Экструзия алюминия: нагрев прессового инструмента

Прессовый инструмент

К прессовому инструменту пресса для экструзии алюминия относят:

  • экструзионные матрицы, которые непосредственно производят формирование профиля, а также
  • комплект вспомогательного прессового инструмента, который обеспечивает нормальную работу матриц: больстеры, подбольстеры, подкладки.

Печи нагрева матриц

Правильный нагрев матриц и вспомогательного прессового инструмента является критически важным. Многие матрицы ломаются именно из-за перегрева или недогрева перед работой на прессе. Перечисленные ниже приемы работы с прессовым инструментом для экструзии алюминия и легко прессуемых сплавов типа сплавов серии 6ххх, например, 6060, 6063 или АД31, помогут исключить эти проблемы.

1) Контролировать твердость матрицы — перед каждым нагревом проверяют  ее твердость по Роквеллу.

2) Нагрев матриц проводят в печи, которая имеет одинаковую температуру по всему ее объему. Неоднородный нагрев инструмента должен быть исключен.

3) Печи нагрева матриц должны иметь экран, который предотвращает прямой лучевой нагрев инструмента.

4) Рекомендуемая длительность выдержки при заданной температуре нагрева составляет:

  • для печей без циркуляции воздуха – 1 час на каждые 25 мм толщины стали;
  • для печей с циркуляцией воздуха – 45 минут на каждые 25 мм толщины стали.

Необходимо помнить, что нагрев выше заданной температуры или чрезмерная длительность выдержки в печи будет снижать твердость стали и может приводить к повреждению поверхности матрицы, особенно на поверхности поясков.

5) Максимальные пределы длительности пребывания матриц в печи после выхода на температуру нагрева:

  • 260 ºС – не ограничено;
  • 315 ºС – 40 часов;
  • 370 ºС – 10 часов;
  • 425 ºС – 8 часов;
  • 480 ºС – 2 часа.

6) Необходимо ежемесячно проверять печь нагрева матриц на точность контроля температуры. Рекомендуется устанавливать на этих печах двойной температурный контроль.

Нагрев больстера

Больстер для сплошных матриц должен нагреваться до той же температуры, что и матрица и подкладка или минимум до 205 ºС. Больстер для полых матриц нагревают до той же температуры, что и комплект матрицы. Больстер должен доставляться на пресс с матрицей за минимальное время, чтобы сохранить необходимую для прессования температуру.

Нагрев матриц

Критичные сплошные матрицы матрицы, например, с узкими язычками, нужно греть до более высокой температуры, чем обычные, некритичные матрицы. Температуру нагрева сплошных матриц определяют из опыта  аботы. Температура нагрева матриц типа портхол и крестообразых должна быть приблизительно от 455 до 510 ºС. Мостиковые матрицы греют на 55-110 ºС ниже, чем температура заготовки в зависимости от размера и формы.

 Общие рекомендации по нагреву

  1. Нагревать матрицу в печи нагрева матриц со скоростью не выше 440 ºС в час. Для трубных (полых) матриц нагрев производят медленнее и с более длительной выдержкой.
  2. Подогревать подкладку и больстер. Это обязательно, чтобы их температура была не ниже температуры матрицы.
  3. Следить, чтобы не происходило отжига матрицы за счет прессования слишком горячего алюминия.
  4. В случае трубных матриц и других полых матриц нужно следить, чтобы не перегревать матрицу из-за прессования через нее слишком большого количества заготовок без смены матрицы. Так как полые матрицы нельзя охлаждать прямо во время их работы, то им необходимо давать периодический «отдых». Некоторые специалисты рекомендуют прессовать через одну матрицу не более 50 заготовок, после чего ее меняют на другую матрицу. Это позволяет избежать отжига матрицы – такие интервалы для охлаждения продлевают ее срок службы.
  5. Для полых матриц проблема удаления алюминия после прессования является довольно серьезной проблемой. На большинстве заводов применяют вытравливание алюминия путем погружения матрицы в раствор каустической соды при температуре около 70 ºС. Категорически не рекомендуется погружать в раствор каустической соды еще горячие матрицы (230-260 ºС), так это значительно укорачивает срок службы матриц из-за термического удара.

Источник: T. & W. Cockburn, Aluminum Extrusion Technology Seminar, Chicago, 1977.

См. также:
Экструзия алюминия: корректировка полых матриц
Экструзия алюминия: опрессовка новых матриц