Экструзия алюминия: flare
При экструзии технического алюминия и «мягких» алюминиевых сплавов, таких как 6060 и 6063, нередко возникает проблема выдавливания металла в зазор между втулкой контейнера и зеркалом матрицы.
Flare
Это явление прессовщики алюминия называют по-разному: кто «грибом», а кто «шляпой» – оно похоже и на то, и на другое (рисунок 1). Причиной этой проблемы является недостаточная герметизация – по разным причинам – стыка между контейнером и матрицей.
Англоязычные прессовщики алюминия называют это явление «flare».
Рисунок 1 – Образование «flare» при прессовании мягких алюминиевых сплавов [2]
Три причины возникновения «flare»
Неплоскостность торца втулки контейнера
Нарушение плоскостности торца втулки контейнера из-за налипание на него алюминия, износа втулки контейнера или выбоин на втулке контейнера. Это снижает герметизацию стыка контейнера и матрицы.
Слишком малый диаметр матрицы
Слишком малый диаметр матрицы по сравнению с наружным диаметром контейнера. Матрицы с малым диаметром постепенно вырабатывают на торце втулки контейнера отпечаток матрицы. Если затем на пресс устанавливают матрицу с большим, нормальным, диаметром, то алюминию легче найти свой путь наружу и образовать «гриб» («шляпу»).
Недостаточный прижим контейнера к матрице
Недостаточный прижим контейнера к матрице происходит из-за снижения давления в цилиндрах перемещения контейнера.
В начале прессования торец втулки контейнера надежно прижимается к зеркалу матрицы за счет совместного воздействия давления прижима и усилия торможения заготовки о стенку контейнера (рисунок 2).
Рисунок 2 – Начало цикла прессования: длинная заготовка и значительное усилие торможения заготовки об стенку контейнера [1].
С продолжением прессования заготовка становится короче, а усилие торможения заготовки о стенку контейнера снижается, пока не достигнет минимума с достижением длины заготовки толщины пресс-остатка (рисунок 3).
Рисунок 3 – Конец цикла прессования: короткая заготовка и малое усилие торможения заготовки об стенку контейнера [1].
В этом положении герметизация втулки контейнера с зеркалом матрицы обеспечивается только за счет давления прижима контейнера цилиндрами перемещения контейнера. Кроме того, остаток заготовки находится в более пластичном состоянии за счет повышения ее температуры в конце цикла прессования, что также способствует выдавливанию металла через зазор. В таких случаях до замены втулки контейнера образования «гриба» («шляпы») можно избежать путем временного увеличения толщины пресс-остатка.
Как избежать образования «flare»
Для предотвращения образования «гриба-шляпы» принимают нескольких превентивных мер, таких как:
«Правильный» диаметр матрицы, как показано на рисунке 4.
Следить, чтобы торец втулки контейнера всегда был чистым.
Периодически проверять величину давления запирания контейнера цилиндрами перемещения контейнера.
Рисунок 4 – «Правильный» диаметр матрицы способствует предотвращению образования «flare» [1].
Источники:
1. Saha P. Aluminum Extrusion Technology, AMS International, 2000.
2. Bello L. Die Corrections for Changing Flow Characteristics, Aluminum Extrusion Technology Seminar, 1977.
