एक्सट्रूज़न डाई की विफलता के रूप, कारण और जीवन में सुधार

1 परिचय

एल्यूमीनियम प्रोफ़ाइल एक्सट्रूज़न के लिए मोल्ड एक महत्वपूर्ण उपकरण है। प्रोफ़ाइल एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान, मोल्ड को उच्च तापमान, उच्च दबाव और उच्च घर्षण का सामना करने की आवश्यकता होती है। लंबे समय तक उपयोग के दौरान, यह मोल्ड घिसाव, प्लास्टिक विरूपण और थकान क्षति का कारण बनेगा। गंभीर मामलों में, इससे फफूंदी टूट सकती है।

2. फफूंद के विफलता रूप और कारण

2.1 पहनने में विफलता

घिसाव मुख्य रूप है जो एक्सट्रूज़न डाई की विफलता का कारण बनता है, जिससे एल्यूमीनियम प्रोफाइल का आकार ख़राब हो जाएगा और सतह की गुणवत्ता में गिरावट आएगी। एक्सट्रूज़न के दौरान, एल्यूमीनियम प्रोफाइल स्नेहन प्रसंस्करण के बिना उच्च तापमान और उच्च दबाव के तहत एक्सट्रूज़न सामग्री के माध्यम से मोल्ड गुहा के खुले हिस्से से मिलते हैं। एक पक्ष सीधे कैलीपर स्ट्रिप के समतल से संपर्क करता है, और दूसरा पक्ष फिसल जाता है, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक घर्षण होता है। कैविटी की सतह और कैलीपर बेल्ट की सतह घिसाव और विफलता के अधीन हैं। उसी समय, मोल्ड की घर्षण प्रक्रिया के दौरान, कुछ बिलेट धातु मोल्ड की कामकाजी सतह से चिपक जाती है, जिससे मोल्ड की ज्यामिति बदल जाती है और इसका उपयोग नहीं किया जा सकता है, और इसे पहनने की विफलता के रूप में भी माना जाता है, जो है काटने वाले किनारे के पारित होने, गोल किनारों, समतल धँसने, सतह के खांचे, छीलने आदि के रूप में व्यक्त किया जाता है।

डाई घिसाव का विशिष्ट रूप कई कारकों से संबंधित है जैसे घर्षण प्रक्रिया की गति, जैसे डाई सामग्री और संसाधित बिलेट की रासायनिक संरचना और यांत्रिक गुण, डाई और बिलेट की सतह खुरदरापन, और दबाव, एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान तापमान और गति। एल्यूमीनियम एक्सट्रूज़न मोल्ड का घिसाव मुख्य रूप से थर्मल घिसाव है, थर्मल घिसाव घर्षण के कारण होता है, बढ़ते तापमान के कारण धातु की सतह नरम हो जाती है और मोल्ड कैविटी की सतह आपस में जुड़ जाती है। उच्च तापमान पर मोल्ड गुहा की सतह को नरम करने के बाद, इसका पहनने का प्रतिरोध काफी कम हो जाता है। थर्मल घिसाव की प्रक्रिया में, तापमान थर्मल घिसाव को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक है। तापमान जितना अधिक होगा, थर्मल घिसाव उतना ही अधिक गंभीर होगा।

2.2 प्लास्टिक विरूपण

एल्यूमीनियम प्रोफ़ाइल एक्सट्रूज़न डाई का प्लास्टिक विरूपण डाई धातु सामग्री की उपज प्रक्रिया है।

चूंकि एक्सट्रूज़न डाई लंबे समय तक काम करते समय उच्च तापमान, उच्च दबाव और एक्सट्रूडेड धातु के साथ उच्च घर्षण की स्थिति में होती है, इसलिए डाई की सतह का तापमान बढ़ जाता है और नरम हो जाता है।

बहुत अधिक लोड की स्थिति में, बड़ी मात्रा में प्लास्टिक विरूपण होगा, जिससे कार्य बेल्ट ढह जाएगा या एक दीर्घवृत्त बन जाएगा, और उत्पादित उत्पाद का आकार बदल जाएगा। यहां तक ​​कि अगर मोल्ड दरारें उत्पन्न नहीं करता है, तो भी यह विफल हो जाएगा क्योंकि एल्यूमीनियम प्रोफ़ाइल की आयामी सटीकता की गारंटी नहीं दी जा सकती है।

इसके अलावा, एक्सट्रूज़न डाई की सतह बार-बार गर्म करने और ठंडा करने के कारण होने वाले तापमान के अंतर के अधीन होती है, जो सतह पर तनाव और संपीड़न के वैकल्पिक थर्मल तनाव पैदा करती है। साथ ही, माइक्रोस्ट्रक्चर भी अलग-अलग डिग्री में परिवर्तनों से गुजरता है। इस संयुक्त प्रभाव के तहत, मोल्ड घिसाव और सतह प्लास्टिक विरूपण होगा।

2.3 थकान क्षति

थर्मल थकान क्षति भी मोल्ड विफलता के सबसे सामान्य रूपों में से एक है। जब गर्म एल्यूमीनियम रॉड एक्सट्रूज़न डाई की सतह के संपर्क में आती है, तो एल्यूमीनियम रॉड की सतह का तापमान आंतरिक तापमान की तुलना में बहुत तेजी से बढ़ता है, और विस्तार के कारण सतह पर संपीड़न तनाव उत्पन्न होता है।

इसी समय, तापमान में वृद्धि के कारण मोल्ड सतह की उपज शक्ति कम हो जाती है। जब दबाव में वृद्धि संबंधित तापमान पर सतह धातु की उपज शक्ति से अधिक हो जाती है, तो सतह पर प्लास्टिक संपीड़न तनाव दिखाई देता है। जब प्रोफ़ाइल मोल्ड छोड़ती है, तो सतह का तापमान कम हो जाता है। लेकिन जब प्रोफ़ाइल के अंदर का तापमान अभी भी अधिक होगा, तो तन्य तनाव बनेगा।

इसी प्रकार, जब तन्य तनाव में वृद्धि प्रोफ़ाइल सतह की उपज ताकत से अधिक हो जाती है, तो प्लास्टिक तन्य तनाव उत्पन्न होगा। जब मोल्ड का स्थानीय तनाव लोचदार सीमा से अधिक हो जाता है और प्लास्टिक तनाव क्षेत्र में प्रवेश करता है, तो छोटे प्लास्टिक तनाव के क्रमिक संचय से थकान दरारें बन सकती हैं।

इसलिए, मोल्ड की थकान क्षति को रोकने या कम करने के लिए, उपयुक्त सामग्रियों का चयन किया जाना चाहिए और एक उचित ताप उपचार प्रणाली अपनाई जानी चाहिए। साथ ही, साँचे के उपयोग के माहौल में सुधार पर भी ध्यान दिया जाना चाहिए।

2.4 मोल्ड का टूटना

वास्तविक उत्पादन में, साँचे के कुछ हिस्सों में दरारें फैल जाती हैं। एक निश्चित सेवा अवधि के बाद, छोटी दरारें उत्पन्न होती हैं और धीरे-धीरे गहराई में विस्तारित होती हैं। दरारें एक निश्चित आकार तक विस्तारित होने के बाद, मोल्ड की भार-वहन क्षमता गंभीर रूप से कमजोर हो जाएगी और फ्रैक्चर का कारण बनेगी। या फिर मोल्ड के मूल ताप उपचार और प्रसंस्करण के दौरान माइक्रोक्रैक पहले ही आ चुके हैं, जिससे मोल्ड का विस्तार करना आसान हो जाता है और उपयोग के दौरान जल्दी दरारें पड़ जाती हैं।

डिजाइन के संदर्भ में, विफलता का मुख्य कारण मोल्ड ताकत डिजाइन और संक्रमण पर पट्टिका त्रिज्या का चयन है। विनिर्माण के संदर्भ में, मुख्य कारण सामग्री का पूर्व-निरीक्षण और प्रसंस्करण के दौरान सतह की खुरदरापन और क्षति पर ध्यान देना, साथ ही गर्मी उपचार और सतह उपचार की गुणवत्ता का प्रभाव है।

उपयोग के दौरान, मोल्ड प्रीहीटिंग, एक्सट्रूज़न अनुपात और पिंड तापमान के नियंत्रण के साथ-साथ एक्सट्रूज़न गति और धातु विरूपण प्रवाह के नियंत्रण पर ध्यान दिया जाना चाहिए।

3. साँचे में जीवन का सुधार

एल्यूमीनियम प्रोफाइल के उत्पादन में, मोल्ड लागत प्रोफ़ाइल एक्सट्रूज़न उत्पादन लागत का एक बड़ा हिस्सा है।

साँचे की गुणवत्ता भी सीधे उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित करती है। चूंकि प्रोफ़ाइल एक्सट्रूज़न उत्पादन में एक्सट्रूज़न मोल्ड की कामकाजी स्थितियां बहुत कठोर हैं, इसलिए डिज़ाइन और सामग्री चयन से लेकर मोल्ड के अंतिम उत्पादन और उसके बाद के उपयोग और रखरखाव तक मोल्ड को सख्ती से नियंत्रित करना आवश्यक है।

विशेष रूप से उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, मोल्ड की सेवा जीवन को बढ़ाने और उत्पादन लागत को कम करने के लिए मोल्ड में उच्च तापीय स्थिरता, थर्मल थकान, थर्मल पहनने का प्रतिरोध और पर्याप्त कठोरता होनी चाहिए।

3.1 मोल्ड सामग्री का चयन

एल्युमीनियम प्रोफाइल की एक्सट्रूज़न प्रक्रिया एक उच्च तापमान, उच्च-लोड प्रसंस्करण प्रक्रिया है, और एल्युमीनियम एक्सट्रूज़न डाई बहुत कठोर उपयोग स्थितियों के अधीन है।

एक्सट्रूज़न डाई उच्च तापमान के अधीन है, और स्थानीय सतह का तापमान 600 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। एक्सट्रूज़न डाई की सतह को बार-बार गर्म और ठंडा किया जाता है, जिससे थर्मल थकान होती है।

एल्यूमीनियम मिश्र धातु को बाहर निकालते समय, मोल्ड को उच्च संपीड़न, झुकने और कतरनी तनाव का सामना करना पड़ता है, जिससे चिपकने वाला घिसाव और घर्षण घिसाव होता है।

एक्सट्रूज़न डाई की कार्यशील स्थितियों के आधार पर, सामग्री के आवश्यक गुण निर्धारित किए जा सकते हैं।

सबसे पहले, सामग्री में अच्छा प्रक्रिया प्रदर्शन होना आवश्यक है। सामग्री को गलाना, बनाना, प्रक्रिया करना और ताप उपचार करना आसान होना चाहिए। इसके अलावा, सामग्री में उच्च शक्ति और उच्च कठोरता होनी चाहिए। एक्सट्रूज़न डाई आमतौर पर उच्च तापमान और उच्च दबाव में काम करते हैं। एल्यूमीनियम मिश्र धातु को बाहर निकालते समय, कमरे के तापमान पर डाई सामग्री की तन्य शक्ति 1500MPa से अधिक होनी आवश्यक है।

इसमें उच्च ताप प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, यानी एक्सट्रूज़न के दौरान उच्च तापमान पर यांत्रिक भार का विरोध करने की क्षमता। तनाव की स्थिति या प्रभाव भार के तहत मोल्ड को भंगुर फ्रैक्चर से बचाने के लिए सामान्य तापमान और उच्च तापमान पर उच्च प्रभाव क्रूरता और फ्रैक्चर क्रूरता मूल्यों की आवश्यकता होती है।

इसमें उच्च पहनने के प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, अर्थात, सतह में लंबे समय तक उच्च तापमान, उच्च दबाव और खराब स्नेहन के तहत पहनने का विरोध करने की क्षमता होती है, खासकर जब एल्यूमीनियम मिश्र धातु को बाहर निकाला जाता है, तो इसमें धातु के आसंजन और पहनने का विरोध करने की क्षमता होती है।

उपकरण के पूरे क्रॉस सेक्शन में उच्च और समान यांत्रिक गुणों को सुनिश्चित करने के लिए अच्छी कठोरता की आवश्यकता होती है।

टूल मोल्ड की कामकाजी सतह से गर्मी को जल्दी से खत्म करने के लिए उच्च तापीय चालकता की आवश्यकता होती है ताकि स्थानीय ओवरबर्निंग या एक्सट्रूडेड वर्कपीस और मोल्ड की यांत्रिक शक्ति के अत्यधिक नुकसान को रोका जा सके।

इसमें बार-बार होने वाले चक्रीय तनाव के प्रति मजबूत प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, यानी समय से पहले थकान से होने वाले नुकसान को रोकने के लिए इसे उच्च स्थायी ताकत की आवश्यकता होती है। इसमें कुछ संक्षारण प्रतिरोध और अच्छी नाइट्रिडेबिलिटी गुण भी होने चाहिए।

3.2 साँचे का उचित डिज़ाइन

साँचे का उचित डिज़ाइन इसकी सेवा जीवन को बढ़ाने का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। एक सही ढंग से डिज़ाइन की गई मोल्ड संरचना को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि सामान्य उपयोग की स्थितियों के तहत प्रभाव टूटने और तनाव एकाग्रता की कोई संभावना नहीं है। इसलिए, सांचे को डिजाइन करते समय, प्रत्येक भाग पर तनाव को समान बनाने का प्रयास करें, और अत्यधिक तनाव एकाग्रता से बचने के लिए तेज कोनों, अवतल कोनों, दीवार की मोटाई में अंतर, सपाट चौड़ी पतली दीवार अनुभाग आदि से बचने पर ध्यान दें। फिर, उपयोग के दौरान गर्मी उपचार विरूपण, क्रैकिंग और भंगुर फ्रैक्चर या प्रारंभिक गर्म क्रैकिंग का कारण बनता है, जबकि मानकीकृत डिजाइन मोल्ड के भंडारण और रखरखाव के आदान-प्रदान के लिए भी अनुकूल है।

3.3 ताप उपचार और सतह उपचार की गुणवत्ता में सुधार करें

एक्सट्रूज़न डाई का सेवा जीवन काफी हद तक गर्मी उपचार की गुणवत्ता पर निर्भर करता है। इसलिए, उन्नत ताप उपचार विधियों और ताप उपचार प्रक्रियाओं के साथ-साथ सख्त और सतह को मजबूत करने वाले उपचार मोल्ड के सेवा जीवन को बेहतर बनाने के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं।

साथ ही, ताप उपचार दोषों को रोकने के लिए ताप उपचार और सतह को मजबूत करने की प्रक्रियाओं को सख्ती से नियंत्रित किया जाता है। शमन और तड़के की प्रक्रिया के मापदंडों को समायोजित करना, पूर्व-उपचार, स्थिरीकरण उपचार और तड़के की संख्या में वृद्धि करना, तापमान नियंत्रण, ताप और शीतलन की तीव्रता पर ध्यान देना, नए शमन मीडिया का उपयोग करना और नई प्रक्रियाओं और नए उपकरणों का अध्ययन करना जैसे कि उपचार को मजबूत करना और सख्त करना और विभिन्न सतह को मजबूत करना। उपचार, साँचे की सेवा जीवन में सुधार के लिए अनुकूल हैं।

3.4 मोल्ड निर्माण की गुणवत्ता में सुधार करें

सांचों के प्रसंस्करण के दौरान, सामान्य प्रसंस्करण विधियों में यांत्रिक प्रसंस्करण, तार काटना, विद्युत निर्वहन प्रसंस्करण आदि शामिल हैं। मोल्ड प्रसंस्करण प्रक्रिया में यांत्रिक प्रसंस्करण एक अनिवार्य और महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। यह न केवल साँचे के स्वरूप के आकार को बदलता है, बल्कि प्रोफ़ाइल की गुणवत्ता और साँचे की सेवा जीवन को भी सीधे प्रभावित करता है।

डाई होल को तार से काटना मोल्ड प्रसंस्करण में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया विधि है। यह प्रसंस्करण दक्षता और प्रसंस्करण सटीकता में सुधार करता है, लेकिन यह कुछ विशेष समस्याएं भी लाता है। उदाहरण के लिए, यदि वायर कटिंग द्वारा संसाधित किसी सांचे को सीधे बिना तड़के के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है, तो स्लैग, छीलने आदि आसानी से हो जाएंगे, जिससे सांचे की सेवा जीवन कम हो जाएगा। इसलिए, तार काटने के बाद मोल्ड की पर्याप्त टेम्परिंग सतह तन्यता तनाव स्थिति में सुधार कर सकती है, अवशिष्ट तनाव को कम कर सकती है और मोल्ड की सेवा जीवन को बढ़ा सकती है।

तनाव एकाग्रता मोल्ड फ्रैक्चर का मुख्य कारण है। ड्राइंग डिज़ाइन द्वारा अनुमत दायरे के भीतर, तार काटने वाले तार का व्यास जितना बड़ा होगा, उतना बेहतर होगा। यह न केवल प्रसंस्करण दक्षता में सुधार करने में मदद करता है, बल्कि तनाव एकाग्रता की घटना को रोकने के लिए तनाव के वितरण में भी काफी सुधार करता है।

विद्युत डिस्चार्ज मशीनिंग एक प्रकार की विद्युत संक्षारण मशीनिंग है जो डिस्चार्ज के दौरान उत्पन्न सामग्री वाष्पीकरण, पिघलने और मशीनिंग द्रव वाष्पीकरण के सुपरपोजिशन द्वारा की जाती है। समस्या यह है कि मशीनिंग तरल पदार्थ पर हीटिंग और शीतलन की गर्मी और मशीनिंग तरल पदार्थ की विद्युत रासायनिक क्रिया के कारण, तनाव और तनाव पैदा करने के लिए मशीनिंग भाग में एक संशोधित परत बन जाती है। तेल के मामले में, तेल के दहन के कारण विघटित कार्बन परमाणु फैल जाते हैं और वर्कपीस में कार्बराइज़ हो जाते हैं। जब तापीय तनाव बढ़ता है, तो ख़राब परत भंगुर और कठोर हो जाती है और दरार पड़ने का खतरा होता है। उसी समय, अवशिष्ट तनाव बनता है और वर्कपीस से जुड़ जाता है। इसके परिणामस्वरूप थकान शक्ति में कमी, त्वरित फ्रैक्चर, तनाव क्षरण और अन्य घटनाएं होंगी। इसलिए, प्रसंस्करण प्रक्रिया के दौरान, हमें उपरोक्त समस्याओं से बचने और प्रसंस्करण गुणवत्ता में सुधार करने का प्रयास करना चाहिए।

3.5 काम करने की स्थिति और एक्सट्रूज़न प्रक्रिया की स्थिति में सुधार करें

एक्सट्रूज़न डाई की कामकाजी स्थितियाँ बहुत खराब हैं, और काम का माहौल भी बहुत खराब है। इसलिए, एक्सट्रूज़न प्रक्रिया विधि और प्रक्रिया मापदंडों में सुधार, और काम करने की स्थिति और काम के माहौल में सुधार करना मरने वालों के जीवन को बेहतर बनाने के लिए फायदेमंद है। इसलिए, एक्सट्रूज़न से पहले, एक्सट्रूज़न योजना को सावधानीपूर्वक तैयार करना, सर्वोत्तम उपकरण प्रणाली और सामग्री विनिर्देशों का चयन करना, सर्वोत्तम एक्सट्रूज़न प्रक्रिया पैरामीटर (जैसे एक्सट्रूज़न तापमान, गति, एक्सट्रूज़न गुणांक और एक्सट्रूज़न दबाव इत्यादि) तैयार करना और सुधार करना आवश्यक है। एक्सट्रूज़न के दौरान काम करने का माहौल (जैसे पानी ठंडा करना या नाइट्रोजन ठंडा करना, पर्याप्त चिकनाई इत्यादि), इस प्रकार मोल्ड के कामकाजी बोझ को कम करना (जैसे एक्सट्रूज़न दबाव को कम करना, ठंडी गर्मी और वैकल्पिक भार को कम करना इत्यादि), स्थापित करना और सुधारना प्रक्रिया संचालन प्रक्रियाएँ और सुरक्षित उपयोग प्रक्रियाएँ।

4 निष्कर्ष

एल्यूमीनियम उद्योग के रुझानों के विकास के साथ, हाल के वर्षों में हर कोई दक्षता में सुधार, लागत बचाने और लाभ बढ़ाने के लिए बेहतर विकास मॉडल की तलाश कर रहा है। एल्यूमीनियम प्रोफाइल के उत्पादन के लिए एक्सट्रूज़न डाई निस्संदेह एक महत्वपूर्ण नियंत्रण नोड है।

एल्युमीनियम एक्सट्रूज़न डाई के जीवन को प्रभावित करने वाले कई कारक हैं। डाई, डाई सामग्री, ठंड और थर्मल प्रसंस्करण और विद्युत प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी, गर्मी उपचार और सतह उपचार प्रौद्योगिकी के संरचनात्मक डिजाइन और ताकत जैसे आंतरिक कारकों के अलावा, एक्सट्रूडिंग प्रक्रिया और उपयोग की स्थिति, डाई रखरखाव और मरम्मत, एक्सट्रूज़न भी हैं। उत्पाद सामग्री की विशेषताएँ और आकार, विशिष्टताएँ और डाई का वैज्ञानिक प्रबंधन।

इसी समय, प्रभावित करने वाले कारक एक एकल नहीं हैं, बल्कि एक जटिल बहु-कारक व्यापक समस्या है, इसके जीवन को बेहतर बनाने के लिए निश्चित रूप से एक प्रणालीगत समस्या भी है, प्रक्रिया के वास्तविक उत्पादन और उपयोग में, डिजाइन को अनुकूलित करने की आवश्यकता है, मोल्ड प्रसंस्करण, उपयोग रखरखाव और नियंत्रण के अन्य मुख्य पहलू, और फिर मोल्ड की सेवा जीवन में सुधार, उत्पादन लागत कम करना, उत्पादन दक्षता में सुधार करना।

MAT एल्यूमिनियम से मे जियांग द्वारा संपादित