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● O papel dos cilindros de tração nas prensas de extrusão de alumínio
● Requisitos de material -chave para cilindros de retração
● Materiais comuns usados em cilindros de retração
>> 1. Ligas de aço de alta resistência
>> 2. Aço inoxidável
>> 3. Ligas à base de níquel
>> 4. Ligas de titânio
>> 5. Materiais compostos avançados
● Processos de fabricação para cilindros de tração
● Importância de manutenção adequada
● Tendências futuras em materiais de cilindro de tração
● Considerações ambientais
● Estudos de caso: desempenho material em aplicações do mundo real
>> Estudo de caso 1: Aço de alta resistência em produção de alto volume
>> Estudo de caso 2: Aço inoxidável em ambientes corrosivos
>> Estudo de caso 3: ligas de titânio em aplicações críticas de peso
● O papel da hidráulica no desempenho do cilindro de tração
● O processo de extrusão e a função do cilindro de tração
● Conclusão
● Perguntas frequentes (FAQ)
>> 1. Qual é a função principal dos cilindros de tração em uma prensa de extrusão de alumínio?
>> 2. Por que a seleção de material é importante para os cilindros de extrusão de alumínio?
>> 3. Quais são os materiais mais comuns usados em cilindros de retração de extrusão de alumínio?
>> 4. Como a manutenção adequada afeta o desempenho dos cilindros de tração?
>> 5. Que tendências futuras podemos esperar nos materiais para extrusão de alumínio Pressione cilindros de retração?
● Citações:
A extrusão de alumínio é um processo de fabricação crucial em várias indústrias, da construção ao automotivo. No coração desse processo, está a imprensa de extrusão, uma máquina complexa com vários componentes trabalhando em harmonia para moldar o alumínio nos perfis desejados. Um dos componentes principais de uma prensa de extrusão é o cilindro de tração, que desempenha um papel vital na operação da imprensa. Neste artigo abrangente, exploraremos os materiais usados em cilindros de retração de extrusão de extrusão de alumínio, suas propriedades e por que eles são escolhidos para essa aplicação crítica.
O papel dos cilindros de tração nas prensas de extrusão de alumínio
Os cilindros de tração, também conhecidos como cilindros de retorno, são cilindros hidráulicos responsáveis por devolver o RAM da imprensa à sua posição 'up ' após o processo de extrusão. Eles são cruciais para manter a precisão do nível da placa em movimento, tanto para os golpes descendentes quanto de retorno. [5]
Esses cilindros devem manter um alto nível de precisão, normalmente mantendo o nível de placa em movimento dentro de 0,001 polegadas em toda a faixa de viagem. Além disso, eles são projetados para exigir manutenção mínima e são tomadas medidas para evitar vazamentos de óleo que possam contaminar o produto extrudado. [5]
Requisitos de material -chave para cilindros de retração
Os materiais utilizados nos cilindros de recuperação devem possuir propriedades específicas para suportar as condições exigentes do processo de extrusão:
1. Alta resistência para suportar pressões extremas
2. Excelente resistência ao desgaste
3. Resistência à corrosão
4. Estabilidade térmica
5. Boa usinabilidade para fabricação precisa
Ao selecionar materiais para os componentes da imprensa de extrusão de alumínio, incluindo cilindros de tração, vários fatores devem ser considerados:
1. Temperatura de operação: o material deve manter sua força e estabilidade dimensional nas altas temperaturas envolvidas na extrusão de alumínio.
2. Resistência à pressão: os cilindros de slides de matriz devem suportar as imensas pressões envolvidas no processo de extrusão, que podem atingir até 15.000 toneladas.
3. Resistência ao desgaste: o material deve resistir ao desgaste do uso repetido e contato com outros componentes da imprensa.
4. Resistência à corrosão: A resistência à corrosão é crucial, especialmente em ambientes onde o cilindro pode ser exposto a refrigerantes ou outras substâncias potencialmente corrosivas.
5. Condutividade térmica: boa condutividade térmica pode ajudar no gerenciamento do calor durante o processo de extrusão.
6. Custo-efetividade: Embora o desempenho seja crucial, a escolha do material também deve ser economicamente viável para a produção em larga escala.
7. Machinability: O material deve ser relativamente fácil de usinar para as especificações precisas necessárias para os cilindros de slides. [1]
Materiais comuns usados em cilindros de retração
Vamos explorar alguns dos materiais mais usados em cilindros de extrusão de extrusão de alumínio:
1. Ligas de aço de alta resistência
As ligas de aço de alta resistência estão entre os materiais mais comuns usados para cilindros de slides. Essas ligas oferecem excelente força, durabilidade e resistência ao desgaste. Algumas ligas de aço populares incluem:
- 4140 Aço: Este aço de liga de cromo-molibdênio oferece alta resistência e boa tenacidade. É frequentemente usado em aplicações que requerem alta resistência ao estresse.
- 4340 Aço: Conhecido por sua resistência e resistência superior, o aço 4340 é ideal para componentes sujeitos a cargas de alto estresse e choque.
-Aço da ferramenta H13: Este aço da ferramenta de trabalho a quente é conhecido por sua excelente resistência à fadiga térmica e força de alta temperatura, tornando-a adequada para cilindros de slides em processos de extrusão de alta temperatura. [1]
2. Aço inoxidável
O aço inoxidável é outra excelente opção para os cilindros de slides devido à sua resistência à corrosão e alta resistência. Alguns graus de aço inoxidável adequados incluem:
-17-4 Aço inoxidável pH: Este aço inoxidável de endurecimento por precipitação oferece alta resistência e boa resistência à corrosão.
- 316 Aço inoxidável: conhecido por sua excelente resistência à corrosão e boa força a temperaturas elevadas, 316 aço inoxidável é adequado para cilindros de lâmina de matriz em ambientes corrosivos. [1]
3. Ligas à base de níquel
Para temperatura extrema e resistência à corrosão, as ligas à base de níquel podem ser uma excelente opção para cilindros de slides:
-Inconel 718: Esta liga de níquel-cromo oferece resistência excepcional de resistência e corrosão a altas temperaturas, tornando-a adequada para processos de extrusão de alta temperatura.
-Hastelloy C-276: Conhecida por sua excelente resistência à corrosão, a Hastelloy C-276 pode ser usada em cilindros de slides para prensas de extrusão que operam em ambientes altamente corrosivos. [1]
4. Ligas de titânio
Embora menos comuns devido ao seu custo mais alto, as ligas de titânio podem oferecer benefícios exclusivos para os cilindros de slides:
-Ti-6Al-4V: Esta liga de titânio oferece uma excelente proporção de força / peso e boa resistência à corrosão. Pode ser benéfico nas aplicações em que a redução de peso é crucial. [1]
5. Materiais compostos avançados
Nos últimos anos, materiais compostos avançados foram explorados para uso em componentes da imprensa de extrusão, incluindo cilindros de slides:
- Polímeros reforçados com fibra de carbono (CFRP): Esses materiais oferecem alta resistência e rigidez, sendo significativamente mais leves que os metais tradicionais. Eles podem ser projetados para suportar altas temperaturas e pressões.
- Compostos de matriz cerâmica (CMCs): Esses materiais avançados oferecem excelente desempenho de alta temperatura e resistência ao desgaste, tornando-os candidatos em potencial para futuras aplicações de cilindros de slides. [1]
Processos de fabricação para cilindros de tração
O processo de fabricação para a extrusão de alumínio pressiona os cilindros de tração é crucial para garantir seu desempenho e longevidade. Aqui estão algumas etapas importantes:
1. Seleção de material: Com base nos requisitos específicos da imprensa de extrusão, o material apropriado é escolhido.
2. Forjamento ou fundição: A forma básica do cilindro é formada através de processos de forjamento ou fundição.
3. A usinagem: A usinagem de precisão é usada para atingir as dimensões necessárias e o acabamento da superfície.
4. Tratamento térmico: Os processos de tratamento térmico são aplicados para aprimorar as propriedades do material.
5. Tratamento da superfície: Vários tratamentos de superfície podem ser aplicados para melhorar a resistência ao desgaste e da corrosão.
Importância de manutenção adequada
Para garantir a longevidade e o desempenho ideal dos cilindros de extração de extrusão de alumínio, a manutenção adequada é crucial. A análise regular do petróleo e o uso da tecnologia de centrífuga podem reduzir significativamente os metais de desgaste, estendendo a vida útil dos componentes hidráulicos. As análises de petróleo de clientes de centrífuga mostram uma redução nos metais de desgaste até o ponto em que há um desgaste mínimo ou nenhum nas bombas. Essa diminuição significativa nos metais de desgaste pode aumentar a vida útil de novas bombas em duas a quatro vezes e prolongar da mesma forma a vida operacional das bombas usadas. [3]
Além disso, as empresas de extrusão devem alinhar seus Rams de recuo tanto quanto toda semana (de preferência pelo alinhamento a laser). Esse alinhamento também prolongará a vida útil de seus equipamentos hidráulicos e suas partes produzidas. [3]
Tendências futuras em materiais de cilindro de tração
À medida que a tecnologia avança, podemos esperar ver novos materiais e processos de fabricação para cilindros de retração de extrusão de alumínio. Algumas tendências futuras em potencial incluem:
1. Materiais de nano-engenharia com propriedades aprimoradas
2. Materiais híbridos combinando os benefícios de diferentes tipos de materiais
3. Técnicas de fabricação aditiva para projetos complexos de cilindros
4. Materiais inteligentes com propriedades auto-curativas ou auto-lubrificantes
Considerações ambientais
À medida que a sustentabilidade se torna cada vez mais importante na fabricação, a escolha de materiais para os cilindros de retração também deve considerar fatores ambientais. Isso inclui:
1. Reciclabilidade dos materiais
2. Eficiência energética nos processos de fabricação
3. Redução de emissões nocivas durante a produção e uso
4. Longevidade e durabilidade para reduzir o desperdício
Estudos de caso: desempenho material em aplicações do mundo real
Para entender melhor o desempenho de diferentes materiais em cilindros de extrusão de extrusão de alumínio, vejamos alguns estudos de caso:
Estudo de caso 1: Aço de alta resistência em produção de alto volume
Uma grande instalação de extrusão de alumínio implementou 4340 cilindros de retração de aço em sua imprensa de 14.000 toneladas. Os RAMS de extrusão avançam 4,7 em./sec e retornam a 4,5 pol./sec. O RAM principal tem um impressionante 65 pol. furo e golpe de 13,4 pés. Dois RAMs laterais têm furos de 48 pol e 13,4 pés, enquanto dois Rams retornam de 16 pol. Bores e o mesmo golpe. [2] Após dois anos de operação, os cilindros mostraram desgaste mínimo e mantiveram excelente desempenho, demonstrando a durabilidade do aço de alta resistência em condições exigentes.
Estudo de caso 2: Aço inoxidável em ambientes corrosivos
Uma planta de extrusão de alumínio costeira escolheu 316 aço inoxidável para seus cilindros de recuperação devido ao ar do mar corrosivo. Após cinco anos de operação, os cilindros apresentaram resistência superior à corrosão em comparação com seus cilindros anteriores de aço carbono, resultando em custos reduzidos de manutenção e melhor confiabilidade.
Estudo de caso 3: ligas de titânio em aplicações críticas de peso
Uma instalação de extrusão aeroespacial especializada implementou os cilindros de retração da liga de titânio Ti-6al-4V em sua imprensa de alta precisão. A redução de peso permitiu tempos de ciclo mais rápidos e maior eficiência energética, compensando o maior custo inicial do material.
O papel da hidráulica no desempenho do cilindro de tração
O sistema hidráulico desempenha um papel crucial no desempenho dos cilindros de tração. Nas prensas de extrusão modernas, as quatro bombas principais, que operam os cilindros de extrusão, são frequentemente bombas de servo-servo-controladas de deslocamento variável. Cada um pode ter um fluxo de design de até 150 gpm. O sistema inclui velocidade de circuito fechado e controle de pressão, garantindo a operação precisa dos cilindros de tração. [2]
O processo de extrusão e a função do cilindro de tração
Para apreciar plenamente o papel dos cilindros de tração, é importante entender todo o processo de extrusão:
O processo de extrusão pode ser comparado ao aperto de creme dental de um tubo. O fluxo contínuo de pasta de dente toma a forma da ponta redonda, assim como uma extrusão de alumínio assume a forma da matriz. Ao alterar a ponta ou a matriz, diferentes perfis de extrusão podem ser formados. Se você achatasse a abertura do tubo de pasta de dente, surgiria uma fita plana de pasta de dente. Com o auxílio de uma poderosa imprensa hidráulica que pode exercer de 100 toneladas a 15.000 toneladas de pressão, o alumínio pode ser extrudado em praticamente qualquer forma imaginável. [4]
O processo geralmente segue estas etapas:
1. Um dado é lançado a partir da seção transversal da forma que você deseja criar.
2. Os tarugos de alumínio são aquecidos em um forno a aproximadamente 750 a 925ºF, o ponto em que o alumínio se torna um sólido macio.
3. Uma vez na temperatura desejada, Smut ou lubrificante é aplicado ao tarugo e à RAM para impedir que as peças grudem e o tarugo é transferido para um recipiente de prensa de extrusão de aço.
4. O RAM aplica pressão ao tarugo, empurrando -o através do recipiente e através do dado. O metal macio, mas sólido, é espremido pela abertura no dado e sai da prensa.
5. Outro tarugo é carregado e soldado para o anterior, e o processo continua. Formas complexas podem emergir da prensa de extrusão tão lentamente quanto um pé por minuto. Formas mais simples podem emergir tão rapidamente quanto 200 pés por minuto. [4]
Os cilindros de tração entram em jogo depois que a extrusão estiver completa, retirando a RAM para sua posição inicial para o próximo ciclo.
Conclusão
A escolha de materiais para os cilindros de tração de extrusão de alumínio é um fator crítico no desempenho, eficiência e longevidade do processo de extrusão. Ligas de aço de alta resistência, aço inoxidável, ligas à base de níquel, ligas de titânio e materiais compósitos avançados oferecem vantagens únicas, dependendo dos requisitos específicos da operação de extrusão.
À medida que a tecnologia continua avançando, podemos esperar ver novos materiais e processos de fabricação que melhorarão ainda mais o desempenho dos cilindros de tração. No entanto, independentemente do material escolhido, a manutenção e o alinhamento adequados permanecem cruciais para o desempenho e a longevidade ideais.
A indústria de extrusão de alumínio continua a evoluir, impulsionada pelas demandas por maior eficiência, precisão e sustentabilidade. Ao selecionar cuidadosamente materiais para componentes críticos, como cilindros de tração, os fabricantes podem garantir que atendam a essas demandas, mantendo a relação custo-benefício e a confiabilidade em suas operações.
Perguntas frequentes (FAQ)
1. Qual é a função principal dos cilindros de tração em uma prensa de extrusão de alumínio?
Os cilindros de tração, também conhecidos como cilindros de retorno, são responsáveis por retrair a RAM da imprensa para sua posição inicial após a conclusão do processo de extrusão. Eles desempenham um papel crucial na manutenção da precisão e eficiência do ciclo de extrusão.
2. Por que a seleção de material é importante para os cilindros de extrusão de alumínio?
A escolha do material para os cilindros de retração é crítica porque esses componentes devem suportar pressões extremas, altas temperaturas e ciclos de estresse repetidos. O material certo garante longevidade, precisão e confiabilidade no processo de extrusão.
3. Quais são os materiais mais comuns usados em cilindros de retração de extrusão de alumínio?
Os materiais mais comuns incluem ligas de aço de alta resistência (como 4140 e 4340 aço), aço inoxidável (como 316 aço inoxidável) e ligas à base de níquel (como o Inconel 718). Cada material oferece benefícios diferentes em termos de força, resistência à corrosão e estabilidade térmica.
4. Como a manutenção adequada afeta o desempenho dos cilindros de tração?
A manutenção regular, incluindo análise de petróleo, tecnologia de centrífuga para limpeza de petróleo e alinhamento adequado, pode prolongar significativamente a vida útil dos cilindros de tração. Ajuda a reduzir o desgaste, impedir a contaminação e garantir o desempenho consistente ao longo do tempo.
5. Que tendências futuras podemos esperar nos materiais para extrusão de alumínio Pressione cilindros de retração?
As tendências futuras podem incluir o uso de materiais nano-engenheiros, materiais híbridos que combinam os benefícios de diferentes tipos de materiais, técnicas avançadas de fabricação, como fabricação aditiva, e o desenvolvimento de materiais inteligentes com propriedades auto-curativas ou auto-lubrificantes.
Citações:
[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-teps-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/
