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● Le rôle des cylindres de retrait dans les presses d'extrusion en aluminium
● Exigences des matériaux clés pour les cylindres de retrait
● Matériaux communs utilisés dans les cylindres de retrait
>> 1. Alloys en acier à haute résistance
>> 2. Areal inoxydable
>> 3. Alloys à base de nickel
>> 4. Alloys en titane
>> 5. Matériaux composites avancés
● Processus de fabrication pour les cylindres de recul
● Importance de la maintenance appropriée
● Tendances futures des matériaux de cylindre de retrait
● Considérations environnementales
● Études de cas: performance matérielle dans les applications du monde réel
>> Étude de cas 1: acier à haute résistance en production à haut volume
>> Étude de cas 2: acier inoxydable dans des environnements corrosifs
>> Étude de cas 3: alliages de titane dans les applications critiques de poids
● Le rôle de l'hydraulique dans les performances du cylindre de retrait
● Le processus d'extrusion et la fonction du cylindre de retrait
● Conclusion
● Questions fréquemment posées (FAQ)
>> 1. Quelle est la fonction principale des cylindres de retrait dans une presse d'extrusion en aluminium?
>> 2. Pourquoi la sélection des matériaux est-elle importante pour les cylindres de retrait de la presse en aluminium?
>> 3. Quels sont les matériaux les plus courants utilisés dans les cylindres de retrait de la presse en aluminium?
>> 4. Comment la maintenance appropriée affecte-t-elle les performances des cylindres de retrait?
>> 5. Quelles tendances futures pouvons-nous nous attendre dans les matériaux pour les cylindres de retrait de la presse en aluminium?
● Citations:
L'extrusion en aluminium est un processus de fabrication crucial dans diverses industries, de la construction à l'automobile. Au cœur de ce processus se trouve la presse d'extrusion, une machine complexe avec de nombreux composants travaillant en harmonie pour façonner l'aluminium dans les profils souhaités. L'un des composants clés d'une presse d'extrusion est le cylindre de retrait, qui joue un rôle vital dans le fonctionnement de la presse. Dans cet article complet, nous explorerons les matériaux utilisés dans les cylindres de repassement de la presse en aluminium, leurs propriétés et pourquoi ils sont choisis pour cette application critique.
Le rôle des cylindres de retrait dans les presses d'extrusion en aluminium
Les cylindres de retrait, également connus sous le nom de cylindres de retour, sont des cylindres hydrauliques chargés de renvoyer le RAM de la presse à sa position up 'après le processus d'extrusion. Ils sont cruciaux pour maintenir la précision du niveau du plateau en mouvement sur les traits vers le bas et le retour. [5]
Ces cylindres doivent maintenir un niveau élevé de précision, en gardant généralement le niveau de plaque mobile à moins de 0,001 pouce tout au long de la plage de voyage. De plus, ils sont conçus pour nécessiter un entretien minimal, et des mesures sont prises pour empêcher les fuites d'huile qui pourraient contaminer le produit extrudé. [5]
Exigences des matériaux clés pour les cylindres de retrait
Les matériaux utilisés dans les cylindres de retrait doivent posséder des propriétés spécifiques pour résister aux conditions exigeantes du processus d'extrusion:
1. Force élevée pour résister aux pressions extrêmes
2. Excellente résistance à l'usure
3. Résistance à la corrosion
4. Stabilité thermique
5. Bonne machinabilité pour une fabrication précise
Lors de la sélection des matériaux pour des composants de presse d'extrusion en aluminium, y compris des cylindres de retrait, plusieurs facteurs doivent être pris en compte:
1. Température de fonctionnement: le matériau doit maintenir sa résistance et sa stabilité dimensionnelle à des températures élevées impliquées dans l'extrusion d'aluminium.
2.
3. Résistance à l'usure: Le matériau doit résister à l'usure de l'utilisation et du contact répétés avec d'autres composants de presse.
4. Résistance à la corrosion: La résistance à la corrosion est cruciale, en particulier dans les environnements où le cylindre peut être exposé à des liquides de refroidissement ou à d'autres substances potentiellement corrosives.
5. Conductivité thermique: Une bonne conductivité thermique peut aider à gérer la chaleur pendant le processus d'extrusion.
6. Effectif: Bien que les performances soient cruciales, le choix matériel doit également être économiquement viable pour la production à grande échelle.
7. Machinabilité: Le matériau doit être relativement facile à machine aux spécifications précises requises pour les cylindres de glissière. [1]
Matériaux communs utilisés dans les cylindres de retrait
Explorons certains des matériaux les plus couramment utilisés dans les cylindres de repassement de la presse en aluminium:
1. Alloys en acier à haute résistance
Les alliages en acier à haute résistance sont parmi les matériaux les plus courants utilisés pour les cylindres à glissière. Ces alliages offrent une excellente force, une durabilité et une résistance à l'usure. Certains alliages d'acier populaires comprennent:
- 4140 ACTEUR: Cet acier en alliage chromium-molybdène offre une forte résistance et une bonne ténacité. Il est souvent utilisé dans les applications nécessitant une résistance à la contrainte élevée.
- 4340 Acier: connu pour sa résistance et sa ténacité supérieures, 4340 L'acier est idéal pour les composants soumis à des charges à forte contrainte et à choc.
- H13 ATTEAU D'OUTIL: Cet acier à outils à chaud est connu pour son excellente résistance à la fatigue thermique et à la résistance à haute température, ce qui le rend adapté aux cylindres de glissière dans les processus d'extrusion à haute température. [1]
2. Areal inoxydable
L'acier inoxydable est un autre excellent choix pour les cylindres à glissière en raison de sa résistance à la corrosion et de sa résistance élevée. Certaines classes en acier inoxydable appropriées comprennent:
- 17-4 PH en acier inoxydable: cet acier inoxydable durcissant les précipitations offre une forte résistance et une bonne résistance à la corrosion.
- 316 ACTEUR INOXED: connu pour son excellente résistance à la corrosion et sa bonne résistance à des températures élevées, 316 en acier inoxydable convient aux cylindres à glissière dans des environnements corrosifs. [1]
3. Alloys à base de nickel
Pour une résistance à la température et à la corrosion extrêmes, les alliages à base de nickel peuvent être un excellent choix pour les cylindres à glissière:
- Inconel 718: Cet alliage de nickel-chrome offre une résistance exceptionnelle et une résistance à la corrosion à des températures élevées, ce qui le rend adapté aux processus d'extrusion à haute température.
- Hastelloy C-276: connu pour sa résistance à la corrosion exceptionnelle, Hastelloy C-276 peut être utilisé dans les cylindres de diaporne pour les presses d'extrusion fonctionnant dans des environnements hautement corrosifs. [1]
4. Alloys en titane
Bien que moins courants en raison de leur coût plus élevé, les alliages de titane peuvent offrir des avantages uniques pour les cylindres de glissière:
- TI-6AL-4V: Cet alliage de titane offre un excellent rapport force / poids et une bonne résistance à la corrosion. Il peut être bénéfique dans les applications où la réduction du poids est cruciale. [1]
5. Matériaux composites avancés
Ces dernières années, des matériaux composites avancés ont été explorés pour être utilisés dans les composants de la presse à extrusion, y compris les cylindres de diapositive:
- Polymères renforcés en fibre de carbone (CFRP): Ces matériaux offrent une résistance et une rigidité élevées tout en étant considérablement plus légers que les métaux traditionnels. Ils peuvent être conçus pour résister à des températures et des pressions élevées.
- Composites matriciels en céramique (CMC): Ces matériaux avancés offrent d'excellentes performances à haute température et une résistance à l'usure, ce qui en fait des candidats potentiels pour de futures applications de cylindre de diaporne. [1]
Processus de fabrication pour les cylindres de recul
Le processus de fabrication des cylindres de retrait de la presse à extrusion en aluminium est crucial pour assurer leur performance et leur longévité. Voici quelques étapes clés:
1. Sélection du matériau: En fonction des exigences spécifiques de la presse d'extrusion, le matériau approprié est choisi.
2. Forgeage ou moulage: La forme de base du cylindre se forme à travers des processus de forgeage ou de coulée.
3. Usinage: l'usinage de précision est utilisé pour atteindre les dimensions requises et la finition de surface.
4. Traitement thermique: Des processus de traitement thermique sont appliqués pour améliorer les propriétés du matériau.
5. Traitement de surface: Divers traitements de surface peuvent être appliqués pour améliorer l'usure et la résistance à la corrosion.
Importance de la maintenance appropriée
Pour garantir la longévité et les performances optimales des cylindres de retrait de la presse à extrusion d'aluminium, une maintenance appropriée est cruciale. L'analyse régulière de l'huile et l'utilisation de la technologie de centrifugeuse peuvent réduire considérablement les métaux d'usure, prolongeant la durée de vie des composants hydrauliques. Les analyses d'huile des clients de la centrifugeuse montrent une réduction des métaux d'usure au point où il y a un minimum ou pas d'usure sur les pompes. Cette diminution significative des métaux d'usure peut augmenter la durée de vie des nouvelles pompes de deux à quatre fois, et prolonger également la durée de vie opérationnelle des pompes utilisées. [3]
De plus, les sociétés d'extrusion devraient aligner leurs Rams de retraits autant que chaque semaine (de préférence par alignement laser). Cet alignement prolongera également la durée de vie de leur équipement hydraulique et de ses pièces produites également. [3]
Tendances futures des matériaux de cylindre de retrait
À mesure que la technologie progresse, nous pouvons nous attendre à voir de nouveaux matériaux et des processus de fabrication pour les cylindres de retrait de la presse en aluminium. Certaines tendances futures potentielles comprennent:
1. Matériaux nano-ingénients avec des propriétés améliorées
2. Matériaux hybrides combinant les avantages de différents types de matériaux
3. Techniques de fabrication additive pour les conceptions de cylindres complexes
4. Matériaux intelligents avec des propriétés d'auto-guérison ou d'auto-lubrification
Considérations environnementales
À mesure que la durabilité devient de plus en plus importante dans la fabrication, le choix des matériaux pour les cylindres de retrait doit également prendre en compte les facteurs environnementaux. Cela comprend:
1. Recyclabilité des matériaux
2. Efficacité énergétique dans les processus de fabrication
3. Réduction des émissions nocives pendant la production et l'utilisation
4. Longévité et durabilité pour réduire les déchets
Études de cas: performance matérielle dans les applications du monde réel
Pour mieux comprendre les performances de différents matériaux dans les cylindres de retrait de la presse en aluminium, regardons certaines études de cas:
Étude de cas 1: acier à haute résistance en production à haut volume
Une grande installation d'extrusion en aluminium a mis en place 4340 cylindres de retrait en acier dans leur presse de 14 000 tonnes. Les Rams d'extrusion progressent de 4,7 pouces et reviennent à 4,5 po / sec. Le RAM principal a un impressionnant 65 pouces. alésage et 13,4 pieds de pied. Deux Rams latéraux ont des alésages de 48 pouces et des accidents vasculaires cérébraux de 13,4 pieds, tandis que deux RAM de retour comportent 16 pouces. alésages et le même coup. [2] Après deux ans de fonctionnement, les cylindres ont montré une usure minimale et ont maintenu d'excellentes performances, démontrant la durabilité de l'acier à haute résistance dans des conditions exigeantes.
Étude de cas 2: acier inoxydable dans des environnements corrosifs
Une usine d'extrusion côtière en aluminium a choisi 316 en acier inoxydable pour leurs cylindres de retrait en raison de l'air marin corrosif. Après cinq ans de fonctionnement, les cylindres ont montré une résistance à la corrosion supérieure par rapport à leurs précédents cylindres en acier en carbone, entraînant une réduction des coûts d'entretien et une amélioration de la fiabilité.
Étude de cas 3: alliages de titane dans les applications critiques de poids
Une installation d'extrusion aérospatiale spécialisée a mis en œuvre des cylindres de retrait en alliage titane TI-6AL-4V dans leur presse de haute précision. La réduction du poids a permis des temps de cycle plus rapides et une amélioration de l'efficacité énergétique, compensant le coût initial plus élevé du matériau.
Le rôle de l'hydraulique dans les performances du cylindre de retrait
Le système hydraulique joue un rôle crucial dans les performances des cylindres de retrait. Dans les pressions d'extrusion modernes, les quatre pompes principales, qui fonctionnent les cylindres d'extrusion, sont souvent des pompes à déplacement variable. Chacun peut avoir un flux de conception allant jusqu'à 150 gpm. Le système comprend à la fois la vitesse en boucle fermée et le contrôle de la pression, assurant un fonctionnement précis des cylindres de retrait. [2]
Le processus d'extrusion et la fonction du cylindre de retrait
Pour apprécier pleinement le rôle des cylindres de retrait, il est important de comprendre l'ensemble du processus d'extrusion:
Le processus d'extrusion peut être comparé au dentifrice compressant à partir d'un tube. Le flux continu de dentifrice prend la forme de la pointe ronde, tout comme une extrusion d'aluminium prend la forme de la filière. En modifiant la pointe ou la mort, différents profils d'extrusion peuvent être formés. Si vous deviez aplatir l'ouverture du tube de dentifrice, un ruban plat de dentifrice émergerait. À l'aide d'une puissante presse hydraulique qui peut exercer de 100 tonnes à 15 000 tonnes de pression, l'aluminium peut être extrudé dans à peu près n'importe quelle forme imaginable. [4]
Le processus suit généralement ces étapes:
1. Une matrice est coulée à partir de la coupe transversale de la forme que vous souhaitez créer.
2. Les billettes en aluminium sont chauffées dans une fournaise à environ 750 à 925 ° F, le point où l'aluminium devient un solide doux.
3. Une fois à la température souhaitée, le charbon ou le lubrifiant est appliqué à la billette et à la RAM pour empêcher les pièces de rester ensemble, et la billette est transférée dans un récipient de presse à extrusion en acier.
4. La RAM applique une pression à la billette, la poussant à travers le conteneur et à travers la filière. Le métal doux mais solide est pressé à travers l'ouverture de la matrice et sort de la presse.
5. Une autre billette est chargée et soudée à la précédente, et le processus se poursuit. Des formes complexes peuvent émerger de la pression d'extrusion aussi lentement qu'un pied par minute. Des formes plus simples peuvent émerger aussi rapidement que 200 pieds par minute. [4]
Les cylindres de retrait entrent en jeu une fois l'extrusion terminée, rétractant le RAM à sa position de départ pour le cycle suivant.
Conclusion
Le choix des matériaux pour les cylindres de retrait de la presse en aluminium est un facteur critique des performances, de l'efficacité et de la longévité du processus d'extrusion. Les alliages en acier à haute résistance, l'acier inoxydable, les alliages à base de nickel, les alliages de titane et les matériaux composites avancés offrent chacun des avantages uniques en fonction des exigences spécifiques de l'opération d'extrusion.
Alors que la technologie continue de progresser, nous pouvons nous attendre à voir de nouveaux matériaux et des processus de fabrication qui amélioreront encore les performances des cylindres de retrait. Cependant, quel que soit le matériau choisi, la maintenance et l'alignement appropriés restent cruciaux pour les performances et la longévité optimales.
L'industrie de l'extrusion en aluminium continue d'évoluer, tirée par des demandes d'efficacité, de précision et de durabilité plus élevées. En sélectionnant soigneusement les matériaux pour des composants critiques comme les cylindres de retrait, les fabricants peuvent s'assurer qu'ils répondent à ces demandes tout en maintenant la rentabilité et la fiabilité de leurs opérations.
Questions fréquemment posées (FAQ)
1. Quelle est la fonction principale des cylindres de retrait dans une presse d'extrusion en aluminium?
Les cylindres de retrait, également appelés cylindres de retour, sont responsables de la rétraction de la RAM de la presse à sa position de départ une fois le processus d'extrusion terminé. Ils jouent un rôle crucial dans le maintien de la précision et de l'efficacité du cycle d'extrusion.
2. Pourquoi la sélection des matériaux est-elle importante pour les cylindres de retrait de la presse en aluminium?
Le choix du matériau pour les cylindres de retrait est essentiel car ces composants doivent résister à des pressions extrêmes, des températures élevées et des cycles de contrainte répétés. Le bon matériau assure la longévité, la précision et la fiabilité du processus d'extrusion.
3. Quels sont les matériaux les plus courants utilisés dans les cylindres de retrait de la presse en aluminium?
Les matériaux les plus courants comprennent des alliages en acier à haute résistance (tels que 4140 et 4340 en acier), de l'acier inoxydable (comme 316 en acier inoxydable) et des alliages à base de nickel (tels que Inconel 718). Chaque matériau offre différents avantages en termes de résistance, de résistance à la corrosion et de stabilité thermique.
4. Comment la maintenance appropriée affecte-t-elle les performances des cylindres de retrait?
L'entretien régulier, y compris l'analyse de l'huile, la technologie de centrifugeuse pour le nettoyage d'huile et l'alignement approprié, peut prolonger considérablement la durée de vie des cylindres de retrait. Il aide à réduire l'usure, à prévenir la contamination et à garantir des performances cohérentes au fil du temps.
5. Quelles tendances futures pouvons-nous nous attendre dans les matériaux pour les cylindres de retrait de la presse en aluminium?
Les tendances futures peuvent inclure l'utilisation de matériaux nano-ingénients, des matériaux hybrides combinant les avantages de différents types de matériaux, des techniques de fabrication avancées comme la fabrication additive et le développement de matériaux intelligents avec des propriétés auto-cicatrisantes ou auto-lubrifiantes.
Citations:
[1] https://www.yjing-extrusion.com/what-are-the-best-materials-for-aluminum-extrusion-press-de-slide-cylinders.html
[2] https://www.powermotiontech.com/applications/machine-tools/article/21884926/german-ww2-press-gets-a-new-life-in-the-us
[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-aluminim-extrusion-process-in-10-steps-video-clips/
[7] https://members.aec.org/store/viewproduct.aspx?id=5646384
[8] https://www.gabrian.com/what-is-aluminim-extrusion-process/
[9] https://bonnellaluminum.com/tech-info-resources/aluminum-extrusion-process/
