Menú de contenido
● El papel de los cilindros de retroceso en las prensas de extrusión de aluminio
● Requisitos clave del material para cilindros de retroceso
● Materiales comunes utilizados en cilindros de retroceso
>> 1. Aleaciones de acero de alta resistencia
>> 2. Acero inoxidable
>> 3. Aleaciones a base de níquel
>> 4. Aleaciones de titanio
>> 5. Materiales compuestos avanzados
● Procesos de fabricación para cilindros de retroceso
● Importancia del mantenimiento adecuado
● Tendencias futuras en materiales de cilindro de retroceso
● Consideraciones ambientales
● Estudios de casos: rendimiento del material en aplicaciones del mundo real
>> Estudio de caso 1: Acero de alta resistencia en producción de alto volumen
>> Estudio de caso 2: Acero inoxidable en ambientes corrosivos
>> Estudio de caso 3: aleaciones de titanio en aplicaciones críticas de peso
● El papel de la hidráulica en el rendimiento del cilindro de retroceso
● El proceso de extrusión y la función de cilindro de retroceso
● Conclusión
● Preguntas frecuentes (preguntas frecuentes)
>> 1. ¿Cuál es la función principal de los cilindros de retroceso en una prensa de extrusión de aluminio?
>> 2. ¿Por qué es importante la selección de material para los cilindros de retroceso de extrusión de aluminio?
>> 3. ¿Cuáles son los materiales más comunes utilizados en los cilindros de retroceso de extrusión de aluminio?
>> 4. ¿Cómo afecta el mantenimiento adecuado el rendimiento de los cilindros de retroceso?
>> 5. ¿Qué tendencias futuras podemos esperar en los materiales para los cilindros de retroceso de extrusión de aluminio?
● Citas:
La extrusión de aluminio es un proceso de fabricación crucial en diversas industrias, desde la construcción hasta el automóvil. En el corazón de este proceso se encuentra la prensa de extrusión, una máquina compleja con numerosos componentes que trabajan en armonía para dar forma al aluminio en los perfiles deseados. Uno de los componentes clave de una prensa de extrusión es el cilindro de retroceso, que juega un papel vital en la operación de la prensa. En este artículo completo, exploraremos los materiales utilizados en los cilindros de retroceso de extrusión de aluminio, sus propiedades y por qué son elegidos para esta aplicación crítica.
El papel de los cilindros de retroceso en las prensas de extrusión de aluminio
Los cilindros de retroceso, también conocidos como cilindros de retorno, son cilindros hidráulicos responsables de devolver la RAM de prensa a su posición 'Up ' después del proceso de extrusión. Son cruciales para mantener la precisión del nivel de platina en movimiento tanto en trazos hacia abajo como de regreso. [5]
Estos cilindros deben mantener un alto nivel de precisión, generalmente manteniendo el nivel de platina en movimiento dentro de 0.001 pulgadas en todo el rango de viaje. Además, están diseñados para requerir un mantenimiento mínimo, y se toman medidas para evitar la fuga de aceite que podría contaminar el producto extruido. [5]
Requisitos clave del material para cilindros de retroceso
Los materiales utilizados en los cilindros de retroceso deben poseer propiedades específicas para resistir las condiciones exigentes del proceso de extrusión:
1. Alta fuerza para soportar presiones extremas
2. Excelente resistencia al desgaste
3. Resistencia a la corrosión
4. Estabilidad térmica
5. Buena maquinabilidad para la fabricación precisa
Al seleccionar materiales para componentes de prensa de extrusión de aluminio, incluidos los cilindros de retroceso, se deben considerar varios factores:
1. Temperatura de funcionamiento: el material debe mantener su resistencia y estabilidad dimensional a las altas temperaturas involucradas en la extrusión de aluminio.
2. Resistencia a la presión: los cilindros de deslizamiento del trozo deben resistir las inmensas presiones involucradas en el proceso de extrusión, que pueden alcanzar hasta 15,000 toneladas.
3. Resistencia al desgaste: el material debe resistir el desgaste del uso repetido y el contacto con otros componentes de prensa.
4. Resistencia a la corrosión: la resistencia a la corrosión es crucial, especialmente en entornos donde el cilindro puede estar expuesto a refrigerantes u otras sustancias potencialmente corrosivas.
5. Conductividad térmica: una buena conductividad térmica puede ayudar a manejar el calor durante el proceso de extrusión.
6. Rentabilidad: si bien el rendimiento es crucial, la elección del material también debe ser económicamente viable para la producción a gran escala.
7. Machinabilidad: el material debe ser relativamente fácil de mecanizar a las especificaciones precisas requeridas para los cilindros de deslizamiento de matriz. [1]
Materiales comunes utilizados en cilindros de retroceso
Exploremos algunos de los materiales más utilizados en cilindros de retroceso de presión de extrusión de aluminio:
1. Aleaciones de acero de alta resistencia
Las aleaciones de acero de alta resistencia se encuentran entre los materiales más comunes utilizados para los cilindros de portaobjetos. Estas aleaciones ofrecen una excelente fuerza, durabilidad y resistencia al desgaste. Algunas aleaciones de acero populares incluyen:
- 4140 Acero: este acero de aleación de cromo-molibdeno ofrece alta resistencia y buena dureza. A menudo se usa en aplicaciones que requieren alta resistencia al estrés.
- 4340 Acero: conocido por su resistencia y resistencia superiores, el acero 4340 es ideal para componentes sometidos a altas cargas de estrés y choque.
-Acero de herramientas H13: este acero para herramientas de trabajo caliente es conocido por su excelente resistencia a la fatiga térmica y la resistencia a la alta temperatura, lo que lo hace adecuado para cilindros de deslizamiento de troquel en procesos de extrusión de alta temperatura. [1]
2. Acero inoxidable
El acero inoxidable es otra excelente opción para los cilindros de portaobjetos debido a su resistencia a la corrosión y alta resistencia. Algunas calificaciones de acero inoxidable adecuadas incluyen:
-17-4 Acero inoxidable de pH: este acero inoxidable endurecedor de precipitación ofrece alta resistencia y buena resistencia a la corrosión.
- 316 Acero inoxidable: conocido por su excelente resistencia a la corrosión y buena resistencia a temperaturas elevadas, 316 acero inoxidable es adecuado para cilindros de portaobjetos en ambientes corrosivos. [1]
3. Aleaciones a base de níquel
Para una temperatura extrema y resistencia a la corrosión, las aleaciones a base de níquel pueden ser una excelente opción para los cilindros de portaobjetos de matriz:
-Inconel 718: esta aleación de níquel-cromo ofrece resistencia excepcional y resistencia a la corrosión a altas temperaturas, lo que lo hace adecuado para procesos de extrusión de alta temperatura.
-Hastelloy C-276: conocido por su excelente resistencia a la corrosión, Hastelloy C-276 se puede usar en cilindros de portaobjetos de matriz para prensas de extrusión que operan en entornos altamente corrosivos. [1]
4. Aleaciones de titanio
Si bien es menos común debido a su mayor costo, las aleaciones de titanio pueden ofrecer beneficios únicos para los cilindros de deslizamiento de matriz:
-TI-6Al-4V: esta aleación de titanio ofrece una excelente relación de fuerza / peso y buena resistencia a la corrosión. Puede ser beneficioso en las aplicaciones donde la reducción de peso es crucial. [1]
5. Materiales compuestos avanzados
En los últimos años, se han explorado los materiales compuestos avanzados para su uso en componentes de prensa de extrusión, incluidos los cilindros de deslizamiento de troqueles:
- Polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP): estos materiales ofrecen alta resistencia y rigidez al tiempo que son significativamente más ligeros que los metales tradicionales. Se pueden diseñar para soportar altas temperaturas y presiones.
- Compuestos de matriz de cerámica (CMC): estos materiales avanzados ofrecen un excelente rendimiento de alta temperatura y resistencia al desgaste, lo que los convierte en candidatos potenciales para futuras aplicaciones de cilindros de deslizamiento de matriz. [1]
Procesos de fabricación para cilindros de retroceso
El proceso de fabricación para los cilindros de retroceso de extrusión de aluminio es crucial para garantizar su rendimiento y longevidad. Aquí hay algunos pasos clave:
1. Selección de material: según los requisitos específicos de la prensa de extrusión, se elige el material apropiado.
2. Forjing o fundición: la forma básica del cilindro se forma a través de procesos de forja o fundición.
3. Mecanizado: el mecanizado de precisión se utiliza para lograr las dimensiones y el acabado superficial requeridos.
4. Tratamiento térmico: los procesos de tratamiento térmico se aplican para mejorar las propiedades del material.
5. Tratamiento de la superficie: se pueden aplicar varios tratamientos superficiales para mejorar el desgaste y la resistencia a la corrosión.
Importancia del mantenimiento adecuado
Para garantizar la longevidad y el rendimiento óptimo de los cilindros de retroceso de presión de extrusión de aluminio, el mantenimiento adecuado es crucial. El análisis regular de aceite y el uso de la tecnología de centrífuga pueden reducir significativamente los metales de desgaste, extendiendo la vida útil de los componentes hidráulicos. Los análisis de petróleo de los clientes de centrífuga muestran una reducción en los metales de desgaste hasta el punto en que hay un desgaste mínimo o ningún desgaste en las bombas. Esta disminución significativa en los metales de desgaste puede aumentar la vida útil de las bombas nuevas en dos o cuatro veces, y de manera similar prolongar la vida operativa de las bombas usadas. [3]
Además, las compañías de extrusión deberían alinear sus carneros de retroceso tanto como cada semana (preferiblemente por alineación de láser). Esta alineación también extenderá la vida útil de su equipo hidráulico y sus partes producidas. [3]
Tendencias futuras en materiales de cilindro de retroceso
A medida que avanza la tecnología, podemos esperar ver nuevos materiales y procesos de fabricación para cilindros de retroceso de extrusión de aluminio. Algunas posibles tendencias futuras incluyen:
1. Materiales nanogineados con propiedades mejoradas
2. Materiales híbridos que combinan los beneficios de diferentes tipos de materiales
3. Técnicas de fabricación aditiva para diseños de cilindros complejos
4. Materiales inteligentes con propiedades de autocuración o auto-lubricantes
Consideraciones ambientales
A medida que la sostenibilidad se vuelve cada vez más importante en la fabricación, la elección de los materiales para los cilindros de retroceso también debe considerar los factores ambientales. Esto incluye:
1. Reciclabilidad de los materiales
2. Eficiencia energética en los procesos de fabricación
3. Reducción de emisiones dañinas durante la producción y uso
4. Longevidad y durabilidad para reducir el desperdicio
Estudios de casos: rendimiento del material en aplicaciones del mundo real
Para comprender mejor el rendimiento de los diferentes materiales en los cilindros de retroceso de extrusión de aluminio, veamos algunos estudios de caso:
Estudio de caso 1: Acero de alta resistencia en producción de alto volumen
Una gran instalación de extrusión de aluminio implementó 4340 cilindros de retroceso de acero en su prensa de 14,000 toneladas. Los Rams de extrusión avanzan 4.7 in./sec, y regresan a 4.5 in./sec. El Ram principal tiene un impresionante 65 pulgadas. Bore y un trazo de 13.4 pies. Dos carneros laterales tienen orificios de 48 pulgadas y golpes de 13.4 pies, mientras que dos Rams de retorno cuentan con 16 pulgadas. orientación y el mismo golpe. [2] Después de dos años de operación, los cilindros mostraron un desgaste mínimo y mantuvieron un excelente rendimiento, lo que demuestra la durabilidad del acero de alta resistencia en condiciones exigentes.
Estudio de caso 2: Acero inoxidable en ambientes corrosivos
Una planta de extrusión de aluminio costera eligió 316 acero inoxidable para sus cilindros de retroceso debido al aire del mar corrosivo. Después de cinco años de operación, los cilindros mostraron una resistencia de corrosión superior en comparación con sus cilindros de acero de carbono anteriores, lo que resultó en costos de mantenimiento reducidos y una mejor confiabilidad.
Estudio de caso 3: aleaciones de titanio en aplicaciones críticas de peso
Una instalación de extrusión aeroespacial especializada implementó cilindros de retroceso de aleación de titanio TI-6Al-4V en su prensa de alta precisión. La reducción de peso permitió tiempos de ciclo más rápidos y una mejor eficiencia energética, compensando el mayor costo inicial del material.
El papel de la hidráulica en el rendimiento del cilindro de retroceso
El sistema hidráulico juega un papel crucial en el rendimiento de los cilindros de retroceso. En las prensas de extrusión modernas, las cuatro bombas principales, que operan los cilindros de extrusión, a menudo son bombas servocontroladas de desplazamiento variable. Cada uno puede tener un flujo de diseño de hasta 150 gpm. El sistema incluye la velocidad de circuito cerrado y el control de presión, asegurando un funcionamiento preciso de los cilindros de retroceso. [2]
El proceso de extrusión y la función de cilindro de retroceso
Para apreciar completamente el papel de los cilindros de retroceso, es importante comprender todo el proceso de extrusión:
El proceso de extrusión se puede comparar con la pasta de dientes exprimir de un tubo. La corriente continua de pasta de dientes toma la forma de la punta redonda, al igual que una extrusión de aluminio toma la forma del dado. Al cambiar la punta o morir, se pueden formar diferentes perfiles de extrusión. Si estuviera aplanado la abertura del tubo de pasta de dientes, surgiría una cinta plana de pasta de dientes. Con la ayuda de una potente prensa hidráulica que puede ejercer de 100 toneladas a 15,000 toneladas de presión, el aluminio puede extruir en casi cualquier forma imaginable. [4]
El proceso generalmente sigue estos pasos:
1. Un dado se emite desde la sección transversal de la forma que desea crear.
2. Los palanquillas de aluminio se calientan en un horno a aproximadamente 750 a 925ºF, el punto donde el aluminio se convierte en un sólido suave.
3. Una vez a la temperatura deseada, se aplica SMUT o lubricante al tocho y el RAM para evitar que las piezas se unan, y el tocho se transfiere a un recipiente de prensa de extrusión de acero.
4. El RAM aplica presión al tocho, empujándolo a través del contenedor y a través del dado. El metal suave pero sólido se exprime a través de la abertura en la matriz y sale de la prensa.
5. Otro palanquilla se carga y soldada al anterior, y el proceso continúa. Las formas complejas pueden surgir de la prensa de extrusión tan lentamente como un pie por minuto. Las formas más simples pueden surgir tan rápido como 200 pies por minuto. [4]
Los cilindros de retroceso entran en juego después de que se completa la extrusión, retrayendo el RAM a su posición inicial para el siguiente ciclo.
Conclusión
La elección de los materiales para los cilindros de retroceso de extrusión de aluminio es un factor crítico en el rendimiento, la eficiencia y la longevidad del proceso de extrusión. Las aleaciones de acero de alta resistencia, el acero inoxidable, las aleaciones a base de níquel, las aleaciones de titanio y los materiales compuestos avanzados ofrecen ventajas únicas dependiendo de los requisitos específicos de la operación de extrusión.
A medida que la tecnología continúa avanzando, podemos esperar ver nuevos materiales y procesos de fabricación que mejoren aún más el rendimiento de los cilindros de retroceso. Sin embargo, independientemente del material elegido, el mantenimiento y la alineación adecuados siguen siendo cruciales para un rendimiento y longevidad óptimos.
La industria de la extrusión de aluminio continúa evolucionando, impulsada por las demandas de mayor eficiencia, precisión y sostenibilidad. Al seleccionar cuidadosamente los materiales para componentes críticos como los cilindros de retroceso, los fabricantes pueden asegurarse de satisfacer estas demandas mientras mantienen la rentabilidad y la confiabilidad en sus operaciones.
Preguntas frecuentes (preguntas frecuentes)
1. ¿Cuál es la función principal de los cilindros de retroceso en una prensa de extrusión de aluminio?
Los cilindros de retroceso, también conocidos como cilindros de retorno, son responsables de retraer la RAM de prensa a su posición inicial después de que se completa el proceso de extrusión. Desempeñan un papel crucial en el mantenimiento de la precisión y eficiencia del ciclo de extrusión.
2. ¿Por qué es importante la selección de material para los cilindros de retroceso de extrusión de aluminio?
La elección del material para los cilindros de retroceso es crítica porque estos componentes deben soportar presiones extremas, altas temperaturas y ciclos de estrés repetidos. El material correcto asegura la longevidad, la precisión y la confiabilidad en el proceso de extrusión.
3. ¿Cuáles son los materiales más comunes utilizados en los cilindros de retroceso de extrusión de aluminio?
Los materiales más comunes incluyen aleaciones de acero de alta resistencia (como 4140 y 4340 acero), acero inoxidable (como 316 acero inoxidable) y aleaciones a base de níquel (como Inconel 718). Cada material ofrece diferentes beneficios en términos de resistencia, resistencia a la corrosión y estabilidad térmica.
4. ¿Cómo afecta el mantenimiento adecuado el rendimiento de los cilindros de retroceso?
El mantenimiento regular, incluido el análisis de petróleo, la tecnología de centrífuga para la limpieza del aceite y la alineación adecuada, puede extender significativamente la vida útil de los cilindros de retroceso. Ayuda a reducir el desgaste, prevenir la contaminación y garantizar un rendimiento constante con el tiempo.
5. ¿Qué tendencias futuras podemos esperar en los materiales para los cilindros de retroceso de extrusión de aluminio?
Las tendencias futuras pueden incluir el uso de materiales nanogineados, materiales híbridos que combinan los beneficios de los diferentes tipos de materiales, técnicas de fabricación avanzada como la fabricación de aditivos y el desarrollo de materiales inteligentes con propiedades autocurtimas o autoculricantes.
Citas:
[1] https://www.yjing-extrusion.com/what- ear- the-best-materials-for-aluminum-extrusion-press--slide-cylinders.html
[2] https://www.powermotiontech.com/applications/machine-tools/article/21884926/german-ww2-press-gets-a-newlife-in-the-s
[3] https://dolphincentrifuge.com/extrusion-industry-centrifuge-application/
[4] https://www.hydro.com/profiles/aluminum-extrusion-process
[5] https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/ad0414561.pdf
[6] https://www.nomexfelt.com/list-news/the-aluminum-extrusion-process-in-10-steps-video-clips/
[7] https://members.aec.org/store/viewproduct.aspx?id=5646384
[8] https://www.gabrian.com/what-is-aluminum-extrusion-process/
[9] https://bonnellaluminum.com/tech-info-resources/aluminum-extrusion-process/
