Kaltgewalztes Aluminiumblech

Aluminium-Pressvorgang

Der zentrale Arbeitsgang bei der Herstellung von Aluminiumprofilen ist deren Verpressung auf einer Strangpresse.. Hauptparameter, die die Größe der Druckkraft des einen oder anderen beeinflussen Aluminiumprofil sind:

  • Art des Pressens (direkt oder umgekehrt);
  • Pressverhältnis (Streckverhältnis);
  • Presstemperatur;
  • Pressgeschwindigkeit;
  • Werkstücklänge;
  • Art und chemische Zusammensetzung Aluminiumlegierung.

Cm. mehr Details Aluminiumstrangpressen: vom Knüppel bis zum fertigen Profil

Pressdruck

Auf dem Bild 1 zeigt die Änderung des Pressdrucks in Abhängigkeit von der Bewegung des Pressstempels im Behälter. Der Pressdruck ist die Presskraft, geteilt durch die Querschnittsfläche des Werkstücks.

Beim Direktpressen von Aluminiumprofilen entspricht ein schneller Anstieg des Pressdrucks zu Beginn der Bewegung des Pressstempels dem anfänglichen Verzug (Einpressen) des Werkstücks, wenn sie den Behälter füllt.

Der maximale Druck entspricht dem Durchgang des Materials des vorderen Endes des Werkstücks durch die Matrize. Sobald das vordere Ende des Werkstücks die Matrize passiert, wird die erforderliche, Der Pressdruck beginnt allmählich abzunehmen, wenn die Länge des Werkstücks in dem Behälter abnimmt.

ich, schließlich, Am Ende des Werkstückpresszyklus steigt der Pressdruck während der Bildung des Pressrückstands kurzzeitig wieder an, das eine große Menge an Oxiden und anderen metallischen und nichtmetallischen Einschlüssen aus der Oberflächenschicht des Knüppelbarrens enthält.

Maximale Werkstücklänge

Die Differenz zwischen maximalem und minimalem Pressdruck ist kraftbedingt, die erforderlich ist, um das Werkstück trotz des Reibungswiderstands zwischen dem Material des Werkstücks und der Behälterwand durch den Behälter zu "drücken":

  • desto länger verbleibt die Werkstücklänge im Behälter, desto größer ist die Kraft, die zum Drücken benötigt wird.
  • die maximale Anfangslänge des Werkstücks beträgt etwa vier seiner Durchmesser.

izmenenie-nagruzki-pressa+ Bild 1

Pressdruckkomponenten

Voller Pressdruck phalb Es lässt sich bequem in drei Teile gliedern:

phalb = pMatte + ptr + pHütte.

Begriff pMatte ist der Druck, die für die plastische Verformung des Materials durch die Matrix notwendig ist. Es kommt auf die Spannung an, und dadurch – von Verformung, Dehngeschwindigkeit und Temperatur.

Begriff ptr ist der Druck, hinzugefügt werden pMatte Reibung zu überwinden, wenn sich das Material entlang der Behälterwand bewegt.

Schließlich, Begriff pHütte – es ist Teil des Drucks, die notwendig ist, um die Arbeit der inneren Scherverformung des Materials zu leisten. Sein Wert hängt von der Strömungsspannung und dem Wert des Kegelwinkels der Totzone ab, was davon abhängt, Erstens, aus dem Pressverhältnis (Abb 2).

izbytochnaya-rabota-pressovaniyaBild 2

Bild 2 zeigt an, wie die Materialelemente in der Mitte des Werkstücks bei einer Querschnittsänderung vom Werkstück zum Aluminium-Strangpressprofil eine meist reine Dehnung erfahren. Elemente des Werkstückmaterials in der Nähe des Behälters werden einer starken Scherverformung ausgesetzt. Diese Scherverformung erfordert Energie, welcher steht nicht in direktem Zusammenhang mit der Maßänderung vom Werkstück zum Profil und wird als „Mehrarbeit“ bezeichnet. Bei ausreichend großer Reibung zwischen dem Behälter und dem Werkstück wird der Materialfluss in der Richtung konzentriert Werkstückmitte, und innere Ebenen plastischer Scherung entstehen. Das kommt dann auch vor, wenn die Oberfläche eines erhitzten Werkstücks durch einen kälteren Behälter gekühlt wird. Wenn zwischen dem Behälter und dem Werkstück ein vollständiger „Klebe“-Zustand auftritt, Metall wird innerhalb des Werkstücks entlang der maximalen Scherfläche getrennt, und die dünne Außenhülle des Werkstücks verbleibt an der Behälterwand. Daher wird die gesamte Oberfläche des Aluminium-Strangpressprofils aus dem reinen Innenmaterial des Werkstücks geformt..

Bewegungsmodell aus Aluminium

Die Vertiefung des Verständnisses des Pressdrucks ergibt ein Modell der Bewegung des Materials durch den Behälter und die Matrize unter den folgenden vereinfachenden Annahmen (Abb 3) [1]:

  • PPressen eines runden Werkstücks mit einem Durchmesser DC durch eine feste Matrix mit einem Gürtel, im rechten Winkel zu ihrem Spiegel gelegen;
  • gepresstes Profil - Stangendurchmesser DE;
  • Bewegung des Materials entlang des Kegels der Totzone - Scherverformung;
  • Bewegung des Materials entlang der Behälterwand - Scherverformung.

model-processa-pressovaniyaBild 3

Innerhalb dieses Modells ist der gesamte durchschnittliche Pressdruck auf das Werkstückmaterial in einem Abstand MIT vom Beginn der Totzone (cm. Bild 3) unter Berücksichtigung des Beitrags der Reibungskräfte des Werkstücks gegen den Behälter wie folgt:

pMIT = 2σf (1 + cos α) / √3) ln (DC/DE) + 4(pf Z )/(√3DC),

Wo σfist die Fließspannung und ein – Kegelwinkel der Totzone.

Der erste Term gibt eine Schätzung des durchschnittlichen Drucks an, die für die Bewegung des Metalls nur durch den Kegel der Totzone erforderlich ist, das ist wenn MIT=0 (cm. Bild 3). Es kommt auf das Pressverhältnis an, Totzonenkegelwinkel und Strömungsspannung. Der zweite Term berücksichtigt den Beitrag des Reibungswiderstands des Werkstücks gegen den Behälter: je größer der Wert MIT, desto mehr Druck ist erforderlich.

Reale Pressdrücke liegen im Bereich von 450 zu 760 MPa, manchmal vorher 1040 MPa [2]. In der Praxis hat die Presse meist eine maximale Kraft, was den tatsächlich zum Pressen erforderlichen Betrag übersteigt. Dadurch kann bei Bedarf die Presstemperatur gesenkt und die Geschwindigkeit des Pressstempels erhöht werden, um Aluminiumprofilen verbesserte Eigenschaften zu verleihen., einschließlich, nach Oberflächenqualität.

Die zum Verpressen von Aluminiumprofilen erforderliche Presskraft errechnet sich aus dem Produkt des Pressdrucks und der Querschnittsfläche des Behälterhohlraums. Druckkraft FP definiert als FP = pA1 + r (2A2), Wo EIN1 - Querschnittsfläche des Hohlraums des Hauptkolbens, EIN2 ist die Querschnittsfläche des Hohlraums jedes der beiden Seitenzylinder, und p der angelegte hydraulische Druck in den Zylindern ist, wie auf dem bild gezeigt 4. Typischerweise liegt der Betriebsdruck bei ca. 250 Es gibt.

sxema-extrusionnogo-pressaBild 4

Quellen von:
1. Aluminium-Extrusionstechnologie / Saha P.
2. Aluminium und Aluminiumlegierungen – ASM-Spezialhandbuch – 1993