Документът обсъжда принципите на студената екструзия, като набляга на характеристиките, потока на процеса и изискванията за формиране на обвивка от алуминиева сплав на съединителя. Чрез оптимизиране на структурата на частта и установяване на изисквания за контрол на кристалната структура на суровината, качеството на процеса на студена екструзия може да бъде подобрено. Този подход не само подобрява качеството на формоване, но също така намалява квотите за обработка и общите разходи.
01 Въведение
Процесът на студено екструдиране е метод без рязане за оформяне на метал, който използва принципа на пластичната деформация. При този процес се прилага определено налягане върху метала в кухината на матрицата за екструдиране при стайна температура, което му позволява да бъде изкаран през отвора на матрицата или пролуката между изпъкнали и вдлъбнати матрици. Това води до формирането на желаната форма на детайла.
Терминът „студена екструзия“ обхваща набор от процеси на формоване, включително самата студена екструзия, уплътняване, щамповане, фино щанцоване, изрязване, довършване и изтъняване, разтягане. В повечето приложения студената екструзия служи като първичен процес на формоване, често допълнен от един или повече спомагателни процеси за производство на готова част с високо качество.
Студената екструзия е усъвършенстван метод в обработката на метални пластмаси и все повече замества традиционните техники като леене, коване, изтегляне и рязане. Понастоящем този процес може да се прилага за метали като олово, калай, алуминий, мед, цинк и техните сплави, както и нисковъглеродна стомана, средно въглеродна стомана, инструментална стомана, нисколегирана стомана и неръждаема стомана. От 80-те години на миналия век процесът на студено екструдиране се използва ефективно при производството на черупки от алуминиева сплав за кръгли съединители и оттогава се превърна в добре утвърдена техника.
02 Принципи, характеристики и процеси на процеса на студена екструзия
2.1 Принципи на студената екструзия
Пресата и матрицата си сътрудничат, за да приложат сила върху деформирания метал, създавайки триизмерно напрегнато състояние на натиск в първичната зона на деформация, което позволява на деформирания метал да претърпи пластичен поток по предварително определен начин.
Ефектът от триизмерното натискно напрежение е както следва.
1) Триизмерното напрежение на натиск може ефективно да предотврати относителното движение между кристалите, като значително подобрява пластичната деформация на металите.
2) Този тип напрежение може да помогне да се направят деформираните метали по-плътни и ефективно да се поправят различни микропукнатини и структурни дефекти.
3) Триизмерното напрежение на натиск може да предотврати образуването на концентрации на напрежение, като по този начин намали вредата, причинена от примеси в метала.
4) Освен това, той може значително да противодейства на допълнителното напрежение на опън, причинено от неравномерна деформация, като по този начин минимизира щетите от това напрежение на опън.
По време на процеса на студено екструдиране деформираният метал тече в определена посока. Това води до смачкване на по-големи зърна, докато останалите зърна и междузърнести материали се удължават по посока на деформацията. В резултат на това отделните зърна и границите на зърната стават трудни за разграничаване и се появяват като влакнести ивици, което се нарича влакнеста структура. Образуването на тази влакнеста структура повишава устойчивостта на деформация на метала и придава насочени механични свойства на студено екструдираните части.
Освен това ориентацията на решетката по посока на металния поток преминава от неподредено към подредено състояние, повишавайки здравината на компонента и водещо до анизотропни механични свойства в деформирания метал. По време на процеса на формоване различните части на компонента изпитват различна степен на деформация. Тази вариация води до разлики в работното втвърдяване, което от своя страна води до различни разлики в механичните свойства и разпределението на твърдостта.
2.2 Характеристики на студената екструзия
Процесът на студена екструзия има следните характеристики.
1) Студената екструзия е процес на почти мрежово формоване, който може да помогне за спестяване на суровини.
2) Този метод работи при стайна температура, включва кратко време за обработка на единични части, предлага висока ефективност и е лесен за автоматизиране.
3) Гарантира точността на ключовите размери и поддържа качеството на повърхността на важни части.
4) Свойствата на материала на деформирания метал се подобряват чрез втвърдяване при студена обработка и създаването на пълни линии на влакна.
2.3 Процес на студено екструдиране
Основното оборудване, използвано в процеса на студено екструдиране, включва машина за формоване чрез студено екструдиране, формовъчна матрица и пещ за термична обработка. Основните процеси са заготовка и формоване.
(1) Изработка на заготовки:Пръчката се оформя в необходимата заготовка чрез рязане, изрязване ищамповане на метален листи след това се отгрява, за да се подготви за последващото студено екструдиране.
(2) Формиране:Заготовката от загрята алуминиева сплав се поставя в кухината на формата. Под комбинираното действие на пресата за формоване и матрицата, заготовката от алуминиева сплав влиза в състояние на провлачване и тече плавно в рамките на определеното пространство на кухината на матрицата, позволявайки й да приеме желаната форма. Въпреки това, силата на оформената част може да не достигне оптимални нива. Ако се изисква по-висока якост, са необходими допълнителни обработки, като термична обработка на твърд разтвор и стареене (особено за сплави, които могат да бъдат укрепени чрез термична обработка).
При определяне на метода на формоване и броя на проходите на формоване е важно да се вземе предвид сложността на детайла и установените критерии за допълнителна обработка. Потокът на процеса за обвивката на щепсела и гнездото от серията J599 включва следните стъпки: рязане → грубо струговане от двете страни → отгряване → смазване → екструзия → закаляване → струговане и фрезоване → премахване на мустаци. Фигура 1 илюстрира потока на процеса за корпуса с фланец, докато Фигура 2 изобразява потока на процеса за корпуса без фланец.
03 Типични явления при студено екструдиране
(1) Работното втвърдяване е процесът, при който якостта и твърдостта на деформиран метал се увеличават, докато неговата пластичност намалява, докато деформацията се извършва под температурата на рекристализация. Това означава, че с повишаване на нивото на деформация металът става по-здрав и по-твърд, но по-малко ковък. Работното закаляване е ефективен метод за укрепване на различни метали, като устойчиви на ръжда алуминиеви сплави и аустенитна неръждаема стомана.
(2) Топлинен ефект: В процеса на формоване чрез студена екструзия по-голямата част от енергията, използвана за деформационна работа, се преобразува в топлина. В области със значителна деформация температурите могат да достигнат между 200 и 300°C, особено по време на бързо и непрекъснато производство, където повишаването на температурата е още по-изразено. Тези топлинни ефекти значително влияят на потока както на смазочни материали, така и на деформирани метали.
(3) По време на процеса на студено екструдиране има два основни вида напрежение в деформирания метал: основно напрежение и допълнително напрежение.
04 Изисквания към процеса за студено екструдиране
Като се имат предвид проблемите, присъстващи в производствения процес на студено екструдиране за черупки на съединители от алуминиева сплав 6061, са установени специфични изисквания по отношение на неговата структура, суровини и другипроцес на стругсвойства.
4.1 Изисквания за ширината на обратно изрязания канал на шпонковия канал на вътрешния отвор
Ширината на обратно изрязания жлеб във вътрешния шпонков канал трябва да бъде най-малко 2,5 mm. Ако структурните ограничения ограничават тази ширина, минималната приемлива ширина трябва да бъде по-голяма от 2 mm. Фигура 3 илюстрира сравнението на обратно изрязания жлеб във вътрешния шпонков канал на корпуса преди и след подобрението. Фигура 4 показва сравнението на жлеба преди и след подобрението, по-специално когато е ограничено от структурни съображения.
4.2 Изисквания за дължина и форма на единичен ключ за вътрешен отвор
Вкарайте жлеб или фаска във вътрешния отвор на черупката. Фигура 5 илюстрира сравнението на вътрешния отвор на обвивката преди и след добавянето на жлеба на задния нож, докато Фигура 6 показва сравнението на вътрешния отвор на обвивката преди и след добавянето на фаската.
4.3 Изисквания за дъното на глухия жлеб на вътрешния отвор
Към слепите жлебове на вътрешния отвор се добавят фаски или обратни изрези. Фигура 7 илюстрира сравнението на слепия жлеб на вътрешния отвор на правоъгълна черупка преди и след добавянето на фаската.
4.4 Изисквания към дъното на външния цилиндричен ключ
В долната част на външния цилиндричен ключ на корпуса е вграден релефен жлеб. Сравнението преди и след добавянето на релефния канал е илюстрирано на фигура 8.
4.5 Изисквания към суровините
Кристалната структура на суровината значително влияе върху качеството на повърхността, постигнато след студена екструзия. За да се гарантира, че стандартите за качество на повърхността са изпълнени, от съществено значение е да се установят изисквания за контрол на кристалната структура на суровината. По-конкретно, максималният допустим размер на едрите кристални пръстени от едната страна на суровината трябва да бъде ≤ 1 mm.
4.6 Изисквания за отношението на дълбочината към диаметъра на отвора
Съотношението на дълбочината към диаметъра на отвора трябва да бъде ≤3.
Ако искате да научите повече или да направите запитване, не се колебайте да се свържетеinfo@anebon.com
Комисионната на Anebon е да обслужва нашите купувачи с най-ефективните, качествени и агресивни хардуерни стоки за гореща продажбаCNC продукти, алуминиеви CNC части и CNC обработка Delrin, произведена в Китай CNC машинастругови услуги. Освен това доверието на компанията достига до там. Нашето предприятие обикновено е по време на вашия доставчик.
Време на публикуване: 3 декември 2024 г