วิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตของโปรไฟล์อลูมิเนียมแบบมีรูพรุน

1 บทนำ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมอลูมิเนียมและปริมาณการผลิตเครื่องอัดรีดอลูมิเนียมที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีการอัดรีดอลูมิเนียมแบบแม่พิมพ์ที่มีรูพรุนจึงถือกำเนิดขึ้น การอัดรีดอลูมิเนียมแบบแม่พิมพ์ที่มีรูพรุนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตการอัดรีดอย่างมาก และยังเพิ่มความต้องการทางเทคนิคที่สูงขึ้นในการออกแบบแม่พิมพ์และกระบวนการอัดรีด

2 กระบวนการอัดรีด

ผลกระทบของกระบวนการอัดรีดต่อประสิทธิภาพการผลิตอลูมิเนียมอัดรีดแบบแม่พิมพ์ที่มีรูพรุนนั้นสะท้อนให้เห็นได้จากการควบคุม 3 ประเด็นหลัก ได้แก่ อุณหภูมิของแผ่นเปล่า อุณหภูมิแม่พิมพ์ และอุณหภูมิขาออก

2.1 อุณหภูมิว่าง

อุณหภูมิของชิ้นงานเปล่าที่สม่ำเสมอมีผลกระทบอย่างมากต่อผลผลิตของการอัดรีด ในการผลิตจริง เครื่องอัดรีดที่มีแนวโน้มเกิดการเปลี่ยนสีบนพื้นผิวมักจะได้รับความร้อนจากเตาเผาแบบหลายชิ้น เตาเผาแบบหลายชิ้นให้ความร้อนแก่ชิ้นงานเปล่าที่สม่ำเสมอและทั่วถึงกว่า พร้อมคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี นอกจากนี้ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพสูง มักใช้วิธี "อุณหภูมิต่ำและความเร็วสูง" ในกรณีนี้ อุณหภูมิของชิ้นงานเปล่าและอุณหภูมิขาออกควรสอดคล้องกับความเร็วในการอัดรีด โดยการตั้งค่าจะคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันในการอัดรีดและสภาพพื้นผิวของชิ้นงานเปล่า การตั้งค่าอุณหภูมิของชิ้นงานเปล่าขึ้นอยู่กับสภาวะการผลิตจริง แต่โดยทั่วไปแล้ว สำหรับการอัดรีดแม่พิมพ์ที่มีรูพรุน อุณหภูมิของชิ้นงานเปล่ามักจะคงที่อยู่ระหว่าง 420-450°C โดยแม่พิมพ์แบบแบนจะถูกตั้งค่าให้สูงกว่าแม่พิมพ์แบบแยกชิ้นเล็กน้อย 10-20°C

2.2 อุณหภูมิแม่พิมพ์

จากประสบการณ์การผลิต ณ สถานที่จริง ควรรักษาอุณหภูมิแม่พิมพ์ให้อยู่ระหว่าง 420-450°C การให้ความร้อนที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดการสึกกร่อนของแม่พิมพ์ระหว่างการใช้งาน นอกจากนี้ การวางแม่พิมพ์ให้เหมาะสมระหว่างการให้ความร้อนก็เป็นสิ่งสำคัญ ไม่ควรวางแม่พิมพ์ซ้อนกันจนชิดกันเกินไปจนมีช่องว่างระหว่างแม่พิมพ์ การปิดกั้นช่องระบายอากาศของเตาหลอมแม่พิมพ์หรือการวางแม่พิมพ์ที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้ความร้อนไม่สม่ำเสมอและการอัดขึ้นรูปที่ไม่สม่ำเสมอ

ปัจจัยการเกิดเชื้อรา 3 ประการ

การออกแบบแม่พิมพ์ กระบวนการผลิตแม่พิมพ์ และการบำรุงรักษาแม่พิมพ์ มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการขึ้นรูปด้วยกระบวนการอัดรีด และส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพพื้นผิวผลิตภัณฑ์ ความแม่นยำของขนาด และประสิทธิภาพการผลิต จากแนวปฏิบัติการผลิตและประสบการณ์ร่วมกันในการออกแบบแม่พิมพ์ มาวิเคราะห์ประเด็นเหล่านี้กัน

3.1 การออกแบบแม่พิมพ์

แม่พิมพ์เป็นรากฐานของการสร้างผลิตภัณฑ์ และมีบทบาทสำคัญในการกำหนดรูปร่าง ความแม่นยำของขนาด คุณภาพพื้นผิว และคุณสมบัติของวัสดุของผลิตภัณฑ์ สำหรับโปรไฟล์แม่พิมพ์ที่มีรูพรุนซึ่งมีความต้องการพื้นผิวสูง การปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวสามารถทำได้โดยการลดจำนวนรูเบี่ยงและปรับตำแหน่งของสะพานเบี่ยงให้เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงพื้นผิวตกแต่งหลักของโปรไฟล์ นอกจากนี้ สำหรับแม่พิมพ์แบบแบน การใช้การออกแบบหลุมไหลย้อนกลับสามารถรับประกันการไหลของโลหะเข้าสู่โพรงแม่พิมพ์อย่างสม่ำเสมอ

3.2 การแปรรูปแม่พิมพ์

ในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปแม่พิมพ์ การลดความต้านทานการไหลของโลหะที่สะพานเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง การกัดสะพานเบี่ยงอย่างราบรื่นช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำของตำแหน่งสะพานเบี่ยงและช่วยให้การไหลของโลหะสม่ำเสมอ สำหรับโปรไฟล์ที่ต้องการคุณภาพพื้นผิวสูง เช่น แผงโซลาร์เซลล์ ควรพิจารณาเพิ่มความสูงของห้องเชื่อมหรือใช้กระบวนการเชื่อมทุติยภูมิเพื่อให้ได้ผลลัพธ์การเชื่อมที่ดี

3.3 การบำรุงรักษาแม่พิมพ์

การบำรุงรักษาแม่พิมพ์อย่างสม่ำเสมอก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน การขัดแม่พิมพ์และการบำรุงรักษาด้วยไนโตรเจนไนเซชันสามารถป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น ความแข็งไม่สม่ำเสมอในพื้นที่ใช้งานของแม่พิมพ์ได้

4 คุณภาพที่ว่างเปล่า

คุณภาพของชิ้นงานเปล่ามีผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ ประสิทธิภาพการอัดรีด และความเสียหายของแม่พิมพ์ ชิ้นงานเปล่าที่มีคุณภาพต่ำอาจนำไปสู่ปัญหาด้านคุณภาพ เช่น ร่อง การเปลี่ยนสีหลังจากออกซิเดชัน และอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ที่ลดลง คุณภาพของชิ้นงานเปล่าประกอบด้วยองค์ประกอบที่เหมาะสมและความสม่ำเสมอขององค์ประกอบ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ส่งผลโดยตรงต่อผลผลิตจากการอัดรีดและคุณภาพพื้นผิว

4.1 การกำหนดค่าองค์ประกอบ

ยกตัวอย่างเช่น โปรไฟล์แผงโซลาร์เซลล์ การกำหนดค่า Si, Mg และ Fe ที่เหมาะสมในโลหะผสม 6063 เฉพาะทางสำหรับการอัดขึ้นรูปแม่พิมพ์ที่มีรูพรุน ถือเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งต่อการบรรลุคุณภาพพื้นผิวที่สมบูรณ์แบบโดยไม่กระทบต่อคุณสมบัติเชิงกล ปริมาณและสัดส่วนรวมของ Si และ Mg มีความสำคัญอย่างยิ่ง และจากประสบการณ์การผลิตที่ยาวนาน การรักษาระดับ Si+Mg ให้อยู่ในช่วง 0.82-0.90% ถือเป็นระดับที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการบรรลุคุณภาพพื้นผิวที่ต้องการ

จากการวิเคราะห์แผ่นแบลงค์ที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ พบว่าธาตุและสิ่งเจือปนมีความไม่เสถียรหรือเกินขีดจำกัด ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณภาพพื้นผิว การเติมธาตุในระหว่างการผสมโลหะในโรงหลอมควรทำด้วยความระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงความไม่เสถียรหรือปริมาณธาตุที่มากเกินไป ในการจำแนกประเภทของเสียของอุตสาหกรรม ของเสียจากการอัดรีดประกอบด้วยของเสียปฐมภูมิ เช่น เศษวัสดุและวัสดุฐาน ของเสียทุติยภูมิประกอบด้วยของเสียหลังกระบวนการแปรรูปจากกระบวนการต่างๆ เช่น การออกซิเดชันและการเคลือบผง และโปรไฟล์ฉนวนกันความร้อนจัดอยู่ในประเภทขยะตติยภูมิ โปรไฟล์ที่ถูกออกซิไดซ์ควรใช้แบลงค์พิเศษ และโดยทั่วไปจะไม่มีการเติมของเสียใดๆ ลงไปหากมีวัสดุเพียงพอ

4.2 กระบวนการผลิตแบบเปล่า

เพื่อให้ได้ชิ้นงานคุณภาพสูง จำเป็นต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดของกระบวนการอย่างเคร่งครัดเกี่ยวกับระยะเวลาการล้างด้วยไนโตรเจนและระยะเวลาการตกตะกอนของอะลูมิเนียม โดยทั่วไปแล้วธาตุโลหะผสมจะถูกเติมลงในบล็อก และผสมให้เข้ากันอย่างละเอียดเพื่อเร่งการละลาย การผสมที่เหมาะสมจะช่วยป้องกันการเกิดโซนความเข้มข้นสูงของธาตุโลหะผสมเฉพาะที่

บทสรุป

โลหะผสมอลูมิเนียมถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในรถยนต์พลังงานใหม่ โดยนำไปประยุกต์ใช้ในส่วนประกอบโครงสร้างและชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ตัวถัง เครื่องยนต์ และล้อ การใช้โลหะผสมอลูมิเนียมที่เพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรมยานยนต์เป็นผลมาจากความต้องการประสิทธิภาพด้านพลังงานและความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม ประกอบกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีโลหะผสมอลูมิเนียม สำหรับโปรไฟล์ที่ต้องการคุณภาพพื้นผิวสูง เช่น ถาดแบตเตอรี่อลูมิเนียมที่มีรูพรุนจำนวนมากและต้องการประสิทธิภาพเชิงกลสูง การปรับปรุงประสิทธิภาพของการอัดรีดแม่พิมพ์ที่มีรูพรุนจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับบริษัทต่างๆ ที่จะเติบโตในบริบทของการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงาน

แก้ไขโดย May Jiang จาก MAT Aluminum