Werkzeugheizöfen für die Aluminiumextrusion

Важная часть прессового оборудования

Экструзионные матрицы и вспомогательный прессовый инструмент (подкладки, polstert, Podbolster) müssen vorher auf eine geeignete Temperatur erhitzt werden, как устанавливаться на пресс. Dies ist notwendig, um, чтобы избежать излома матрицы и свести до минимума время, которое требуется для достижения стабильных параметров экструзии. Температура прессового инструмента является одним из критических параметров, который нужно жестко контролировать, чтобы добиться стабильности и повторяемости при экструзии алюминия. Daher sind gute Werkzeugheizöfen eine unverzichtbare Ausrüstung für jede Strangpresse..


Bild 1 – Presswerkzeug der Strangpresse [1]

Strangpressmatrizen und andere Presswerkzeuge werden mit hoher Präzision aus hitzebeständigem Werkzeugstahl in einer ziemlich komplexen Technologie hergestellt.. Daher sind sie ziemlich teuer und müssen mit Sorgfalt gehandhabt werden., um ihnen eine möglichst lange Lebensdauer zu geben.. Außerdem, wenn die Matrix zu kalt oder zu heiß ist, dann kann dies die Ursache für unproduktive Arbeit der Presse mit Bildung einer zu großen Makulatur sein.

Herdarten: traditionell und andere

Die am weitesten verbreiteten traditionellen Kammeröfen mit Klappdeckel. Sie nehmen wenig Platz ein und können so nah wie möglich an der Presse installiert werden.. Eine andere übliche Art von Öfen sind Einzelöfen.. Sie sind besonders nützlich für große Matrizen.. Diese Öfen benötigen zusätzliche Produktionsfläche.

weniger oft, meist, bei Sonderanfertigungen, andere Konstruktionen von Öfen werden verwendet: einziehbar, rotierend, mit inerter Atmosphäre, Induktion, Infrarot.

Topladeröfen

Der gebräuchlichste Ofentyp zum Erhitzen von Matrizen sind Öfen in Form einer rechteckigen Kammer mit einem Klappdeckel im oberen Teil (Abbildung 2). Diese Art von Ofen ist die billigste, am einfachsten zu installieren und nimmt am wenigsten Platz ein.


Bild 2 – Kammer-Mehrfachöfen zum Erhitzen von Matrizes, die von der Firma hergestellt werden Tecalex [3]

In jedem Ofen werden sie gleichzeitig aus geheizt 10 zu 20 Matrizen abhängig von ihrer Größe.

In diesen Öfen wird normalerweise heiße Luft zirkuliert, um eine schnellere Erwärmung zu ermöglichen und die Temperaturgleichmäßigkeit zu verbessern.. Gleichzeitig wird durch spezielle Abschirmungen eine direkte Abstrahlung der Wärmequelle auf das Werkzeug verhindert..

Beim Arbeiten mit diesen Öfen ist Vorsicht geboten, damit die neu geladene kalte Matrix den benachbarten Matrizen nicht zu viel Wärme entzieht [2].

Einzelne Öfen

Verbesserung von Kammeröfen sind Einzelöfen. Mehrere dieser Öfen sind in einer Werkstatt in der Nähe der Presse aufgereiht.. Jeder von ihnen ist darauf ausgelegt, nur eine Matrix zu erhitzen. Aufgrund der geringen Abmessungen der Heizkammern erfolgt die Erwärmung ohne Luftumwälzung..

Diese Öfen haben folgende Vorteile:

  • Der Ofen öffnet sich nicht zum Be- und Entladen anderer Presswerkzeugeinheiten
  • Es gibt niemals eine kalte Matrix neben einer erhitzten Matrix
  • Die Matrixerwärmung nimmt weniger Zeit in Anspruch
  • Vermeidung der Überhitzung von Matrizen durch einfachere Steuerung der Erwärmungsdauer jeder Matrix.


Bild 3 – Einzelofen zum Erhitzen von Matrizen des Unternehmens Tecalex [3]

Schubladenöfen

Diese Öfen haben 3-5 Schubladen, die jeweils enthalten 4 oder 5 Matrizen. Jeder Abschnitt hat seine eigene Temperaturregelung. Das Laden und Entladen eines Matrizenkits hat weniger Einfluss auf andere Matrizen, als herkömmliche Kammeröfen.



Bild 4 – Ofen zum Erhitzen von Matrizen mit Gleitstücken [2]

Drehöfen

Öfen dieser Art haben einen Drehteller, der sich drehen kann, so dass die gewünschte Matrix dem Lade-Entlade-Fenster gegenüberliegt. Diese Konstruktion ist teurer und benötigt mehr Platz.. Es bietet jedoch eine erhöhte Einheitlichkeit der Chiptemperatur, da das Laden und Entladen eines Chips die Temperatur anderer Chips nicht beeinflusst..


Bild 5 – Drehrohrofen zum Erhitzen von Matrizen [2]

Öfen mit inerter Atmosphäre

Öfen mit einer inerten Atmosphäre aus Argon oder Stickstoff werden immer beliebter, um die Matrixoxidation zu reduzieren. Jede Matrix befindet sich in einer separaten Schublade, die eine sehr genaue Temperaturregelung bietet., Verkürzung der Aufheizzeit und Energieeinsparung. Diese Öfen erfordern erhöhte Kosten für ihre Steuerung und Wartung..


Bild 6 – Ofen zum Erhitzen von Matrizen in einer inerten Atmosphäre [2]

Gasöfen

Bei einer direkten Gasheizung ist die Temperaturregelung schwieriger, und die Produkte der Gasverbrennung, einschließlich, Wasserdampf, kann das Matrixmetall nachteilig beeinflussen. Daher wird bei Bedarf nur eine indirekte (indirekte) Gasheizung mit Strahlrohren verwendet..

Elektrische Widerstandsheizungen

Die meisten Formheizöfen verwenden elektrische Widerstandsheizungen.. Diese Heizelemente sind zuverlässig und gut geregelt, um eine gleichmäßige Temperatur zu gewährleisten.. Elektrische Elemente müssen sich also im Ofen befinden, keine lokale Überhitzung des Matrixmetalls zu erzeugen.

Elektrische Induktionsheizung

Diese Öfen können Matrizen innerhalb von Minuten auf Betriebstemperatur erhitzen.. Da die Erwärmung innerhalb der Matrix stattfindet, dann ist das Halten auf Temperatur nicht erforderlich. Ein wichtiger Vorteil ist das Fehlen einer schädlichen Langzeitbelastung von Matrizen bei hohen Temperaturen - längere Lebensdauer, weniger Oxidation und Beschädigung der Arbeitsbänder. Diese Öfen haben jedoch hohe Anschaffungskosten und hohe Wartungskosten..

Infrarotheizung

Diese Öfen verwenden Infrarotstrahlung, um die Matrizen zu erhitzen.. Die Lieferanten dieser Öfen behaupten, dass diese Öfen eine schnelle und genaue Erwärmung von Matrizen ermöglichen.

Erwärmung von Matrizen und anderen Presswerkzeugen

Bei ordnungsgemäßem Betrieb sollte der Matrizenheizofen das Presswerkzeug unabhängig davon auf die richtige Temperatur erwärmen, in welchem ​​Teil des Ofens befindet es sich. Die Aufenthaltsdauer von Matrizen und anderen Werkzeugen im Ofen sollte streng geregelt werden [1]:

  • Wenn die Erwärmung nicht lang genug ist, kann die Matrix brechen.
  • Bei zu langer Erwärmung kann die Matrix ihre Härte verlieren (was auch zum Bruch führt), und die Arbeitsgürtel der Matrix werden stark oxidiert und mit Geschwüren bedeckt.

Es ist bekannt, dass viele Alu-Extruder das Presshilfswerkzeug (Scheiben) gar nicht aufheizen, Unterpolster und Polster) [1]. Experten empfehlen jedoch dringend, nicht nur die Matrizen selbst zu erhitzen, aber das ganze Presswerkzeug, das sie unterstützt. Jedes Mal, wenn eine neue Matrix installiert wird, kalte Pads, Unterpolster und Polster entziehen ihm Wärme und verlängern den Stabilisierungsprozess des Extrusionsprozesses.

Allgemeine Regeln für die Erwärmung des Presswerkzeugs

  • Feste Matrizen. Die Matrixheiztemperatur wird empirisch für jede Matrix bestimmt. In Ermangelung experimenteller Daten ist eine Temperatur von 425 zu 455 ºS. Matrizen mit kritischen "Zungen" müssen auf eine höhere Temperatur erhitzt werden.
  • Hohlmatrizen Bullauge (Bullauge) und Kreuzform (Spinne) werden auf eine Temperatur von erhitzt 455 zu 510 ºS.
  • Brückenmatrizen werden auf eine Temperatur von erhitzt 55-110 ºС unter der Knüppeltemperatur in Abhängigkeit vom Pressverhältnis (Ziehen) und der Form des Profils.
  • Bolster für feste Matrizen müssen auf die gleiche Temperatur erwärmt werden, dass sowohl die Matrix als auch die Auskleidung, oder bis zu einer Temperatur von mind 200 ºS.
  • Bolster für Hohlmatrizen müssen auf die gleiche Temperatur erwärmt werden, als die hohle Matrixanordnung. In diesem Fall muss der Bolster in kürzester Zeit an die Presse übergeben werden., um die Temperatur zu halten, zum Extrudieren benötigt.
  • Nach Erreichen der angegebenen Temperatur an der Oberfläche muss das Werkzeug im Ofen aufbewahrt werden 45 Minuten für jeden 25 mm seiner Gesamtdicke, Temperaturgleichmäßigkeit in einem Umluftofen zu erreichen.

Temperaturdifferenz im Matrixheizofen

Der Temperaturabfall über dem Matrixheizofen sollte nicht mehr als betragen 15 ºS. „Heiße“ und „kalte“ Stellen im Ofen werden beseitigt, indem zusätzliche Hitzeschilde installiert werden, um die Strömung der umgewälzten Luft zu verändern.

Genauigkeit der Ofentemperatur

Die Genauigkeit der tatsächlichen Temperatur im Ofen wird mindestens einmal im Monat durch Vergleich mit einem Kontrollthermoelement mit Messwertaufzeichnung kontrolliert.. Es wird empfohlen, zwei Temperaturmessgeräte am Ofen zu haben, falls eines davon ausfällt..

Quellen:

  1. Aluminium-Strangpressprofile von Anfang bis Ende – Präsentation / Randy Thomure, Sapa-Extrusionen, 2013.
  2. Diese Öfen – Das Wartungshandbuch für Extrusionspressen, 4te Auflage / Al Kennedy.
  3. http://www.tecalex.net/de/öfen.html