Черновик №2 к рабочим инструкциям при прессовании алюминия

Это – продолжение обзора «плохих» технологий, которые могут применяться при прессовании алюминия. Введение и первые четыре «что такое плохо» см. здесь.

Нагрев заготовки

Заготовка плохо отрезана и загрязнена

Чтобы избежать захвата воздуха в контейнер и образования на профилях пузырей, заготовку от столба нужно отрезать как можно ровнее, особенно, когда применяется составная заготовка из двух частей. Заготовки должны быть всегда чистыми, так их поверхностные слои могут попадать в прессуемое изделие. Тогда брак в производстве профилей неизбежен.

Неправильный нагрев заготовки

Трение, в том числе, на поясках матрицы приводит к тому, что в заготовке постоянно генерируется тепло, пока она «проталкивается» через матрицу. Идеальным является так называемое изотермическое прессование, то есть прессование, при котором сплав проходит через матрицу с одной и той же оптимальной температурой и максимальной скоростью. Для этого заготовку нагревают до температуры, которая снижается от переднего ее конца к заднему, с тем, чтобы компенсировать это повышение температуры заготовки от трения. Это требует специального оборудования, например, индукционного нагрева. Если такой нагрев производится неправильно или вообще не производится, то достижение максимальной скорости прессования невозможно.

Пресс-шайба плохо работает

Когда пресс-шайба работает нормально, то между ней и стенкой контейнера всегда остается тонкий слой алюминия. Его толщина должная быть одинаковой. Для мягкого сплава, например, сплава 6060, зазор, которые создает этот слой, составляет около 0,15 мм. Если этот зазор будет больше, сплав будет вытекать из под пресс шайбы в первоначальном продавливании заготовки через матрицу. Если этот зазор будет меньше, то этот слой алюминия будет «соскабливаться» со стенки контейнера и попадать в прессуемое изделие. Это может приводить к образованию пузырей, а также попаданию загрязнений из этого слоя в профили, вместо пресс-остатка.

Хорошая пресс-шайба должна с готовностью расширяться под нагрузкой пресс-штемпеля, легко отделяться от заготовки в конце цикла прессования, мгновенно сжиматься при обратном движении пресс-штемпеля без какого-либо «соскабливания» алюминия со стенки контейнера. Она должна обладать способностью продолжать полностью сжиматься даже после большого количества циклов прессования.

Температура контейнера

Контейнер перегревается

Если температурные датчики и нагревательные элементы расположены не рядом с втулкой контейнера, то может происходить перегрев контейнера. Никель-хромовые нагреватели могут достигать температуры 700-760 °С. Корпус контейнера обычно изготавливают из стали 4340, которая может начать отпускаться и умягчаться при температуре 540 °С. Если корпус контейнера потеряет часть своей  прочности, то может привести к образованию внутри втулки контейнера уширения – «пуза». Это даст возможность загрязнениям из наружных слоев заготовки попадать в прессованные изделия. Результатом будет повышенная отбраковка профилей.

Температура контейнера вверху выше, чем внизу

На том торце контейнера, который примыкает к матрице, температура втулки вверху обычно значительно выше, чем внизу. Это происходит в основном из-за тепла, которое поднимается изнутри контейнера. В результате сплав, который входит в матрицу сверху является более «текучим», чем тот, который входит снизу. Обычно считают, что каждые 5-6 °С разницы между верхом и низом контейнера дают 1 % разницы по длине профилей. На длинном столе, если верхнее «очко» матрицы не приглушено, эта проблема весьма заметна, особенно при применении пуллера.

Много смазки на торце заготовки

Последняя операция перед подачей заготовки в контейнер – это ее смазка. В идеале пресс-шайба должна свободно проходить через втулку контейнера и в конце цикла прессования пресс-остаток должен выпасть из пресса. К сожалению, не всегда все так гладко происходит.

Слишком много смазки – это всегда было проклятьем прессовщиков. Была даже, говорят, такая поговорка «Никакой смазки, а лишнее вытри». С тех пор прошло много времени и сейчас есть полная ясность о необходимости и эффективном применении смазки.

В конце каждого цикла прессования пресс-шайба, которая уже давно стационарно закрепляется на пресс-штемпеле, должна мгновенно и чисто отделиться от пресс-остатка, без вытягивания прессованного профиля из матрицы. А также, без поломки самой пресс-шайбы. Прилипание может тут быть серьезной проблемой. Поэтому очень важно, чтобы и пресс-шайба, и заготовка были должным образом смазаны, чтобы обеспечить немедленное и без усилий их разделение.

Эффективная смазка обеспечивает мгновенное и чистое отделение пресс-шайбы от пресс-остатка. Она также обеспечивает чистое отделение пресс-остатка от ножа механизма отделения пресс-остатка. Это, в свою очередь, дает чистую поверхность торца втулки контейнера, что важно для его плотного примыкания к матрице в ходе прессования.

В настоящее время многие прессовщики в Америке применяют порошковую или жидкую смазку из нитрида бора, которая была специально разработана для прессования цветных металлов.