Что должен знать и уметь корректировщик матриц для экструзии алюминия

 

Корректировка экструзионных матриц остается уделом и привилегией ограниченного числа профессионалов. На каждом производстве прессованных алюминиевых профилей фигура корректировщика матриц является очень важной и трудно заменимой.

Доступная техническая информация по корректировке матриц весьма ограничена. Ниже представлены квалификационные требования к корректировщикам экструзионнных матриц на основании довольно свежих материалов источников [1] и [2].

Что такое корректировка матриц

Прессовщикам алюминия хорошо известно, что хорошее состояние экструзионных матриц является критическим фактором для хорошего качества прессованных алюминиевых изделий – профилей, труб, прутков и полос, а также для высокой производительности экструзионного пресса.

Рисунок 1 — Схема экструзионного пресса [1]

Участок корректировки матриц на заводе по прессованию алюминия – это производственный участок или производственная мастерская, где матрицы проходят технический осмотр, техническое обслуживание и ремонт.  Обычно различают два типа корректировок матриц [1]:

  • Корректировка новой матрицы перед запуском ее в производство. Она производится после пробного прессования на этой матрице. Ее главная цель — небольшие изменения конструкции матрицы для повышения точности геометрических размеров прессуемого профиля. Кроме того, на этом этапе производят азотирование матриц для повышения их поверхностной твердости.
  • Корректировка матрицы после того, как она отработает очередной производственный цикл на прессе. В этом случае причинами для корректировки матрицы могут быть необходимость изменения течения алюминия, повреждение и износ, разрушения, прогибы и потери твердости.

Корректировщик матриц

Работники участка корректировки матриц, которые выполняют операции по корректировке матриц, называются корректировщиками матриц. Они управляют матричными ресурсами и обычно отвечают за подготовку матричных комплектов, проводят пробные прессования новых или скорректированных матриц, ремонт матриц, а также техническое обслуживание матриц и связанных с ними вспомогательных опорных инструментов, таких как больстеры и подкладки.

Корректировщики матриц должны обладать высоким уровнем технических навыков и знаний. При принятии решения о корректировке матрицы необходимо принимать во внимание следующее [1]:

  • Для устранения одного и того же дефекта профиля может выполняться несколько вариантов корректировки матрицы.
  • Некоторые корректировки могут дорогостоящими и трудоемкими.
  • Неправильно выбранная корректировка может снизить срок службы матрицы.
  • Иногда может потребоваться несколько корректировок для устранения единственной проблемы.

Поэтому правильный выбор и выполнение оптимальных корректирующих операций на матрицах являются очень важными. Для принятия правильных решений корректировщики матриц должны обладать многими практическими навыками и умениями, а также необходимыми техническими знаниями.

Навыки и умения корректировщика матриц

Основные требуемые навыки и умения включают [2]:

  • Уменьшение длины рабочих поясков путем фрезерования, шлифования, ручного и машинного полирования для ускорения течения металла или увеличения скорости подачи металла
  • Методы затормаживания рабочих поясков для замедления течения
  • Механическая обработка рабочих поясков для снижения их шероховатости
  • Наращивание рабочих поясков с помощью кернения
  • Шлифование зеркала матрицы
  • Обработка оправок для облегчения течения металла
  • Выполнение точных измерений
  • Подгонка больстера и других опорных компонентов матрицы
  • Простые изменения конструкции матриц (расположение, ориентация, количество очков и т. д.) для повышения производительности и повышения количества годной продукции
  • Занесение информации о корректировках в паспорт матрицы и обеспечение обратной связи с разработчиками матриц.

Рисунок 2 — Типичные инструменты для измерения матриц [1]

Технические знания корректировщика матриц

Основные требуемые технические знания, которыми должен владеть корректировщик матриц, включают [2]:

1) Матрицы:

  • конструкция:
    — сплошные матрицы
    полые матрицы
    — компоненты для поддержки матрицы
    — химический состав и характеристики различных сталей для изготовления матриц
  • процесс изготовления матриц
  • процесс азотирования матриц и его цель
  • процесс проектирования алюминиевых профилей и поведение профилей с типичными сечениями при прессовании
  • рабочие пояски:
    — форма и назначение
    — отклонения плоскости рабочего пояска
    — затормаживание рабочего пояска
    — растормаживание рабочего пояска

2) Опорные компоненты матрицы и типичные ошибки:

  • больстеры:
    — соответствие матриц больстерам
    — типичные ошибки при прессовании алюминия,
    связанные с неправильным выбором или установкой   больстера
  • подкладки:
    — снижение твердости
    — чашеобразность
  • питатели:
    — влияние на образование поверхностных дефектов
    — размеры не соответствуют рабочим пояскам

3) Процесс экструзии (прессования):

  • поведение различных форм профилей при прессовании
  • дефекты профилей, связанные с отклонением «языков»; соответствующая корректировка матрицы
  • различия в длинах профилей в матрице и возможные причины:
    — неравномерное охлаждение слитков при гомогенизации
    — нарушение соосности компонентов пресса
    — износ рабочих поясков или неравномерная их полирование
  • управление прессом:
    — неправильная установка параметров нагрева
    — неправильный выбор больстера для матрицы
    — неправильное управление процессом продавливания алюминиевой заготовки через матрицу
  • принципы течения алюминия:
    — различия скорости течения алюминия через детали и толщины профиля
    — скорость течения алюминия по сечению контейнера
    — зависимость течения алюминия от длины рабочего пояска
    — скорость течения алюминия через матрицу и его температура определяют  степень заполнения матрицы металлом
  • нагрев:
    — заготовки
    — матрицы
    — профиля в процессе прессования
  • поверхностные дефекты алюминиевых профилей и их причины:
    — следы матрицы (риски) вызываются шероховатостью или повреждением рабочих поясков, износом рабочих поясков или отслоением азотированного слоя (die lines)
    задиры-налипы (pick-ups)
    — полосчатость (streaking)
    — пузыри (blisters)
    — включения в металле алюминиевых заготовок
  • влияние неправильного нагрева:
    — коробление тонкостенных профилей в результате перегрева
    — блокирование матрицы
  • риск, связанный со сваркой экструзионных матриц
  • вопросы эффективности матриц:
  • постоянный мониторинг технического состояния матриц путем регулярного технического осмотра матриц и записей в паспортах матриц
  • сбалансированность количества корректировок матрицы с учетом произведенного объема профилей, скорости прессования и количества брака
  • при необходимости заказ новой матрицы или капитальной переделки матрицы изготовителем матрицы.

Источники:

1. Die Defects and Die Corrections in Metall Extrusion / S. Z. Qamar, T. Pervez and J. Ch. Chekotu, Metals, 2018, 8, 380
2. Undertake corrections and basic maintenance to aluminium extrusion dies and die support systems, MEM07042A, Manufacturing Skills Australia, 2013