1. Sarrera
Moldea aluminiozko profilen estrusiorako tresna gakoa da. Profilen estrusio prozesuan zehar, moldeak tenperatura altuak, presio handia eta marruskadura handia jasan behar ditu. Epe luzeko erabileran, moldearen higadura, deformazio plastikoa eta nekearen kalteak eragingo ditu. Kasu larrietan, moldearen hausturak eragin ditzake.
2. Moldeen hutsegite motak eta arrazoiak
2.1 Higaduraren ondoriozko akatsa
Higadura da estrusio-trokelaren akats nagusia, eta horrek aluminiozko profilen tamaina desegokia eta gainazalaren kalitatea gutxitzea eragiten du. Estrusioan zehar, aluminiozko profilak molde-barrunbearen zati irekiarekin topo egiten dute estrusio-materialaren bidez, tenperatura eta presio altuetan, lubrifikazio-prozesurik gabe. Alde batek zuzenean kontaktu egiten du kalibre-zerrendaren planoarekin, eta beste aldea irristatzen da, marruskadura handia sortuz. Barrunbearen gainazala eta kalibre-uhalaren gainazala higadura eta akatsen menpe daude. Aldi berean, moldearen marruskadura-prozesuan, lingote metalaren zati bat moldearen lan-gainazalean itsasten da, eta horrek moldearen geometria aldatzen du eta ezin da erabili, eta higadura-akats gisa ere hartzen da, eta hori ebaketa-ertzaren pasibazioa, ertz biribilduak, planoaren hondoratzea, gainazaleko ildaskak, zuritzea eta abar bezala adierazten da.
Moldearen higadura mota espezifikoa faktore askoren araberakoa da, hala nola marruskadura-prozesuaren abiadura, hala nola moldearen materialaren eta prozesatutako lingotearen konposizio kimikoa eta propietate mekanikoak, moldearen eta lingotearen gainazalaren zimurtasuna, eta estrusio-prozesuan zehar gertatzen diren presioa, tenperatura eta abiadura. Aluminiozko estrusio-moldearen higadura batez ere higadura termikoa da, higadura termikoa marruskadurak, metalaren gainazala tenperatura igotzeagatik biguntzeak eta molde-barrunbearen gainazala elkarri lotzeak eragiten dute. Molde-barrunbearen gainazala tenperatura altuan biguntzen denean, higadura-erresistentzia asko murrizten da. Higadura termikoaren prozesuan, tenperatura da higadura termikoa eragiten duen faktore nagusia. Zenbat eta tenperatura handiagoa izan, orduan eta larriagoa da higadura termikoa.
2.2 Deformazio plastikoa
Aluminiozko profilaren estrusio-trokelaren deformazio plastikoa trokelaren metalezko materialaren etekin-prozesua da.
Estrusio-trokelak tenperatura, presio eta marruskadura handiko egoeran dagoenez estrusio-metalarekin denbora luzez lanean ari denean, trokelaren gainazaleko tenperatura igotzen da eta biguntzea eragiten du.
Karga-baldintza oso altuetan, deformazio plastiko handia gertatuko da, lan-uhalak kolapsatu edo elipse bat sortuko du, eta ekoitzitako produktuaren forma aldatuko da. Moldeak pitzadurarik sortu ez arren, huts egingo du, aluminiozko profilaren dimentsio-zehaztasuna ezin baita bermatu.
Gainera, estrusio-trokelaren gainazala berotze eta hozte errepikatuen ondorioz tenperatura-diferentziak jasaten ditu, eta horrek tentsio eta konpresio tentsio termiko txandakatuak sortzen ditu gainazalean. Aldi berean, mikroegiturak ere eraldaketa maila desberdinak jasaten ditu. Efektu konbinatu honen pean, moldearen higadura eta gainazalaren deformazio plastikoa gertatuko dira.
2.3 Nekearen kaltea
Neke termikoaren kaltea moldeen akatsen modu ohikoenetako bat ere bada. Berotutako aluminiozko haga estrusio-trokelaren gainazalarekin kontaktuan jartzen denean, aluminiozko hagatxoaren gainazaleko tenperatura barneko tenperatura baino askoz azkarrago igotzen da, eta konpresio-tentsioa sortzen da gainazalean hedapenaren ondorioz.
Aldi berean, moldearen gainazalaren erresistentzia-maila gutxitzen da tenperaturaren igoeraren ondorioz. Presioaren igoerak gainazaleko metalaren erresistentzia-maila gainditzen duenean dagokion tenperaturan, konpresio-tentsio plastikoa agertzen da gainazalean. Profila moldetik irteten denean, gainazaleko tenperatura jaisten da. Baina profilaren barruko tenperatura oraindik altua denean, trakzio-tentsioa sortuko da.
Era berean, trakzio-tentsioaren igoerak profilaren gainazalaren etekin-erresistentzia gainditzen duenean, trakzio-tentsio plastikoa gertatuko da. Moldearen tokiko deformazioak muga elastikoa gainditzen duenean eta deformazio plastikoaren eremuan sartzen denean, deformazio plastiko txikien pixkanaka metatzeak nekearen pitzadurak sor ditzake.
Beraz, moldearen nekearen kalteak saihesteko edo murrizteko, material egokiak aukeratu eta tratamendu termiko sistema egokia hartu behar da. Aldi berean, moldearen erabilera-ingurunea hobetzeari erreparatu behar zaio.
2.4 Moldearen haustura
Benetako ekoizpenean, pitzadurak moldearen zenbait ataletan banatzen dira. Zerbitzu-aldi jakin baten ondoren, pitzadura txikiak sortzen dira eta pixkanaka sakonera handitzen dira. Pitzadurak tamaina jakin batera zabaldu ondoren, moldearen karga-ahalmena asko ahulduko da eta haustura eragingo du. Edo mikropitzadurak jadanik gertatu dira moldearen jatorrizko tratamendu termikoan eta prozesamenduan, moldeak erraz zabaldu eta erabileran pitzadura goiztiarrak eraginez.
Diseinuari dagokionez, huts egiteko arrazoi nagusiak moldearen erresistentziaren diseinua eta trantsizioan lerro-erradioaren aukeraketa dira. Fabrikazioari dagokionez, arrazoi nagusiak materialaren aurre-ikuskapena eta gainazalaren zimurtasunari eta prozesamenduan zehar kalteei arreta jartzea dira, baita tratamendu termikoaren eta gainazalaren tratamenduaren kalitatearen eragina ere.
Erabileran zehar, arreta jarri behar zaio moldearen aurreberokuntzaren, estrusio-erlazioaren eta lingotearen tenperaturaren kontrolari, baita estrusio-abiaduraren eta metalaren deformazio-fluxuaren kontrolari ere.
3. Moldearen bizitza hobetzea
Aluminiozko profilen ekoizpenean, moldeen kostuek profilen estrusioaren ekoizpen-kostuen zati handi bat osatzen dute.
Moldearen kalitateak ere zuzenean eragiten dio produktuaren kalitateari. Profil-estrusioaren ekoizpenean estrusio-moldearen lan-baldintzak oso gogorrak direnez, moldea zorrotz kontrolatu behar da diseinutik eta materialaren hautaketatik hasi eta moldearen azken ekoizpenera eta ondorengo erabilerara eta mantentze-lanetaraino.
Batez ere ekoizpen-prozesuan, moldeak egonkortasun termiko handia, neke termikoa, higadura termikoarekiko erresistentzia eta gogortasun nahikoa izan behar ditu moldearen bizitza erabilgarria luzatzeko eta ekoizpen-kostuak murrizteko.
3.1 Molde-materialen hautaketa
Aluminiozko profilen estrusio-prozesua tenperatura altuko eta karga handiko prozesatzeko prozesua da, eta aluminiozko estrusio-trokelak erabilera-baldintza oso gogorrak jasaten ditu.
Estrusio-trokelak tenperatura altuen menpe jartzen du, eta gainazaleko tenperatura lokala 600 gradu Celsius-ra irits daiteke. Estrusio-trokelaren gainazala behin eta berriz berotu eta hozten da, neke termikoa eraginez.
Aluminiozko aleazioak estrusioan, moldeak konpresio, tolestura eta zizailadura tentsio handiak jasan behar ditu, eta horrek itsasgarriaren higadura eta urraduraren higadura eragingo ditu.
Estrusio-trokelaren lan-baldintzen arabera, materialaren beharrezko propietateak zehaztu daitezke.
Lehenik eta behin, materialak prozesu-errendimendu ona izan behar du. Materiala erraz urtu, forjatu, prozesatu eta bero-tratatu ahal izan behar da. Horrez gain, materialak erresistentzia eta gogortasun handia izan behar ditu. Estrusio-trokelek, oro har, tenperatura eta presio altuetan lan egiten dute. Aluminiozko aleazioak estrusioan, trokelaren materialaren trakzio-erresistentzia giro-tenperaturan 1500MPa baino handiagoa izan behar da.
Beroarekiko erresistentzia handia izan behar du, hau da, estrusioan zehar tenperatura altuetan karga mekanikoari aurre egiteko gaitasuna. Tenperatura normaletan eta tenperatura altuetan inpaktuarekiko gogortasun eta haustura-gogotasun balio handiak izan behar ditu, moldeak tentsio-baldintzetan edo inpaktu-kargetan haustura hauskorra saihesteko.
Higadura-erresistentzia handia izan behar du, hau da, gainazalak tenperatura altuetan, presio altuetan eta lubrifikazio eskasean higadurari aurre egiteko gaitasuna izan behar du, batez ere aluminiozko aleazioak estrusioan, metalaren atxikimenduari eta higadurari aurre egiteko gaitasuna izan behar du.
Erremintaren zeharkako sekzio osoan propietate mekaniko altuak eta uniformeak bermatzeko, gogortasun ona behar da.
Eroankortasun termiko handia behar da erreminta-moldearen lan-gainazaleko beroa azkar xahutzeko, estrusatutako piezaren eta moldearen beraren tokiko gehiegizko errekuntza edo erresistentzia mekanikoaren gehiegizko galera saihesteko.
Erresistentzia handia izan behar du tentsio zikliko errepikatuarekiko, hau da, iraunkortasun handiko erresistentzia behar du nekearen kalte goiztiarrak saihesteko. Korrosioarekiko erresistentzia jakin bat eta nitruragarritasun propietate onak ere izan behar ditu.
3.2 Moldearen diseinu arrazoizkoa
Moldearen diseinu arrazoizkoa funtsezkoa da bere bizitza erabilgarria luzatzeko. Moldearen egitura behar bezala diseinatuta egoteak bermatu behar du ez dagoela inpaktu-hausturarik eta tentsio-kontzentraziorik erabilera-baldintza normaletan. Beraz, moldea diseinatzerakoan, saiatu pieza bakoitzean tentsioa berdintzen, eta arreta jarri izkin zorrotzak, izkin ahurrak, horma-lodiera desberdintasunak, horma-sekzio zabal eta meheak saihesteko, tentsio-kontzentrazio gehiegi saihesteko. Horrek, tratamendu termikoaren deformazioa, pitzadurak eta haustura hauskorrak edo bero-pitzadura goiztiarrak eragin ditzake erabileran zehar, eta diseinu estandarizatuak moldearen biltegiratze eta mantentze-lanetarako aukera ere ematen du.
3.3 Bero-tratamenduaren eta gainazal-tratamenduaren kalitatea hobetzea
Estrusio-trokelaren iraupena neurri handi batean tratamendu termikoaren kalitatearen araberakoa da. Beraz, tratamendu termiko aurreratuen metodoak eta tratamendu termikoen prozesuak, baita gogortzeko eta gainazala indartzeko tratamenduak ere, bereziki garrantzitsuak dira moldearen iraupena hobetzeko.
Aldi berean, tratamendu termikoa eta gainazala indartzeko prozesuak zorrotz kontrolatzen dira tratamendu termikoaren akatsak saihesteko. Moldearen bizitza erabilgarria hobetzeko lagungarriak dira hozteko eta tenplatzeko prozesuen parametroak doitzea, aurretratamendu, egonkortze tratamendu eta tenplatze kopurua handitzea, tenperaturaren kontrolari, berotze eta hozte intentsitateari arreta jartzea, hozteko bitarteko berriak erabiltzea eta prozesu eta ekipamendu berriak aztertzea, hala nola indartzeko eta gogortzeko tratamendua eta gainazala indartzeko hainbat tratamendu.
3.4 Moldeen fabrikazioaren kalitatea hobetzea
Moldeen prozesamenduan, prozesatzeko metodo ohikoenen artean daude prozesaketa mekanikoa, alanbre bidezko ebaketa, deskarga elektrikoaren prozesamendua, etab. Prozesaketa mekanikoa ezinbesteko eta prozesu garrantzitsua da moldeen prozesamendu prozesuan. Ez du moldearen itxuraren tamaina aldatzen bakarrik, baita moldearen profilaren kalitatean eta bizitza erabilgarrian ere eragiten du zuzenean.
Moldeen zuloak alanbrez moztea oso erabilia den prozesu-metodoa da moldeen prozesamenduan. Prozesatzeko eraginkortasuna eta zehaztasuna hobetzen ditu, baina arazo berezi batzuk ere sortzen ditu. Adibidez, alanbrez mozteko prozesatutako molde bat zuzenean erabiltzen bada tenplatu gabe ekoizpenerako, erraz sortuko dira zepak, zuritzeak eta abar, eta horrek moldearen bizitza erabilgarria murriztuko du. Beraz, alanbrez mozketaren ondoren moldea behar bezain tenplatzeak gainazaleko trakzio-tentsioaren egoera hobetu dezake, hondar-tentsioa murriztu eta moldearen bizitza erabilgarria handitu.
Tentsio-kontzentrazioa da moldearen hausturaren kausa nagusia. Marrazki-diseinuak ahalbidetzen duen esparruan, zenbat eta handiagoa izan alanbre-ebaketa-hariaren diametroa, orduan eta hobeto. Horrek ez du soilik prozesatzeko eraginkortasuna hobetzen laguntzen, baita tentsioaren banaketa asko hobetzen ere, tentsio-kontzentrazioa gertatzea saihesteko.
Deskarga elektrikoaren bidezko mekanizazioa materialaren lurrunketaren, urtzearen eta deskargan zehar sortutako mekanizazio-fluidoaren lurrunketaren gainjartzearen bidez egiten den korrosio elektrikoaren bidezko mekanizazio mota bat da. Arazoa da mekanizazio-fluidoan eragiten duen berotze eta hozte beroaren eta mekanizazio-fluidoaren ekintza elektrokimikoaren ondorioz, mekanizazio-piezan geruza aldatu bat sortzen dela tentsioa eta tentsioa sortzeko. Olioaren kasuan, olioaren errekuntzaren ondorioz deskonposatzen diren karbono atomoak piezan barreiatu eta karburizatu egiten dira. Tentsio termikoa handitzen denean, hondatutako geruza hauskor eta gogor bihurtzen da eta pitzadurak izateko joera du. Aldi berean, hondar-tentsioa sortzen da eta piezari atxikitzen zaio. Horrek nekearen erresistentzia murriztea, haustura bizkortzea, tentsio-korrosioa eta beste fenomeno batzuk eragingo ditu. Beraz, prozesatzeko prozesuan zehar, aipatutako arazoak saihesteko eta prozesatzeko kalitatea hobetzeko ahalegina egin behar dugu.
3.5 Lan-baldintzak eta estrusio-prozesuaren baldintzak hobetzea
Estrusio-trokelaren lan-baldintzak oso txarrak dira, eta lan-ingurunea ere oso txarra da. Beraz, estrusio-prozesuaren metodoa eta prozesu-parametroak hobetzea, eta lan-baldintzak eta lan-ingurunea hobetzea onuragarriak dira trokelaren bizitza hobetzeko. Beraz, estrusioa egin aurretik, estrusio-plana arretaz formulatu behar da, ekipamendu-sistema eta materialen zehaztapen onenak hautatu, estrusio-prozesuaren parametro onenak formulatu (hala nola, estrusio-tenperatura, abiadura, estrusio-koefizientea eta estrusio-presioa, etab.) eta estrusioan zehar lan-ingurunea hobetu (hala nola, urarekin hoztea edo nitrogenoarekin hoztea, lubrifikazio nahikoa, etab.), horrela moldearen lan-zama murriztuz (hala nola, estrusio-presioa murriztea, hozte-beroa eta karga txandakatua murriztea, etab.), prozesuaren funtzionamendu-prozedurak eta erabilera seguruko prozedurak ezarri eta hobetu.
4 Ondorioa
Aluminioaren industriaren joeren garapenarekin, azken urteotan denek garapen-eredu hobeak bilatzen ari dira eraginkortasuna hobetzeko, kostuak aurrezteko eta onurak handitzeko. Zalantzarik gabe, estrusio-trokelak kontrol-nodo garrantzitsua da aluminiozko profilak ekoizteko.
Aluminiozko estrusio-trokelaren bizitzan eragina duten faktore askok eragiten dute. Barne-faktoreez gain, hala nola, trokelaren egitura-diseinua eta erresistentzia, trokelaren materialak, prozesamendu hotza eta termikoa eta prozesamendu elektrikoaren teknologia, tratamendu termikoa eta gainazaleko tratamenduaren teknologia, estrusio-prozesua eta erabilera-baldintzak, trokelaren mantentze-lanak eta konponketak, estrusio-produktuaren materialen ezaugarriak eta forma, trokelaren zehaztapenak eta kudeaketa zientifikoa.
Aldi berean, eragin-faktoreak ez dira bakarrak, baizik eta arazo konplexu eta anitzekoa da; bere bizitza hobetzeko, noski, arazo sistemikoa ere bada. Prozesuaren benetako ekoizpenean eta erabileran, diseinua, moldeen prozesamendua, mantentze-lanak eta kontrolerako beste alderdi nagusiak optimizatu behar dira, eta gero moldearen bizitza erabilgarria hobetu, ekoizpen-kostuak murriztu eta ekoizpen-eraginkortasuna hobetu.
May Jiangek editatua, MAT Aluminum-etik
Argitaratze data: 2024ko abuztuaren 14a
