วิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตของโปรไฟล์อลูมิเนียมอัดขึ้นรูปแม่พิมพ์พรุน

1 บทนำ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมอลูมิเนียมและปริมาณการผลิตที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของเครื่องจักรอัดรีดอลูมิเนียม เทคโนโลยีการอัดรีดอลูมิเนียมแบบแม่พิมพ์พรุนจึงถือกำเนิดขึ้น การอัดรีดอลูมิเนียมแบบแม่พิมพ์พรุนช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตของการอัดรีดได้อย่างมาก และยังเพิ่มความต้องการทางเทคนิคที่สูงขึ้นในการออกแบบแม่พิมพ์และกระบวนการอัดรีดอีกด้วย

2 กระบวนการอัดรีด

ผลกระทบของกระบวนการอัดรีดต่อประสิทธิภาพการผลิตอะลูมิเนียมอัดรีดแม่พิมพ์ที่มีรูพรุนนั้นสะท้อนให้เห็นเป็นหลักในการควบคุม 3 ประเด็น ได้แก่ อุณหภูมิของชิ้นงาน อุณหภูมิแม่พิมพ์ และอุณหภูมิขาออก

2.1 อุณหภูมิว่างเปล่า

อุณหภูมิของชิ้นงานที่สม่ำเสมอส่งผลกระทบอย่างมากต่อผลผลิตของการอัดรีด ในการผลิตจริง เครื่องอัดรีดที่มีแนวโน้มเกิดการเปลี่ยนสีบนพื้นผิวโดยทั่วไปจะได้รับการให้ความร้อนโดยใช้เตาเผาแบบหลายชิ้นงาน เตาเผาแบบหลายชิ้นงานจะให้ความร้อนแก่ชิ้นงานที่สม่ำเสมอและทั่วถึงมากขึ้นพร้อมคุณสมบัติในการเป็นฉนวนที่ดี นอกจากนี้ เพื่อให้แน่ใจว่ามีประสิทธิภาพสูง มักจะใช้วิธี "อุณหภูมิต่ำและความเร็วสูง" ในกรณีนี้ อุณหภูมิของชิ้นงานและอุณหภูมิทางออกควรตรงกับความเร็วในการอัดรีดอย่างใกล้ชิด โดยการตั้งค่าจะต้องคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของแรงกดในการอัดรีดและสภาพของพื้นผิวชิ้นงาน การตั้งค่าอุณหภูมิของชิ้นงานขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการผลิตจริง แต่โดยทั่วไป สำหรับการอัดรีดแม่พิมพ์ที่มีรูพรุน อุณหภูมิของชิ้นงานโดยทั่วไปจะคงอยู่ระหว่าง 420-450°C โดยแม่พิมพ์แบนจะถูกตั้งให้สูงกว่าแม่พิมพ์แยกชิ้นเล็กน้อย 10-20°C

2.2 อุณหภูมิแม่พิมพ์

จากประสบการณ์การผลิตในสถานที่ อุณหภูมิแม่พิมพ์ควรคงอยู่ระหว่าง 420-450°C เวลาในการให้ความร้อนที่มากเกินไปอาจทำให้แม่พิมพ์สึกกร่อนระหว่างการทำงาน นอกจากนี้ การวางแม่พิมพ์ให้ถูกต้องระหว่างการให้ความร้อนก็เป็นสิ่งสำคัญ ไม่ควรวางแม่พิมพ์ซ้อนกันแน่นเกินไป โดยเว้นระยะห่างระหว่างแม่พิมพ์บ้าง การปิดกั้นทางออกของกระแสลมจากเตาเผาแม่พิมพ์หรือการวางแม่พิมพ์ไม่ถูกต้องอาจทำให้ความร้อนไม่สม่ำเสมอและการอัดรีดไม่สม่ำเสมอ

ปัจจัยการเกิดเชื้อรา 3 ประการ

การออกแบบแม่พิมพ์ การประมวลผลแม่พิมพ์ และการบำรุงรักษาแม่พิมพ์มีความสำคัญต่อการขึ้นรูปด้วยการอัดขึ้นรูป และส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของพื้นผิวผลิตภัณฑ์ ความแม่นยำของขนาด และประสิทธิภาพการผลิต มาวิเคราะห์ประเด็นเหล่านี้โดยอาศัยแนวทางปฏิบัติด้านการผลิตและประสบการณ์ร่วมกันในการออกแบบแม่พิมพ์กัน

3.1 การออกแบบแม่พิมพ์

แม่พิมพ์เป็นรากฐานของการสร้างผลิตภัณฑ์และมีบทบาทสำคัญในการกำหนดรูปร่าง ความแม่นยำของขนาด คุณภาพของพื้นผิว และคุณสมบัติของวัสดุของผลิตภัณฑ์ สำหรับโปรไฟล์แม่พิมพ์ที่มีรูพรุนซึ่งมีข้อกำหนดด้านพื้นผิวสูง การปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวสามารถทำได้โดยการลดจำนวนรูเบี่ยงและปรับตำแหน่งของสะพานเบี่ยงให้เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงพื้นผิวตกแต่งหลักของโปรไฟล์ นอกจากนี้ สำหรับแม่พิมพ์แบน การใช้การออกแบบหลุมไหลย้อนกลับสามารถรับประกันการไหลของโลหะที่สม่ำเสมอในโพรงแม่พิมพ์

3.2 การประมวลผลแม่พิมพ์

ในระหว่างการประมวลผลแม่พิมพ์ การลดความต้านทานการไหลของโลหะที่สะพานให้เหลือน้อยที่สุดถือเป็นสิ่งสำคัญ การกัดสะพานเบี่ยงอย่างราบรื่นช่วยให้ตำแหน่งของสะพานเบี่ยงแม่นยำและช่วยให้การไหลของโลหะสม่ำเสมอ สำหรับโปรไฟล์ที่มีข้อกำหนดด้านคุณภาพพื้นผิวสูง เช่น แผงโซลาร์เซลล์ ควรพิจารณาเพิ่มความสูงของห้องเชื่อมหรือใช้กระบวนการเชื่อมรองเพื่อให้แน่ใจว่าจะได้ผลลัพธ์การเชื่อมที่ดี

3.3 การบำรุงรักษาแม่พิมพ์

การบำรุงรักษาแม่พิมพ์อย่างสม่ำเสมอก็มีความสำคัญเช่นกัน การขัดแม่พิมพ์และการบำรุงรักษาด้วยไนโตรเจนสามารถป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น ความแข็งที่ไม่สม่ำเสมอในพื้นที่ทำงานของแม่พิมพ์ได้

4 คุณภาพที่ว่างเปล่า

คุณภาพของชิ้นงานเปล่ามีผลกระทบอย่างสำคัญต่อคุณภาพของพื้นผิวผลิตภัณฑ์ ประสิทธิภาพการอัดรีด และความเสียหายของแม่พิมพ์ ชิ้นงานเปล่าที่มีคุณภาพต่ำอาจนำไปสู่ปัญหาด้านคุณภาพ เช่น ร่อง การเปลี่ยนสีหลังจากออกซิเดชัน และอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ที่ลดลง คุณภาพของชิ้นงานเปล่ารวมถึงองค์ประกอบที่เหมาะสมและความสม่ำเสมอขององค์ประกอบ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ส่งผลโดยตรงต่อผลผลิตของการอัดรีดและคุณภาพของพื้นผิว

4.1 การกำหนดค่าองค์ประกอบ

หากใช้โปรไฟล์แผงโซลาร์เซลล์เป็นตัวอย่าง การกำหนดค่าที่เหมาะสมของ Si, Mg และ Fe ในโลหะผสม 6063 เฉพาะทางสำหรับการอัดขึ้นรูปแม่พิมพ์ที่มีรูพรุนถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการบรรลุคุณภาพพื้นผิวที่เหมาะสมโดยไม่กระทบต่อคุณสมบัติเชิงกล ปริมาณและสัดส่วนรวมของ Si และ Mg มีความสำคัญ และจากประสบการณ์การผลิตในระยะยาว การรักษาระดับ Si+Mg ในช่วง 0.82-0.90% ถือเป็นสิ่งที่เหมาะสมสำหรับการได้รับคุณภาพพื้นผิวที่ต้องการ

จากการวิเคราะห์แผ่นเปล่าที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ พบว่าธาตุและสิ่งเจือปนไม่เสถียรหรือเกินขีดจำกัด ซึ่งส่งผลกระทบต่อคุณภาพพื้นผิวอย่างมีนัยสำคัญ การเติมธาตุในระหว่างการผสมโลหะผสมในโรงหลอมควรทำด้วยความระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงความไม่เสถียรหรือธาตุที่มากเกินไป ในการจำแนกขยะของอุตสาหกรรม ขยะจากการอัดรีดรวมถึงขยะปฐมภูมิ เช่น เศษวัสดุและวัสดุฐาน ขยะทุติยภูมิรวมถึงขยะหลังการประมวลผลจากการดำเนินการ เช่น การออกซิเดชันและการเคลือบผง และโปรไฟล์ฉนวนกันความร้อนจัดอยู่ในประเภทขยะทุติยภูมิ โปรไฟล์ที่ออกซิไดซ์ควรใช้แผ่นเปล่าพิเศษ และโดยทั่วไปจะไม่มีการเติมขยะเมื่อวัสดุมีเพียงพอ

4.2 กระบวนการผลิตแบบเปล่า

เพื่อให้ได้ชิ้นงานคุณภาพสูง จำเป็นต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดของกระบวนการอย่างเคร่งครัดเกี่ยวกับระยะเวลาการไล่ไนโตรเจนและเวลาในการตกตะกอนของอะลูมิเนียม โดยทั่วไปแล้ว จะมีการเติมธาตุโลหะผสมในรูปแบบบล็อก และผสมให้เข้ากันอย่างทั่วถึงเพื่อเร่งการละลายของธาตุโลหะผสม การผสมอย่างเหมาะสมจะช่วยป้องกันการเกิดโซนของธาตุโลหะผสมที่มีความเข้มข้นสูงในบริเวณเฉพาะ

บทสรุป

โลหะผสมอลูมิเนียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในยานยนต์พลังงานใหม่ โดยนำไปใช้ในส่วนประกอบโครงสร้างและชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ตัวถัง เครื่องยนต์ และล้อ การใช้โลหะผสมอลูมิเนียมที่เพิ่มมากขึ้นในอุตสาหกรรมยานยนต์นั้นเกิดจากความต้องการประสิทธิภาพด้านพลังงานและความยั่งยืนของสิ่งแวดล้อม ประกอบกับความก้าวหน้าในเทคโนโลยีโลหะผสมอลูมิเนียม สำหรับโปรไฟล์ที่มีข้อกำหนดด้านคุณภาพพื้นผิวสูง เช่น ถาดแบตเตอรี่อลูมิเนียมที่มีรูภายในจำนวนมากและต้องการประสิทธิภาพเชิงกลสูง การปรับปรุงประสิทธิภาพของการอัดขึ้นรูปแม่พิมพ์ที่มีรูพรุนถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้บริษัทต่างๆ ประสบความสำเร็จในบริบทของการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงาน

เรียบเรียงโดย เมย์ เจียง จาก MAT Aluminum