1 Giới thiệu
Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp nhôm và sự gia tăng liên tục về trọng tải của máy đùn nhôm, công nghệ đùn nhôm khuôn xốp đã ra đời. Ép đùn nhôm khuôn xốp cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất đùn, đồng thời đặt ra yêu cầu kỹ thuật cao hơn cho thiết kế khuôn và quy trình đùn.
2 Quy trình đùn
Tác động của quá trình đùn đến hiệu quả sản xuất của quá trình đùn nhôm khuôn xốp chủ yếu được phản ánh ở việc kiểm soát ba khía cạnh: nhiệt độ phôi, nhiệt độ khuôn và nhiệt độ ra.
2.1 Nhiệt độ trống
Nhiệt độ phôi đồng đều có tác động đáng kể đến sản lượng đùn. Trong sản xuất thực tế, các máy đùn dễ bị đổi màu bề mặt thường được gia nhiệt bằng lò nung nhiều phôi. Lò nung nhiều phôi cung cấp khả năng gia nhiệt phôi đồng đều và kỹ lưỡng hơn với các đặc tính cách nhiệt tốt. Ngoài ra, để đảm bảo hiệu suất cao, phương pháp "nhiệt độ thấp và tốc độ cao" thường được sử dụng. Trong trường hợp này, nhiệt độ phôi và nhiệt độ ra phải phù hợp chặt chẽ với tốc độ đùn, với các cài đặt có tính đến những thay đổi về áp suất đùn và tình trạng của bề mặt phôi. Cài đặt nhiệt độ phôi phụ thuộc vào điều kiện sản xuất thực tế, nhưng theo nguyên tắc chung, đối với quá trình đùn khuôn xốp, nhiệt độ phôi thường được duy trì trong khoảng 420-450°C, với khuôn phẳng được đặt cao hơn một chút 10-20°C so với khuôn tách.
2.2 Nhiệt độ khuôn
Dựa trên kinh nghiệm sản xuất tại chỗ, nhiệt độ khuôn nên được duy trì trong khoảng 420-450°C. Thời gian gia nhiệt quá lâu có thể dẫn đến hiện tượng ăn mòn khuôn trong quá trình vận hành. Hơn nữa, việc đặt khuôn đúng cách trong quá trình gia nhiệt là rất quan trọng. Các khuôn không nên xếp chồng quá gần nhau, chừa khoảng trống giữa chúng. Việc chặn lỗ thoát khí của lò nung khuôn hoặc đặt khuôn không đúng cách có thể dẫn đến gia nhiệt không đều và ép đùn không đồng đều.
3 Yếu tố nấm mốc
Thiết kế khuôn, gia công khuôn và bảo trì khuôn là những yếu tố then chốt trong quá trình định hình đùn ép, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt sản phẩm, độ chính xác kích thước và hiệu quả sản xuất. Dựa trên thực tiễn sản xuất và kinh nghiệm thiết kế khuôn đúc chung, chúng ta hãy cùng phân tích những khía cạnh này.
3.1 Thiết kế khuôn mẫu
Khuôn là nền tảng của quá trình hình thành sản phẩm và đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định hình dạng, độ chính xác kích thước, chất lượng bề mặt và tính chất vật liệu của sản phẩm. Đối với các biên dạng khuôn xốp có yêu cầu bề mặt cao, việc cải thiện chất lượng bề mặt có thể đạt được bằng cách giảm số lượng lỗ dẫn hướng và tối ưu hóa vị trí đặt cầu dẫn hướng để tránh bề mặt trang trí chính của biên dạng. Ngoài ra, đối với khuôn phẳng, việc sử dụng thiết kế hố dòng chảy ngược có thể đảm bảo dòng chảy kim loại đồng đều vào các khoang khuôn.
3.2 Gia công khuôn mẫu
Trong quá trình gia công khuôn, việc giảm thiểu lực cản dòng chảy kim loại tại các cầu nối là rất quan trọng. Phay cầu nối chuyển hướng trơn tru đảm bảo độ chính xác của vị trí cầu nối chuyển hướng và giúp đạt được dòng chảy kim loại đồng đều. Đối với các cấu hình yêu cầu chất lượng bề mặt cao, chẳng hạn như tấm pin mặt trời, hãy cân nhắc tăng chiều cao buồng hàn hoặc sử dụng quy trình hàn phụ để đảm bảo kết quả hàn tốt.
3.3 Bảo trì khuôn
Việc bảo dưỡng khuôn thường xuyên cũng quan trọng không kém. Đánh bóng khuôn và thực hiện bảo dưỡng nitơ có thể ngăn ngừa các vấn đề như độ cứng không đồng đều ở các khu vực làm việc của khuôn.
4 Chất lượng trống
Chất lượng phôi có tác động quan trọng đến chất lượng bề mặt sản phẩm, hiệu suất đùn và hư hỏng khuôn. Phôi kém chất lượng có thể dẫn đến các vấn đề về chất lượng như rãnh, đổi màu sau quá trình oxy hóa và giảm tuổi thọ khuôn. Chất lượng phôi bao gồm thành phần và độ đồng đều của các nguyên tố, cả hai yếu tố này đều ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng đùn và chất lượng bề mặt.
4.1 Cấu hình thành phần
Lấy cấu hình tấm pin mặt trời làm ví dụ, việc cấu hình đúng Si, Mg và Fe trong hợp kim 6063 chuyên dụng dùng cho ép đùn khuôn xốp là rất cần thiết để đạt được chất lượng bề mặt lý tưởng mà không ảnh hưởng đến các đặc tính cơ học. Tổng lượng và tỷ lệ Si và Mg là rất quan trọng, và dựa trên kinh nghiệm sản xuất lâu năm, việc duy trì tỷ lệ Si+Mg trong khoảng 0,82-0,90% là phù hợp để đạt được chất lượng bề mặt mong muốn.
Khi phân tích phôi không đạt tiêu chuẩn cho tấm pin mặt trời, người ta phát hiện ra rằng các nguyên tố vi lượng và tạp chất không ổn định hoặc vượt quá giới hạn, ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng bề mặt. Việc bổ sung các nguyên tố trong quá trình hợp kim hóa tại xưởng nấu chảy cần được thực hiện cẩn thận để tránh sự không ổn định hoặc dư thừa các nguyên tố vi lượng. Trong phân loại chất thải của ngành, chất thải đùn ép bao gồm chất thải sơ cấp như phế liệu thừa và vật liệu nền, chất thải thứ cấp bao gồm chất thải sau xử lý từ các hoạt động như oxy hóa và sơn tĩnh điện, và các thanh cách nhiệt được phân loại là chất thải cấp ba. Các thanh oxy hóa nên sử dụng phôi đặc biệt, và nhìn chung sẽ không thêm chất thải khi vật liệu đã đủ.
4.2 Quy trình sản xuất phôi
Để có được phôi chất lượng cao, việc tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu quy trình về thời gian thanh lọc nitơ và thời gian lắng nhôm là điều cần thiết. Các nguyên tố hợp kim thường được thêm vào dưới dạng khối, và được trộn kỹ để tăng tốc độ hòa tan. Việc trộn đúng cách sẽ ngăn ngừa sự hình thành các vùng cục bộ có nồng độ cao của các nguyên tố hợp kim.
Phần kết luận
Hợp kim nhôm được sử dụng rộng rãi trong các phương tiện năng lượng mới, với các ứng dụng trong các thành phần kết cấu và bộ phận như thân xe, động cơ và bánh xe. Việc sử dụng hợp kim nhôm ngày càng tăng trong ngành công nghiệp ô tô được thúc đẩy bởi nhu cầu về hiệu quả năng lượng và tính bền vững môi trường, kết hợp với những tiến bộ trong công nghệ hợp kim nhôm. Đối với các cấu hình có yêu cầu chất lượng bề mặt cao, chẳng hạn như khay pin nhôm với nhiều lỗ bên trong và yêu cầu hiệu suất cơ học cao, việc cải thiện hiệu quả đùn khuôn xốp là điều cần thiết để các công ty phát triển mạnh mẽ trong bối cảnh chuyển đổi năng lượng.
Biên tập bởi May Jiang từ MAT Aluminum
Thời gian đăng: 30-05-2024
