伝言を残す
近い
サイトを選択してください
グローバル
ソーシャルメディア
コンテンツメニュー
>> 1. 高強度合金鋼
>> 2. ステンレス鋼
>> 3. ニッケル基合金
>> 4. チタン合金
>> 5. 先端複合材料
● 環境への配慮
● ケーススタディ: 現実世界のアプリケーションにおける材料のパフォーマンス
>> ケーススタディ 3: 重量が重要な用途におけるチタン合金
● 結論
>> 1. アルミニウム押出プレスのプルバック シリンダーの主な機能は何ですか?
>> 2. アルミニウム押出プレスのプルバックシリンダーにとって材料の選択が重要なのはなぜですか?
>> 3. アルミニウム押出プレスのプルバックシリンダーに使用される最も一般的な材料は何ですか?
>> 4. 適切なメンテナンスはプルバックシリンダーの性能にどのような影響を与えますか?
>> 5. アルミ押出プレスのプルバックシリンダーの材料には今後どのような傾向が予想されますか?
● 引用:
アルミニウム押出成形 は、建設から自動車に至るまで、さまざまな業界で重要な製造プロセスです。このプロセスの中心となるのは、アルミニウムを所望のプロファイルに成形するために調和して動作する多数のコンポーネントを備えた複雑な機械である押出プレスです。押出プレスの重要なコンポーネントの 1 つはプルバック シリンダーであり、プレスの動作において重要な役割を果たします。この包括的な記事では、アルミニウム押出プレスのプルバック シリンダーに使用される材料、その特性、およびこの重要な用途にアルミニウムが選ばれる理由について説明します。
リターン シリンダーとも呼ばれるプルバック シリンダーは、押出プロセス後にプレス ラムを「上」位置に戻す役割を担う油圧シリンダーです。これらは、下降ストロークと戻りストロークの両方で移動プラテン レベルの精度を維持するために非常に重要です。[5]
これらのシリンダーは高レベルの精度を維持する必要があり、通常は移動範囲全体で移動プラテンのレベルを 0.001 インチ以内に維持します。さらに、メンテナンスが最小限で済むように設計されており、押出製品を汚染する可能性のある油漏れを防ぐための対策が講じられています [5]。
プルバック シリンダーに使用される材料は、押出プロセスの厳しい条件に耐えられる特定の特性を備えている必要があります。
1. 極圧に耐える高い強度
2. 優れた耐摩耗性
3. 耐食性
4. 熱安定性
5. 加工性が良く、精密な製造が可能
プルバック シリンダーを含むアルミニウム押出プレスのコンポーネントの材料を選択する場合は、いくつかの要素を考慮する必要があります。
1. 動作温度: 材料は、アルミニウム押出成形に伴う高温でも強度と寸法安定性を維持する必要があります。
2. 耐圧性: ダイスライドシリンダーは、押出プロセスに伴う巨大な圧力 (最大 15,000 トンに達する場合もあります) に耐える必要があります。
3. 耐摩耗性: 材料は、繰り返しの使用や他のプレス部品との接触による摩耗に耐える必要があります。
4. 耐食性: 耐食性は、特にシリンダーが冷却剤やその他の潜在的な腐食性物質にさらされる可能性のある環境では非常に重要です。
5. 熱伝導率: 良好な熱伝導率は、押出プロセス中の熱の管理に役立ちます。
6. 費用対効果: 性能は非常に重要ですが、材料の選択は大規模生産において経済的に実行可能なものでなければなりません。
7. 機械加工性: 材料は、ダイ スライド シリンダーに必要な正確な仕様に合わせて機械加工することが比較的容易である必要があります。[1]
アルミニウム押出プレスのプルバック シリンダーで最も一般的に使用される材料のいくつかを見てみましょう。
高張力鋼合金は、ダイスライドシリンダーに使用される最も一般的な材料の 1 つです。これらの合金は、優れた強度、耐久性、耐磨耗性を備えています。一般的な鋼合金には次のようなものがあります。
- 4140 スチール: このクロムモリブデン合金鋼は、高強度と優れた靭性を備えています。高い応力耐性が要求される用途によく使用されます。
- 4340 スチール: 優れた強度と靭性で知られる 4340 スチールは、高い応力や衝撃荷重にさらされるコンポーネントに最適です。
- H13 工具鋼: この熱間工具鋼は、熱疲労に対する優れた耐性と高温強度で知られており、高温押出プロセスのダイ スライド シリンダーに適しています [1]。
ステンレス鋼も、耐食性と強度が高いため、ダイスライドシリンダーに最適な選択肢です。適切なステンレス鋼グレードには次のものがあります。
- 17-4 PH ステンレス鋼: この析出硬化型ステンレス鋼は、高強度と優れた耐食性を備えています。
- 316 ステンレス鋼: 優れた耐食性と高温での優れた強度で知られる 316 ステンレス鋼は、腐食環境でのダイ スライド シリンダーに適しています。[1]
極端な温度と耐食性の点で、ニッケルベースの合金はダイ スライド シリンダーに最適な選択肢となります。
- インコネル 718: このニッケルクロム合金は、高温での優れた強度と耐食性を備え、高温押出プロセスに適しています。
- ハステロイ C-276: 優れた耐食性で知られるハステロイ C-276 は、腐食性の高い環境で動作する押出プレスのダイスライド シリンダーに使用できます。
チタン合金はコストが高いためあまり一般的ではありませんが、ダイ スライド シリンダーに次のような独特の利点をもたらします。
- Ti-6Al-4V: このチタン合金は、優れた強度重量比と優れた耐食性を備えています。軽量化が重要な用途では有益です[1]。
近年、ダイスライドシリンダーなどの押出プレスコンポーネントでの使用を目的とした高度な複合材料が研究されています。
- 炭素繊維強化ポリマー (CFRP): これらの材料は、従来の金属よりも大幅に軽量でありながら、高い強度と剛性を提供します。高温や高圧に耐えるように設計することができます。
- セラミック マトリックス複合材料 (CMC): これらの先進的な材料は、優れた高温性能と耐摩耗性を備えており、将来のダイ スライド シリンダー用途の潜在的な候補となっています。
アルミニウム押出プレスのプルバック シリンダーの製造プロセスは、その性能と寿命を確保するために非常に重要です。以下にいくつかの重要な手順を示します。
1. 材料の選択: 押出プレスの特定の要件に基づいて、適切な材料が選択されます。
2. 鍛造または鋳造：シリンダーの基本形状は鍛造または鋳造プロセスによって形成されます。
3. 機械加工：必要な寸法と表面仕上げを実現するために精密機械加工が使用されます。
4. 熱処理：材料の特性を高めるために熱処理プロセスが適用されます。
5. 表面処理: 耐摩耗性と耐食性を向上させるために、さまざまな表面処理が適用される場合があります。
アルミニウム押出プレスのプルバックシリンダーの寿命と最適な性能を確保するには、適切なメンテナンスが重要です。定期的なオイル分析と遠心分離技術の使用により、摩耗金属を大幅に削減し、油圧コンポーネントの寿命を延ばすことができます。遠心分離機の顧客からのオイル分析では、ポンプの摩耗が最小限またはまったくなくなるまで摩耗金属が減少していることが示されています。この摩耗金属の大幅な減少により、新しいポンプの寿命が 2 ～ 4 倍に延び、同様に使用済みポンプの動作寿命も延長されます [3]。
さらに、押出成形会社は、プルバック ラムの位置を毎週できるだけ調整する必要があります (できればレーザー位置調整によって)。この調整により、油圧機器とその製造部品の寿命も延長されます [3]。
技術の進歩に伴い、アルミニウム押出プレスのプルバックシリンダー用の新しい材料や製造プロセスが登場することが期待されます。潜在的な将来の傾向には次のようなものがあります。
1. 特性を強化したナノ加工材料
2. 異なる素材の利点を組み合わせたハイブリッド素材
3. 複雑なシリンダー設計のための積層造形技術
4. 自己修復性や自己潤滑性を備えたスマートマテリアル
製造において持続可能性がますます重要になるにつれ、プルバックシリンダーの材料の選択には環境要因も考慮する必要があります。これには以下が含まれます。
1. 材料のリサイクル性
2. 製造工程におけるエネルギー効率の向上
3. 製造時および使用時における有害物質の排出量の削減
4. 長寿命と耐久性により廃棄物を削減
アルミニウム押出プレスのプルバック シリンダーのさまざまな材料のパフォーマンスをより深く理解するために、いくつかのケーススタディを見てみましょう。
大規模なアルミニウム押出施設では、14,000 トンのプレス機に 4,340 個の鋼製プルバック シリンダーが導入されました。押出ラムは 4.7 インチ/秒で進み、4.5 インチ/秒で戻ります。メインのラムは印象的な 65 インチです。ボアと13.4フィートのストローク。 2 つのラテラル ラムは 48 インチのボアと 13.4 フィートのストロークを備え、2 つのリターン ラムは 16 インチを備えています。ボアもストロークも同じです。[2] 2 年間の稼働後、シリンダーの摩耗は最小限に抑えられ、優れた性能を維持しました。これは、厳しい条件下での高張力鋼の耐久性を実証しました。
海岸沿いのアルミニウム押出工場では、腐食性の海気を考慮してプルバック シリンダーに 316 ステンレス鋼を選択しました。 5 年間の稼働後、このシリンダーは以前の炭素鋼シリンダーと比較して優れた耐食性を示し、その結果、メンテナンスコストが削減され、信頼性が向上しました。
専門の航空宇宙押出施設では、高精度プレスに Ti-6Al-4V チタン合金プルバック シリンダーを導入しました。軽量化によりサイクルタイムが短縮され、エネルギー効率が向上し、材料の初期コストの上昇を相殺できました。
油圧システムはプルバックシリンダーの性能において重要な役割を果たします。最新の押出プレスでは、押出シリンダを操作する 4 つのメイン ポンプが可変容量サーボ制御ポンプであることがよくあります。それぞれの設計フローは最大 150 gpm にすることができます。このシステムには閉ループの速度制御と圧力制御の両方が含まれており、プルバック シリンダーの正確な動作を保証します。[2]
プルバック シリンダーの役割を十分に理解するには、押出プロセス全体を理解することが重要です。
押し出し成形プロセスは、チューブから歯磨き粉を絞り出すことに似ています。歯磨き粉の連続的な流れは、ちょうどアルミニウムの押し出し材が金型の形状をとるのと同じように、丸い先端の形状をとります。チップまたはダイを変更することにより、異なる押出プロファイルを形成できます。歯磨き粉のチューブの開口部を平らにすると、歯磨き粉の平らなリボンが現れます。 100 トンから 15,000 トンの圧力をかけることができる強力な油圧プレスを使用すると、アルミニウムを想像できるほぼあらゆる形状に押し出すことができます [4]。
このプロセスは通常、次の手順に従います。
1.作りたい形状の断面から金型を鋳造します。
2. アルミニウムのビレットは、炉内で約 750 ～ 925°F (アルミニウムが柔らかい固体になる温度) まで加熱されます。
3. 所望の温度になったら、部品がくっつかないようにスマットまたは潤滑剤をビレットとラムに塗布し、ビレットをスチール押出プレスのコンテナに移します。
4. ラムはビレットに圧力を加え、ビレットをコンテナとダイに押し込みます。柔らかいが固体の金属は、金型の開口部から絞り出され、プレスから排出されます。
5. 別のビレットがロードされて前のビレットに溶接され、プロセスが続行されます。複雑な形状は、毎分 1 フィートという速度で押出プレスから出てくることがあります。より単純な形状は、毎分 200 フィートという速さで出現する可能性があります。[4]
押し出しが完了するとプルバック シリンダーが作動し、ラムを次のサイクルの開始位置に後退させます。
アルミニウム押出プレスのプルバック シリンダーの材料の選択は、押出プロセスの性能、効率、寿命にとって重要な要素です。高張力鋼合金、ステンレス鋼、ニッケル基合金、チタン合金、および高度な複合材料は、それぞれ、押出加工の特定の要件に応じて独自の利点を提供します。
技術が進歩し続けるにつれて、プルバックシリンダーの性能をさらに向上させる新しい材料や製造プロセスが登場することが期待されます。ただし、選択した材料に関係なく、最適なパフォーマンスと寿命を維持するには、適切なメンテナンスと調整が依然として重要です。
アルミニウム押出業界は、より高い効率、精度、持続可能性への要求に牽引されて進化し続けています。プルバック シリンダーなどの重要なコンポーネントの材料を慎重に選択することで、メーカーは、コスト効率と運用の信頼性を維持しながら、これらの要求を確実に満たすことができます。
リターンシリンダーとも呼ばれるプルバックシリンダーは、押出プロセスの完了後にプレスラムを開始位置に後退させる役割を果たします。これらは、押出サイクルの精度と効率を維持する上で重要な役割を果たします。
プルバック シリンダーの材料の選択は、これらのコンポーネントが極度の圧力、高温、繰り返しの応力サイクルに耐える必要があるため、非常に重要です。適切な材料を使用すると、押出プロセスにおける寿命、精度、信頼性が保証されます。
最も一般的な材料には、高張力鋼合金 (4140 鋼や 4340 鋼など)、ステンレス鋼 (316 ステンレス鋼など)、ニッケルベースの合金 (インコネル 718 など) があります。各材料は、強度、耐食性、熱安定性の点で異なる利点をもたらします。
オイル分析、オイル洗浄のための遠心分離技術、適切な調整などの定期的なメンテナンスにより、プルバック シリンダーの寿命を大幅に延ばすことができます。摩耗を軽減し、汚染を防ぎ、長期にわたり一貫したパフォーマンスを保証します。
将来のトレンドには、ナノ加工材料の使用、さまざまな種類の材料の利点を組み合わせたハイブリッド材料、積層造形などの高度な製造技術、自己修復または自己潤滑特性を備えたスマート材料の開発などが含まれる可能性があります。
[1] https://www.yjing-extrusion.com/what-are-the-best-materials-for-aluminum-extrusion-press-die-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-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/
