材挤压生产的质量与效率,需要重视生产过程中温升的有效控制。
为此,本文提出应用模具液氮冷却技术。
具体分析了挤压温升原理与液氮冷却模具的使用原理,并对铝型材挤压生产过程进行了梳理,从冷却方式、液氮开度控制调节方式的选择以及液氮开度控制、挤压速度控制等角度展开分析,明确了液氮冷却模具在铝型材挤压生产中的应用要点,以期可为实际生产作业提供有价值的参考。
关键词:液氮冷却模具;铝型材;挤压生产;应用要点中图分类号:TG379 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2021)22-0204-2Application of liquid nitrogen cooling die in aluminum profile extrusion productionLIANG Yi-qing(Guangdong Xingfa Aluminum Co., Ltd,Foshan 528137,China)Abstract: In order to further improve the quality and efficiency of aluminum extrusion production, it is necessary to pay attention to the effective control of temperature rise in the production process. Therefore, this paper puts forward the application of liquid nitrogen cooling technology of mould. The principle of extrusion temperature rise and the application principle of liquid nitrogen cooling die are analyzed in detail, and the extrusion production process of aluminum profiles is combed. The analysis is carried out from the angles of cooling mode, liquid nitrogen opening control and extrusion speed control, etc., and the application points of liquid nitrogen cooling die in aluminum profile extrusion production are clarified, so as to provide valuable reference for actual production operations.Keywords: Liquid nitrogen cooling die; Aluminum profile; Extrusion production; Application points铝型材具有质轻、强度高、导电导热性好以及可回收再利用等诸多优势。
铝型材热挤压模具标准一、模具设计1.依据产品要求,设计模具结构,考虑材料流动性、成型工艺和模具使用寿命。
2.根据生产规模和批量要求,确定模具大小、尺寸精度和结构形式。
3.优化模具设计,减少模具制造难度和成本,提高生产效率。
二、模具材料1.根据模具使用要求选择合适的材料,如铝合金、钢材等。
2.考虑材料的热处理性能、硬度、韧性等指标,确保模具具有足够的强度和耐磨性。
3.对材料进行质量检验,确保无缺陷和不良品。
三、模具制造1.严格遵守制造工艺流程,确保模具制造精度和质量。
2.对制造过程中使用的工具、量具进行定期检查和维护,确保精度。
3.对制造完成的模具进行质量检验,确保符合设计要求。
四、模具测试1.对制造完成的模具进行压力测试,确保其强度和密封性能。
2.对模具进行试模生产,检查产品是否符合设计要求,并对模具进行调整和优化。
3.对模具进行寿命测试,评估其使用性能和使用寿命。
五、模具维护1.定期对模具进行检查和维护,确保其正常运转和使用寿命。
2.对模具进行保养,如清洗、润滑等,保持其清洁度和润滑度。
3.对损坏的模具进行修复或更换,确保生产正常进行。
六、模具报废1.当模具达到使用寿命或损坏严重时,应进行报废处理。
2.对报废的模具进行分类处理,如回收再利用或废弃处理。
3.对报废模具进行处理时,应遵守相关环保法规和规定。
七、模具安全1.模具设计应考虑操作安全,避免存在安全隐患。
2.操作人员应经过专业培训,熟悉模具操作流程和安全规范。
3.生产现场应设置安全警示标识,加强安全宣传和教育。
4.对存在安全隐患的模具应立即停止使用,并进行整改。
5.八、模具环保在模具设计和制造过程中应尽量采用环保材料和工艺,减少对环境的影响。
具体措施包括:减少能源消耗和碳排放量;采用环保型润滑剂和清洗剂;对报废模具进行环保处理等。
同时加强员工环保意识的培养和教育。
九、总结铝型材热挤压模具标准是指导模具设计、制造、测试和维护的重要依据。
通过严格执行这些标准可以确保模具的质量和使用寿命提高生产效率降低成本同时保障操作人员的安全并保护环境实现可持续发展目标提高企业的综合竞争力。
论铝合金的挤压机固溶热处理及6063-t6材料的优化生产工艺参数1. 引言1.1 概述铝合金作为一种重要的结构材料,在各个领域得到了广泛的应用。
挤压是铝合金加工中常见的一种方法,通过挤压机将铝合金熔化后经模具挤压成型,可实现复杂形状的制造。
然而,在挤压过程中,铝合金会发生固溶热处理,即将材料加热至一定温度,使其中的固溶体中原子重新排列形成均匀分布的固溶体。
固溶热处理对于提高铝合金的强度和硬度非常重要。
本文旨在探究铝合金挤压机固溶热处理的定义、原理以及工艺流程,并结合具体实例分析影响因素。
另外,文章还将重点对6063-T6材料进行特性分析,并介绍其在各个应用领域中的需求。
最后,我们将针对6063-T6材料优化生产工艺参数这一问题进行深入研究。
1.2 文章结构本文主要包含五个部分:引言、铝合金挤压机固溶热处理、6063-T6材料特性分析、6063-T6材料优化生产工艺参数方法研究以及结论和进一步研究展望。
引言部分主要介绍本文的背景和目的,并概述了铝合金挤压机固溶热处理及6063-T6材料优化生产工艺参数这两个主要内容。
接下来,将详细阐述铝合金挤压机固溶热处理的定义、原理和工艺流程,以及影响因素。
随后,会对6063-T6材料进行特性分析,包括其组成、性质以及在不同领域中的需求。
然后,我们将深入探讨如何通过实验设计与方法来优化6063-T6材料的生产工艺参数,并介绍相关的参数优化模型构建和求解过程。
最后,将总结本文的主要研究结论,并展望未来关于铝合金挤压机固溶热处理以及6063-T6材料优化生产工艺参数方面的进一步研究方向。
1.3 目的本文旨在全面了解铝合金挤压机固溶热处理这一重要环节,并深入分析其中的定义、原理、工艺流程以及影响因素。
同时,通过对6063-T6材料的特性分析,可以更好地理解该材料在不同领域中的需求,并强调生产工艺参数优化的重要性。
最后,本文将通过实验设计与方法研究6063-T6材料的优化生产工艺参数,以期为相关领域提供有益的参考和指导。
Altair HyperXtrude铝型材挤压工艺和模具设计的仿真分析和优化Altair工程软件(上海)有限公司动机–更早的设计决策解决个问题的成本使用CAE= 解决一个问题的成本题数传统方法出的问# 找模具设计模具制造试模量产HyperXtrude 唯一专业的铝型材挤压仿真软件稳态变形分析模具变形/强度分析瞬态变形分析工作带长度分析焊合长度预测压余长度预测正向/反向挤压虚拟试模材料库快捷的图形用户界面挤压模具优化中文菜单型材料头变形分析——稳态法TemperatureTemperatureVelocityProfile Deflection瞬态分析——型材变形型材变形比较模具变形分析和强度校核耦合的材料流动、热和变形分析依据挤压载荷和热载计算模具的变形和强度模具和材料的网格单元的自动更新位于模具和材料的接触表面网格单元不需要完全匹配保险杠横梁——模具几何Mandrel Die Plate模具上的温度分布模具表面上的法向力分布模具的变形模具上的应力分布——强度校核虚拟试模实例初始模具设计方案结果建议改进方案ObjectiveUniform exitvelocity=6m/min=1m/s•Uniform exit velocity = 6m/min = 0.1m/s Design IterationsFi t It ti R d th th l A d B b 10•First Iteration –Reduce the portholes A and B by 10 mm •Second Iteration –Increase C & D by 5 mm2nd IterationCAD1st IterationBABCD AB案例分析——汽车保险杠横梁Problem DefinitionProblem Definition¾Alloy:AA 6082¾Container Diameter:7.375 in (187.325 mm)¾Billet Length: 25 in (635 mm)¾Press Capacity: 1800 T (16 MN)¾Unit Pressure:580 MPa¾Max. Ram Speed: 41 ipm (17.357 mm/s)¾Container Temperature 441 °CProfile Type:Hollow¾Profile Type:¾Extrusion Ratio:21.93¾Extrusion Speed: 6.87 m/minRam Speed:523mm/s¾Ram Speed: 5.23 mm/s¾Part Exit Speed: 6.87 m/min¾Billet Preheat:518 °C创建有限元模型PortholesDie Plate MandrelAluminum + Tool模芯的变形模芯变形(靠近棒料一侧)下模变形Weld Chamber Bolster Side温度分布(模芯和分流孔)Mandrel Portholes, Bearing and Profile速度分布Original Bearing After 1st Modification Velocity Contours –After 2nd ModificationDecrease by 2mm Decrease by 2 mmIncrease by 3 mm棒料表皮杂质材料跟踪--压余长度预测•棒料表皮包含氧化杂质•表皮挤进型材将影响质量•最佳的压余长度预测停止挤压的时刻——棒料焊合长度计算•材料进入分流孔和导流室•不能停车清理模具•循环棒料的加载挤压•如何预测型材完全是新材料挤出?棒料的接口计算After 5 secAfter 60 sec初始工作带——出口流速不平衡初始设计——型材变形修改工作带长度工作带修改后计算结果——速度分布工作带修改后的计算结果——型材变形正向/反向挤压快捷的图形用户界面 1.Import Geometry 2.Create Project Directory 3.Select Units 4.Set Analysis Requirements Process DataAnalysis DataSelect Components5Select Materials 5.Select Materials6.Set Process Conditions 7.Define Bearing 8S l 8.Solve9.Check Results材料性能数据Workpiece and Tool MaterialsCommon AlloysPlots of Flowstress Curves U M difi blUser Modifiable挤压模具的优化统一的平台,无缝调用集成在HyperWorks统的平台,无缝调用•HyperXtrude, HyperStudy, HyperMorph 工作带长度的优化•平衡材料流动•减少修模分流孔的优化•平衡材料流动•确保模具在挤压过程中没有损坏•减少修模优化原理优化实例——工作带长度的优化型材截面的区域划分工作带优化过程——优化目标出口流速均匀优化前后的出口流速比较支持中文菜单建立挤压工艺数据库•挤压工艺数据•型材数据•棒料数据•挤压设备数据•可挤压合金材料HyperXtrude任务管理器一个桌面应用工具,能够实现在远程机器上提交任务。
铝型材挤压工艺及模具设计1. 挤压工艺铝型材挤压是一种利用压力对铝型材进行塑性变形的加工工艺。
其基本工艺是:铝棒坯料通过加热软化后,被压入模头,通过模头出口挤出成需要的截面形状。
铝型材挤压工艺的优点包括:高成形精度、高表面质量、操作简便,高生产效率等等。
2. 模具设计铝型材挤压的模具主要包括模头、辅助金属件、固定板、滑动板、胚料夹持装置等组成。
其中,模头是铝型材挤出的关键装置,包括卡箍板、模板、模板底部垫片、模座、模膜等部分。
模头的最重要的特点是不同形状的铝型材需要不同形状的模头;其次需要各个部位的设计匹配度高,精度要求高。
滑动板和固定板是模具的基础结构,他们需要耐压、耐磨,同时需要精度高、边缘无毛刺。
辅助金属件在滑动板、固定板及模头之间起到了加强固定的作用,除此之外还需要具有良好的导向功能。
2.2. 理论参数的确定合理的选择合适的挤压荷载能够很好的保证挤压过程中的质量,同时也能够最大限度的提高生产效率。
因此,在模具设计阶段,应尽可能的确定相应的理论参数。
此外,应还需根据压力、速度、保压时间等因素来确定合适的机器配置,以及最优的辅助系统。
为了达到最优的效果,这些参数需要经过实验验证。
2.3. 模具材料的选择对于铝型材挤压模具来说,常见的材料包括H13钢、特种合金钢、定向硅钢、硬质合金等材料。
如:H13钢:具有高的耐磨性、硬度和强度,适用于铝型材的大批量生产。
特种合金钢:高抗氧化性、高强度、高磨损性,这些特性使其适用于生产高性能和高质量的铝型材。
硬质合金:它具有高硬度和强度、高耐磨性和高耐蚀性,是生产大规模、高复杂度的模具的首选。
2.4. 设计注意事项在模具设计过程中还需要注意以下问题:1)要防止铝材在挤压过程中发生撕裂断裂,因此要注意模具底部的角度把控2)要避免孔洞过大过小,且要容易拆卸,之所以拆卸是为了清洁铝型材上残余物。
3)在设计过程中,要考虑铝型材的变形,保证材料截面和尺寸的均匀性。
4)在滑动板部位,还需要考虑降低铝型材与模具接触时所产生的不良效果,例如顶出口和顶料等问题。
铝锻造铝挤压-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铝锻造和铝挤压是两种常见的金属加工工艺,广泛应用于工业生产和制造领域。
铝锻造是指通过将铝材料加热至一定温度后,利用冲击力或压力对其进行塑性变形的工艺。
而铝挤压则是指将铝材料通过挤压机的挤压作用,将铝材料压制成具有所需形状和尺寸的产品的工艺。
铝锻造和铝挤压都具有一系列的优势和应用。
首先,铝锻造和铝挤压制品的密度相对较高,能够提供更高的强度和硬度,从而满足不同行业对产品性能的要求。
其次,铝锻造和铝挤压具有较好的成型性能,可以制造出复杂的形状和结构,满足各种工程设计的需求。
此外,铝锻造和铝挤压还能提高材料的力学性能和耐腐蚀性,延长产品的使用寿命。
然而,铝锻造和铝挤压也面临一些挑战和改进的问题。
首先,制造成本相对较高,对设备和工艺要求较高,需要投入大量的人力和物力资源。
此外,制造过程中,容易受到环境因素的影响,如热变形、气孔等缺陷的产生,对产品质量造成一定的影响。
因此,如何降低制造成本,提高工艺稳定性和产品质量是铝锻造和铝挤压领域需要进一步研究和改进的问题。
综上所述,铝锻造和铝挤压作为两种重要的金属加工工艺,在工业生产和制造领域扮演着重要角色。
它们具有较高的成型性能、优越的力学性能和耐腐蚀性能,适用于各种领域的产品制造。
然而,制造成本和工艺稳定性仍然是制约其发展的问题。
未来,随着科技的不断进步和工艺的不断改进,铝锻造和铝挤压将有更广阔的应用前景,并为各行各业提供更优质的产品和解决方案。
文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
具体结构如下:1.引言:本部分主要包括概述、文章结构和目的三个小节。
首先,我们将简要介绍铝锻造和铝挤压的概念和背景,并概述它们在工业生产中的重要性。
然后,我们将介绍本篇文章的结构,明确每个部分的主要内容。
最后,我们将阐明本文的目的,即通过深入探讨铝锻造和铝挤压的原理、工艺、优势、应用及挑战,为读者提供全面的了解和洞察。
铝合金挤压成型铝合金挤压成型是一种常见的金属加工方法,它利用挤压机将铝合金坯料在模具中施加高压力,使其通过模孔挤出并形成所需的截面形状。
该方法具有高效、精度高、成本低等优点,被广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域。
一、铝合金挤压成型的原理和过程1.原理铝合金挤压成型是利用挤压机将铝合金坯料在模具中施加高压力,使其通过模孔挤出并形成所需的截面形状。
在此过程中,铝合金坯料受到了强大的剪切力和变形力,其晶粒结构得到了细化和改善。
2.过程(1)选择材料:首先需要根据需要制作的零件要求选择适当的铝合金材料。
(2)设计模具:根据零件要求设计出适当的模具,并进行加工。
(3)准备坯料:将选定的铝合金材料切割成长度与模具相同的坯料条。
(4)预热坯料:将坯料条放入预热炉中进行加热,使其达到挤压温度。
(5)挤压成型:将预热好的坯料条放入挤压机中,在模具的作用下施加高压力,使其通过模孔挤出并形成所需的截面形状。
(6)后处理:将挤出的零件进行切割、冷却、退火等后处理工序,以达到所需的物理性能和表面质量要求。
二、铝合金挤压成型的特点1.高效铝合金挤压成型是一种高效率的生产工艺,可以在较短时间内完成大批量生产。
2.精度高由于铝合金挤压成型过程中施加了高压力,并且采用了先进的数控技术和模具设计,因此可以获得极高的精度和尺寸稳定性。
3.成本低相对于其他加工方法,铝合金挤压成型具有较低的生产成本。
这主要得益于其高效率和自动化程度。
4.适用范围广铝合金挤压成型可以制造各种形状和尺寸的零件,适用于汽车、航空航天、建筑等多个领域。
三、铝合金挤压成型的应用1.汽车行业铝合金挤压成型在汽车行业中得到广泛应用,可以制造车身结构件、发动机部件、悬挂系统等。
2.航空航天行业铝合金挤压成型在航空航天行业中也有重要的应用,可以制造飞机外壳、燃油箱、起落架等。
3.建筑行业铝合金挤压成型还可以制造建筑门窗、幕墙、阳台等零部件,具有轻质化、美观大方的特点。
2.1铝合金型材挤压工艺铝及铝合金型材被广泛应用于建筑、交通运输、电子、航天航空等部门。
近年来,由于对汽车空调设备小型化、轻量化的要求,热交换器用管材及空心型材中铝挤压制品的比例迅速增加。
据资料介绍,挤压加工制品中铝及铝合金制品约占70%以上。
铝合金型材挤压技术发展也因此带动了现代挤压技术的发展。
2.1.1挤压工艺概述(1)挤压工艺原理挤压工艺是将金属毛坯放入装在塑性成形设备上的模具型腔内,在一定的压力和速度作用下,迫使金属毛坯产生塑性流动,从型腔中特定的模孔挤出,从而获得所需断面形状及尺寸,并具有一定力学性能挤压件的工艺技术,如图2.1所示。
图2.1 金属挤压的基本原理(2)挤压工艺特点挤压作为零件少、无切削加工工艺之一,是近代金属塑性加工中一种先进的加工方法。
挤压工艺是利用模具来控制金属流动,靠软化金属体积的大量转移来成形所需的零件。
因此,挤压工艺的成败与模具结构设计、模具材料以及金属毛坯的软化处理等密切相关。
挤压工艺既可用于生产成批的有色合金及黑色金属的零件,也可加工各种模具的型腔。
挤压加工的成形速度范围很广,可以在专用的挤压压力机上进行,也可以在一般的曲柄压力机(如冲床)或液压机、摩擦压力机以及高速锤上进行。
挤压加工具有许多特点,主要表现在挤压变形过程的应力应变状态、金属流动行为、产品的综合质量、生产的灵活性与多样性、生产效率与成本等一些方面。
挤压加工的优点如下:1)提高金属的变形能力。
金属在挤压变形区中处于强烈的三向压应力状态,可以充分发挥其塑性,获得大变形量。
例如,纯铝的挤压比(挤压筒断面积与制品断面积之比)可以达到500,纯铜的挤压比可达400,钢的挤压比可达40-50。
对于一些采用轧制、锻压等其他方法加工困难乃至不能加工的低塑性难变形金属和合金,甚至有如铸铁一类脆性材料,也可采用挤压法进行加工。
2)制品综合质量高。
挤压变形可以改善金属材料的组织,提高其力学性能,特别是对于一些具有挤压效应的铝合金,其挤压制品在淬火时效后,纵向(挤压方向)力学性能远高于其他加工方法生产的同类产品。
挤压铝型材外表颗粒状毛刺的形成原因与对策在铝型材的挤压生产中,型材外表不同程度的存在一些小颗粒吸附在型材外表上,这种的缺陷,仅有轻微手感,不仔细观察或手摸较难发现。
但它严重影响氧化、电泳涂漆及喷涂型材的外表美观,降低了生产效率和成品率,更是高档装饰型材的致命缺陷。
因此,对其形成机理进展分析,同时在挤压生产实践中不断地观察分析,总结其成因,及时采取措施,是减少或杜绝这种缺陷的出现的有效手段。
一、颗粒吸附成因分析1、挤压型材外表出现的颗粒状毛刺分为四种:1)空气尘埃吸附,燃煤铝棒加热炉产生的灰尘、铝屑、油污及水份凝结成颗粒附着在热的型材外表。
2)铝棒中的杂质,如:精炼不充分遗留的金属夹杂物和非金属夹杂物。
3)时效炉内的灰尘附着。
4)铝棒中的缺陷及成分中的β相AlFeSi在高温下析出,使金属塑性降低,抗拉强度降低,产生颗粒状毛刺。
“吸附颗粒〞的形成2、原因1)铝棒质量的影响由于高温铸造,铸造速度快,冷却强度大,造成合金中的β相AlFeSi不能及时转变为球状α相AlFeSi,由于β相AlFeSi在合金中呈现针状组织,硬度高、塑性差,抗拉强度很低,在高温挤压时不仅会诱发挤压裂纹,而且会产生颗粒状毛刺,这种毛刺不易清理,手感强烈,颗粒附近常伴随有蝌蚪状拖尾,在金相显微镜下观察,呈现灰褐色,成分中富含铁元素。
铝棒中的杂质影响,铝棒在熔铸过程中,精炼不充分,泥土、精炼剂、覆盖剂以及粉末涂料和氧化膜夹杂等混入棒中,这些物质在挤压过程中,使金属的塑性和抗拉强度显著降低,极易产生颗粒状毛刺。
棒的组织缺陷常见的有疏松、晶粒粗大、偏析、光亮晶粒等,所有这些铸棒缺陷有一个共同点,就是与铸棒基体焊合不好,造成了基体流动的不连续性,在挤压过程中,夹渣极易从基体中别离出来,通过模具的工作带时,粘附在入口端,形成粘铝,并不断被流动的金属拉出,极易产生颗粒状毛刺。
2)模具的影响在挤压生产中,模具是在高温高压的状态下工作的,受压力和温度的影响,模具产生弹性变形。
近二十年来,国内的铝挤压行业取得了长足的发展,对从事模具维修的技术人员的要求也越来越高。
目前各个铝管厂的质量竞争更趋向白热化,所以不断提高质量要求和缩短交货期,再加上各厂家非常注重工业铝材的研发,这就使得有些型材的要求远远超过国家超高精级标准。
在这样的环境之下,一个模具维修人员的技术水平基本决定其所生产的产品质量水平,再加上此行业从业人员的不断增加,岗位竞争非常激烈,所以模具维修行业是一个压力较大又不稳定的行业。
根据目前比较普遍的质量缺陷选择了以下几种情况进行分析:
1)平面度不能得到超高精级标准要求;
2)角度不能达到超高精级标准要求;
3)喷涂型材出现暗影;
4)开口尺寸不能达到要求;
5)薄壁型材挤压生产时不稳定;
6)色差或阴阳面;
7)带管上滑的正确维修方法;
8)铝材生产时顺时针或逆时针扭拧;
9)特厚铝材出料不稳定;
10)特厚结构铝材外形尺寸不能达到要求;
11)平板式铝材的正确修模方法;
12)薄壁封闭模具的正确修模方法;
13)高倍尺散热片偏齿的维修方法;
14)民用铝散热器的几个注意事项;
15)椭圆管高度不够的维修方法;
16)多孔铝材速度不一致的维修方法;
17)高低管的正确维修方法;
18)同心管的维修技巧;
19)假接头的解决办法;
20)模孔出材涨水、涨大;
隔热铝合金门窗是近几年从国外引进到我国的新产品,它是由隔热铝合金型材加工制成。
而隔热铝合金型材又分为两大类:一类是穿条式,一类是注胶式。
目前市场上的隔热铝门窗超过80%是采用穿条式隔热铝合金型材,因此,这一类隔热铝合金门窗是市场上的主导产品。
劣质隔热铝门窗手法之一“偷梁换柱”
用低成本的通用塑料——聚氯乙烯(PVC)隔热条来替代玻璃纤维增强聚酰胺尼龙(PA66)隔热条(以下简称尼龙66隔热条)。
由于PVC的线膨胀系数(8.3*10-5K-1)与铝合金的线膨胀系数(2.35*10-5K-1))相差甚远,而且其强度低(仅30N/mm2左右)、耐热性差(80℃)、抗老化性能差等许多缺陷,导致制成的隔热门窗在实际安装使用,会由于热胀冷缩的原因会造成PVC隔热条在铝管材内出现松动,轻则导致窗体松动、变形,破坏门窗的气密性和水密性,重则造成窗体整体松散、脱离等。
特别是我国“三北”地区,冬季室内外温差大,上述现象更易发生。
由于PVC隔热条的市场销售价仅是尼龙66隔热条价格的1/3,显著的价格差异造成许多隔热铝门窗生产企业无视PVC隔热条的性能及质量缺陷,将劣质产品投放市场。