Tài liệu Giới thiệu chung về quá trình đùn ép nhôm pptx

Chμy ép đi vμo, lúc nμy ở nhiệt độ khoảng 5800C nhôm ở trạng thái gần như lỏng được chảy qua khuôn tạo ra hình dáng hình học của profile, khi đùn ra thì thiệt độ của thanh nhôm còn khoản

Giới thiệu chung về quá trình đùn ép nhôm

Từ thanh Billet nhôm (thμnh phần6063) dμi được gia nhiệt lên đến 4300C - 4500C, qua máy cắt nóng cắt thμnh đoạn kích thước nhất định, Container gia nhiệt vμ khuôn (vật liệu: SKD 61) cũng được gia nhiệt đến 4300C - 4500C Khi nhiệt độ đã đảm bảo billet nhôm được đưa vμo trong container, khuôn được đặt vμo trong DIE RING vμ trong DIE HOUSE Chμy ép đi vμo, lúc nμy ở nhiệt độ khoảng 5800C nhôm ở trạng thái gần như lỏng được chảy qua khuôn tạo ra hình dáng hình học của profile, khi đùn ra thì thiệt độ của thanh nhôm còn khoảng 5300C Thanh nhôm được đùn ra vμ lμm mát trên giμn băng tải, sau đó qua hệ thống kéo căng, qua hệ thống cắt tạo ra kích thước sản phẩm theo yêu cầu Đưa toμn bộ sản phẩm qua lò hoá giμ để lμm thay đổi tổ chức tạo độ cứng cho thanh nhôm, sau đó qua quy trình anôt, sơn tĩnh điện, phủ phim để tạo ra

sản phẩm hoμn chỉnh

Để nhôm có thể đùn ép ra thì phải đảm bảo 3 yếu tố nhiệt độ sau:

- Nhiệt độ của Billet

- Nhiệt độ của khuôn

- Lượng co ngót của nhôm khi đông đặc lμ 1/100

Quá trình đùn ép:

1 Xylanh máy ép

2 Thân chμy ép

3 Đầu chμy ép

4 Nhôm billet

5 Bạc

6 Container

7 L.I.P (BG)

8 DIE

9 BK

10 DIE Ring

11 BOLSTER

12 DIE HOUSE

Kết cấu cơ bản của khuôn

Khuôn đùn ép nhôm được phân ra lμm 2 loại chính lμ:

- Khuôn SOLID

- Khuôn HOLLOW

1 Kết cấu của khuôn SOLID gồm có 3 thμnh phần cơ bản lμ:

+ L.I.P

+ DIE

+ BACKER (BK)

Chức năng vμ nguyên lý lμm việc:

- L.I.P: Phân chia dòng nhôm vμ dẫn hướng cho dòng nhôm vμo khuôn, được lắp ghép phía trước DIE thông qua chốt định vị, chịu áp lực ép vμ độ đμn hồi nhiệt cho khuôn, tăng độ cứng vững vμ tuổi thọ của khuôn trong quá trình lμm việc

- DIE: Tạo ra hình dáng hình học của profile vμ chất lượng bề mặt của sản phẩm, cho phép dòng nhôm chảy qua các khe hở được tạo trên bề mặt DIE

- BACKER: Tăng độ cứng vững cho DIE, được lắp ghép phía sau DIE thông qua chốt định

vị, lμm tăng độ ổn định vμ tuổi thọ của khuôn

2 Kết cấu khuôn HOLLOW gồm có 3 thμnh phần cơ bản:

+ BRIDGE (BG)

+ DIE

+ BACKER (BK)

Chức năng vμ nguyên lý lμm việc:

- BG: Phân chia dòng nhôm vμ dẫn hướng cho dòng nhôm vμo khuôn, tạo ra hình dáng hình học các lỗ rỗng khép kín bên trong của profile Được lắp ghép chặt với DIE thông qua chốt định vị

- DIE: Tạo ra hình dáng hình học bao quát phía bên ngoμi của profile, khi được lắp ghép với BG sẽ tạo ra hình dáng hình học của sản phẩm hoμn chỉnh

- BK: Tăng độ cứng vững cho khuôn, được lắp ghép phía sau của DIE đảm bảo tính ổn định

cho khuôn

Sau khi đã lắp ghép được một bộ khuôn hoμn chỉnh ta lắp ghép vμo với DIE RING (lμ chi tiết bao bên ngoμi toμn bộ khuôn), tiếp tục lắp ghép với BOLSTER vμ đặt vμo trong DIE HOUSE sau

đó đưa vμo đùn ép (theo như hình vẽ)

* Chú ý: Trước khi đưa vμo đùn ép thì toμn bộ khuôn phải được gia nhiệt lên tới 4300C – 4500C

Quy trình sản xuất khuôn hoμn chỉnh:

1 N/c thiết kế: Tuỳ thuộc vμo từng loại máy đùn ép, cũng như yêu cầu của khách hμng mμ người thiết kế khuôn sẽ đưa ra phương án thiết kế cũng như cách bố trí dòng nhôm vμo khác nhau

2 N/c chọn phôi: Chọn theo đường kính vμ chiều dμy (theo bản vẽ thiết kế)

3 N/c tiện trước khi nhiệt luyện: Tiện thô phôi cho tất cả các chi tiết đảm bảo độ nhám ∇3 (theo bản vẽ thiết kế)

4 N/c lấy dấu: Lấy dấu cho tất cả các chi tiết (theo bản vẽ thiết kế)

5 N/c khoan: Khoan lỗ chốt cho tất cả các chi tiết, khoan dẫn hướng cho L.I.P, BG, BK, khoan giảm bớt lượng dư gia công cho DIE (theo bản vẽ thiết kế), khoan lỗ mồi cho N/c cắt dây đối với DIE

6 N/c phay:

- Máy phay đứng:

Phay thô: đường dẫn nhôm vμo cho L.I.P vμ BG, chân bearing vμ bearing cho BG (để lại lượng dư lμ 1 mm cho nguyên công phay CNC) độ nhám ∇3 , đường dẫn nhôm ra cho BK, giảm bớt lượng dư gia công cho nguyên công EDM (theo bản vẽ thiết kế)

- Máy phay CNC: Phay thô bề mặt lối vμo nhôm của DIE độ nhám ∇3

7 N/c nhiệt luyện: Tôi vμ ram tất cả các chi tiết đảm bảo độ cứng 49 - 50 HRC

8 N/c tiện sau khi nhiệt luyện: Tiện tinh đường kính đảm bảo độ nhám ∇5 vμ kích thước theo bản vẽ thiết kế cho tất cả các chi tiết, tiện tinh bề mặt vμo nhôm của DIE vμ bề mặt

ra nhôm của BG, đường kính lắp ghép của DIE vμ của BG đạt độ nhám ∇6 (theo bản vẽ thiết kế)

* chú ý: Đối với DIE vμ BG cho khuôn HOLLOW tiện đường kính lắp ghép để lμm chuẩn cho n/c phay CNC vμ n/c cắt dây rμ chuẩn

9 N/c phay sau khi nhiệt luyện: Phay tinh bề mặt vμo nhôm của DIE, phay hết lượng dư bề mặt ra nhôm của BG mμ nguyên công tiện để lại, độ nhám ∇6

10 N/c mμi:

- Máy mμi phẳng: Mμi phẳng toμn bộ 2 mặt cho L.I.P, BK, DIE đạt độ nhám ∇4

- Máy mμi cầm tay chạy bằng điện: Mμi thô bằng đá trụ: lμm phẳng vμ nhẵn lớp nhấp nhô

tế vi do n/c phay để lại (chú ý: không lμm ảnh hưởng đến hình dáng hình học của chi tiết gia công) cho BG, L.I.P,

Mμi tinh bằng giấy ráp: đối với L.I.P đạt độ nhám ∇5(chú ý bo góc tất cả các cạnh sắc)

11 N/c phay CNC: Phay tinh bề mặt bearing của BG đạt độ nhám ∇6 để lại lượng dư +0.05 cho nguyên công nguội, khoan chính xác vị trí 2 lỗ chốt định vị trên BG (theo bản vẽ thiết kế)

12 N/c cắt dây: Cắt theo hình dáng của profile, để lại lượng dư cho nguyên công nguội - 0.05, cắt chính xác 2 lỗ chốt định vị trên DIE (theo bản vẽ thiết kế)

* Chú ý: Đây lμ khâu quyết định đến hình dáng hình học của sản phẩm, do đó khi gia công phải chú ý đến sai số của máy mμ người gia công có thể điều chỉnh chế độ cắt cũng như lượng dư gia công hợp lý để đảm bảo đúng kích thước theo bản vẽ thiết kế

13 N/c EDM (máy xung): gia công các chi tiết bearing của DIE vμ BG

Có 2 loại điện cực lμ : điện cực đồng vμ điện cực chì

- Điện cực đồng: Dùng để xung những vị trí vμ hình dáng trên bearing của BG mμ máy phay CNC không gia công được,

- Điện cực chì: để xung những vị trí vμ hình dáng mμ máy phay không gia công

được đối với chân bearing của BG (đường dẫn nhôm vμo), để xung gia công độ dμi ngắn của bearing theo bản vẽ thiết kế:

* Chú ý: Đối với DIE cho khuôn SOLID thì dùng điện cực chì xung bearing ngay sau khi cắt dây xong (theo bản vẽ thiết kế)

Đối với khuôn HOLLOW thì xung sau khi lắp ghép giữa BG với DIE, độ dμi ngắn của bearing theo bản vẽ thiết kế

14 N/c nguội : Hoμn thiện vμ lắp ghép các chi tiết:

Đối với DIE cho khuôn SOLID vμ khuôn HOLLOW:

- Sửa chữa những khuyết tật do n/c trước để lại,

- Kiểm tra độ không thẳng, độ không phẳng của bề mặt bearing, độ không vuông góc của bề mặt bearing với mặt chịu áp lực nhôm (các kích thước phải tuân theo bản vẽ thiết kế)

- Gia công bề mặt bearing với lượng dư gia công < 0.05, mμi đạt độ bóng ∇6

Đối với BG của khuôn HOLLOW:

- Kiểm tra các lỗ dẫn nhôm vμo khuôn, sửa lại các mấp mô tế vi (không lμm ảnh hưởng cũng như sai lệch đến hình dáng hình học) mμi bằng giấy ráp các lỗ đạt độ bóng ∇4

- Tạo độ cong ở các vị trí cạnh sắc để đảm bảo cho dòng nhôm chảy dễ dμng vμ thuận lợi

- Kiểm tra độ không phẳng, không thẳng , độ song song giữa các cạnh (tuỳ thuộc vμo từng kết cấu khuôn)

- Mμi bề mặt bearing đảm bảo độ vuông góc với bề mặt chịu áp lực nhôm vμ đạt độ bóng ∇6

Lắp ghép hoμn thiện khuôn :

- Đối với khuôn SOLID:

Các chi tiết được lắp ghép theo thứ tự: L.I.P + DIE + BK, chế độ lắp lỏng thông qua chốt,

- Đối với khuôn HOLLOW:

Các chi tiết được lắp ghép theo thứ tự: BG + DIE + BK, chế độ lắp chặt thông qua chốt

Sau khi lắp ghép giữa BG với DIE, phải kiểm tra lại kích thước, khe hở của profile bằng dưỡng kiểm, tuân theo bản vẽ thiết kế Tuỳ thuộc vμo yêu cầu của khách hμng mμ khi lắp ghép sẽ để chênh lệch giữa bearing của BG vμ bearing của DIE lμ bao nhiêu

Sau đó mμi phẳng 2 mặt của sản phẩm đạt độ bóng ∇4

Thông qua quy trình sản xuất khuôn ta thấy vị trí của khâu gia công nguội lμ khâu hoμn tất vμ lắp ghép các chi tiết, kiểm tra kích thước, độ dầy của sản phẩm, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt sản phẩm khi đùn ép

Sau khi đã lắp ghép hoμn chỉnh bộ khuôn, mang đi đùn thử khuôn vμ kiểm tra chất lượng

bề mặt cũng như về kích thước vμ hình dáng hình học của sản phẩm Nếu đạt thì mang đi hoá nhiệt luyện, thấm Nitơ cho bề mặt bearing, tuỳ thuộc vμo từng loại khuôn mμ thời gian thấm Nitơ

lμ bao lâu vμ thấm bao nhiêu lần

* Chú ý: khi một bộ khuôn đã đảm bảo về tất cả các thông số về kết cấu cũng như về chất lượng sản phẩm, mang đi đùn ép, trong quá trình đùn ép ta phải kiểm tra xem với bề mặt bearing như thế có thể đùn ép được khối lượng lμ bao nhiêu, khi đó ta mới đưa ra được phương án hoá nhiệt luyện cho bề mặt bearing để đảm bảo chất lượng của khuôn cũng như năng suất của sản phẩm Khi kiểm tra nếu thấy bề mặt có dấu hiệu rỗ thì phải đi hoá nhiệt luyện ngay để đảm bảo cho bề mặt của bearing

Dụng cụ cho quá trình lμm nguội:

1 Máy mμi cầm tay bằng điện đá tròn vμ đá đĩa

2 Máy dũa cầm tay dùng khí nén

3 Dũa các loại

4 Giấy ráp thô vμ giấy ráp tinh

5 Búa

6 Đột vμ chμy

7 Dưỡng kiểm tra

8 Thước kẹp

9 Ke góc

10 Các loại dụng cụ cắt vμ mμi cho quá trình sửa nguội (như đá trụ các kích cỡ, đá đĩa các loại, lưỡi doa đầu vuông, lưỡi doa đầu tròn, lưỡi dũa)

11 Đèn

12 Êtô

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm:

Trong quá trình đùn ép nhôm có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, theo thống kê trên thực tế thì 30% do khuôn, 30% do Billet, 30% do máy đùn ép vμ 10% do người sản xuất Do đó khi một sản phẩm đùn ra mμ không đảm bảo chất lượng cũng như về hình dáng thì phải xem xét đánh giá nguyên nhân dẫn đến từ đâu vμ do khâu nμo gây ra những lỗi đó

Một số dạng hư hỏng hay gặp trong quá trình đùn ép nhôm

a) Lỗi khuôn bị nứt:

- Hiện tượng: bị nứt chân rết ở những vị trí cạnh góc

- Nguyên nhân: do kết cấu yếu, bán kính góc quá bé, hoặc áp lực ép quá lớn

- Phương pháp khắc phục: mμi sang phanh rồi hμn lại bằng que hμn BKS 61, xem xét lại áp lực vμ tốc độ đùn ép của máy ép

b) Gẫy ở một vị trí nμo đó trên DIE:

- Hiện tượng: Khi đùn ép do không chịu được áp lực của máy ép mμ một số vị trí nμo đó trên DIE bị gẫy, thông thường hay gẫy ở những chỗ kép cứng vững

- Nguyên nhân: Do kết cấu yếu, do lực ép lớn quá

- Phương pháp khắc phục: Phải tăng độ cứng vững ở những vị trí đó lên, bằng cách cắt một miếng thép khác cùng vật liệu vμ độ cứng, kích thước vμ hình dáng tương tự ghép vμo vị trí bị gãy.Trong nhiều trường hợp do cấu trúc cũng như vị trí của hình dáng hình học quá

yếu, thì khi gia công trên n/c cắt dây phải chú ý tăng độ cứng vững ở những vị trí đó lên bằng cách cắt TAPER

c) Sản phẩm bị tróc vẩy

- Hiện tượng: trên bề mặt sản phẩm xuất hiện nhiều vị trí bị tróc vẩy, bề mặt xấu không đạt

- Nguyên nhân: Do trong qúa trình đúc billet bị hiện tượng rỗ khí; do trong khi kéo căng sản phẩm để lực kéo lớn quá; do trong khi nung nóng billet vμ khi đùn ép nhiệt độ lμm việc cao quá mức quy định sẽ dẫn đến hiện tượng nμy

- Phương pháp khắc phục: Kiểm tra Billet trước khi đưa vμo đùn ép, hạn chế tối đa hiện tượng rỗ khi khi đúc billet, Giảm lực kéo căng xuống cho hợp lý, giảm nhiệt độ lμm việc của máy xuống mức hợp lý

d) Bề mặt cạnh của sản phẩm bị nứt:

- Hiện tượng: rạng nứt ở vị trí cạnh của sản phẩm, không đạt yêu cầu

- Nguyên nhân: do bán kín góc quá bé

- Phương pháp khắc phục: tăng bán kính góc lên

e) Sản phẩm bị cong:

- Hiện tượng: Bề mặt của sản phẩm bị cong lên

- Nguyên nhân: Do đường dẫn nhôm vμo chưa cân bằng (lượng nhôm bố trí không đồng

đều), do chiều dμi bearing lớn quá

- Phương pháp khắc phục: Kiểm tra lại kích thước của đường dẫn nhôm vμo, phải đảm bảo tính đồng đều của nhôm khi đi vμo khuôn, nếu kích thước đường dẫn hợp lý thì khi đó ta

xử lý chiều dμi bearing cho ngắn lại hoặc tăng tốc độ dòng chảy của dòng nhôm ở vị trí

đó lên để lượng nhôm được đồng đều trên toμn bộ khuôn

f) Nhăn bề mặt sản phẩm:

- Hiện tượng: Bề mặt sản phẩm khi đùn ra bị nhăn

- Nguyên nhân: Do tại vị trí nμy dòng nhôm chảy nhanh quá, lượng nhôm vμo nhiều quá

- Phương pháp khắc phục: Hạn chế dòng chảy tại vị trí nμy bằng cách điều chỉnh bề mặt bearing

g) Điểm trắng trên bề mặt sản phẩm:

- Hiện tượng: Xuất hiện nhiều vệt trắng dμi, hay những điểm trắng trên bề mặt của sản phẩm

- Nguyên nhân: do billet không đồng đều về thμnh phần, cũng có thể do nhiệt độ đùn ép quá cao

- Phương pháp khắc phục: Kiểm tra lại thμnh phần của billet, điều chỉnh lại nhiệt độ của máy đùn ép khi lμm việc

h) Bị rách sản phẩm:

- Hiện tượng: Khi đùn ra có một số vị trí của sản phẩm bị rách, không đảm bảo hình dáng hình học của sản phẩm

- Nguyên nhân: Do lượng nhôm vμo vị trí nμy không đủ

- Phương pháp khắc phục: Điều chỉnh lại dòng nhôm vμo khuôn, tăng lượng nhôm tại vị trí nμy lên,

i) Móp, vênh, xoắn sản phẩm:

- Hiện tượng: Khi đùn ra sản phẩm bị cong vênh, móp lại, xoắn, không đảm bảo hình dáng hình học của sản phẩm

- Nguyên nhân: Do lượng nhôm vμo khuôn không đồng đều, chỗ nhanh chỗ chậm, do áp lực ép quá lớn

- Phương pháp khắc phục: Điều chỉnh lại dòng nhôm, điều chỉnh lại áp lực vμ tốc độ đùn

ép

Phương pháp sửa chữa khuôn thông thường

Trong quá trình đùn ép thì có rất nhiều những phương án sửa khuôn, tuỳ thuộc vμo từng loại khuôn vμ kết cấu khuôn, cùng với sự cảm nhận của người sửa khuôn mμ có thể đưa ra được những phương thức sửa khác nhau Tuy nhiên vẫn theo trình tự ưu tiên cho sửa bearing đầu tiên vì

đây lμ phương pháp đơn giản nhất Khi đùn ép thì nhôm ở nhiệt độ khoảng 5800C – 6100C, lúc nμy nhôm ở trạng thái gần như thể lỏng nên tuân thủ theo đúng quy luật của dòng chảy lμ cμng chịu lực masat lớn cμng chảy chậm

* Chú ý: Khi lμm thay đổi dòng chảy của nhôm ta có thể điều chỉnh góc độ nghiêng của bearing

ra ngoμi hay vao trong, để lμm tăng tốc độ chảy của bearing ta lμm như trường hợp a) vμ ngược lại muốn lμm chậm dòng chảy ta lμm theo trường hợp b) với góc độ vát khoảng 1 – 1.5 độ

Nếu như sửa bearing mμ sản phẩm vẫn ra không như mong muốn thì ta có thể sửa lại lỗ dẫn nhôm vμo, tuỳ thuộc vμo từng kết cấu khuôn mμ có thể đưa ra được phương án sửa hợp lý nhất

Bảo quản khuôn

Khi khuôn đùn ép xong thì lượng nhôm vẫn còn bám lại trong khuôn, khi đó ta phải lấy

từng loại kết cấu khuôn mμ ta đun trong thời gian lμ bao lâu, thông thường từ 8 –12 h Sau khi

đã lấy nhôm ra ta chuyển vμo phòng sửa khuôn vμ dùng giấy ráp mịn đánh bóng lại toμn bộ bề mặt bearing sau đó xịt vμo bề mặt bearing dung dịch bảo quản (NABAKEM) Thông thường đối với mỗi loại khuôn sau khi đùn ép được một lượng nhôm nhất định nμo đó ta phải bỏ ra để đi hoá nhiệt luyện sau đó mμi bằng giấy ráp, tiếp theo xịt dung dịch bảo quản rồi đưa vμo phòng bảo quản khuôn

Khuôn được thống kê theo hệ thống vμ bảo quản nơi khô ráo trên các giá khuôn

* Chú ý: Tuổi thọ của mỗi bộ khuôn phụ thuộc vμo mức độ lμm việc vμ máy đùn ép, cũng như phục thuộc vμo quá trình hoá nhiệt luyện cho bề mặt bearing