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

Giới thiệu chung về quá trình đùn ép nhôm

Từ thanh Billet nhôm (thnh phần6063) di đợc gia nhiệt lên đến 430
0
C - 450
0
C, qua
máy cắt nóng cắt thnh đoạn kích thớc nhất định, Container gia nhiệt v khuôn (vật liệu: SKD
61) cũng đợc gia nhiệt đến 430
0
C - 450
0
C . Khi nhiệt độ đã đảm bảo billet nhôm đợc đa vo
trong container, khuôn đợc đặt vo trong DIE RING v trong DIE HOUSE. Chy ép đi vo, lúc
ny ở nhiệt độ khoảng 580
0
C nhôm ở trạng thái gần nh lỏng đợc chảy qua khuôn tạo ra hình
dáng hình học của profile, khi đùn ra thì thiệt độ của thanh nhôm còn khoảng 530
0
C. Thanh
nhôm đợc đùn ra v lm mát trên gin băng tải, sau đó qua hệ thống kéo căng, qua hệ thống cắt
tạo ra kích thớc sản phẩm theo yêu cầu. Đa ton bộ sản phẩm qua lò hoá gi để lm 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 hon 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 Container 430
0
C 450
0
C

- Nhiệt độ của khuôn
- Lợng co ngót của nhôm khi đông đặc l 1/100.
Quá trình đùn ép:









1. Xylanh máy ép
2. Thân chy ép
3. Đầu chy 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 đợc phân ra lm 2 loại chính l:
- Khuôn SOLID
- Khuôn HOLLOW
1. Kết cấu của khuôn SOLID gồm có 3 thnh phần cơ bản l:

+ L.I.P
+ DIE
+ BACKER (BK)
Chức năng v nguyên lý lm việc:
- L.I.P: Phân chia dòng nhôm v dẫn hớng cho dòng nhôm vo khuôn, đợc lắp ghép phía
trớc DIE thông qua chốt định vị, chịu áp lực ép v độ đn hồi nhiệt cho khuôn, tăng độ
cứng vững v tuổi thọ của khuôn trong quá trình lm việc.
- DIE: Tạo ra hình dáng hình học của profile v chất lợng bề mặt của sản phẩm, cho phép
dòng nhôm chảy qua các khe hở đợc tạo trên bề mặt DIE.
- BACKER: Tăng độ cứng vững cho DIE, đợc lắp ghép phía sau DIE thông qua chốt định
vị, lm tăng độ ổn định v tuổi thọ của khuôn.
2. Kết cấu khuôn HOLLOW gồm có 3 thnh phần cơ bản:
+ BRIDGE (BG)
+ DIE
+ BACKER (BK)
Chức năng v nguyên lý lm việc:
- BG: Phân chia dòng nhôm v dẫn hớng cho dòng nhôm vo khuôn, tạo ra hình dáng
hình học các lỗ rỗng khép kín bên trong của profile. Đợc lắp ghép chặt với DIE thông
qua chốt định vị
- DIE: Tạo ra hình dáng hình học bao quát phía bên ngoi của profile, khi đợc lắp ghép
với BG sẽ tạo ra hình dáng hình học của sản phẩm hon chỉnh.
- BK: Tăng độ cứng vững cho khuôn, đợc lắp ghép phía sau của DIE đảm bảo tính ổn định
cho khuôn.
Sau khi đã lắp ghép đợc một bộ khuôn hon chỉnh ta lắp ghép vo với DIE RING (l chi tiết
bao bên ngoi ton bộ khuôn), tiếp tục lắp ghép với BOLSTER v đặt vo trong DIE HOUSE sau
đó đa vo đùn ép. (theo nh hình vẽ)
* Chú ý: Trớc khi đa vo đùn ép thì ton bộ khuôn phải đợc gia nhiệt lên tới 430
0
C 450
0

C.

Quy trình sản xuất khuôn hon chỉnh:
1. N/c thiết kế: Tuỳ thuộc vo từng loại máy đùn ép, cũng nh yêu cầu của khách hng m
ngời thiết kế khuôn sẽ đa ra phơng án thiết kế cũng nh cách bố trí dòng nhôm vo
khác nhau.
2. N/c chọn phôi: Chọn theo đờng kính v chiều dy (theo bản vẽ thiết kế)
3. N/c tiện trớc 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 hớng cho L.I.P, BG, BK,
khoan giảm bớt lợng d 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: đờng dẫn nhôm vo cho L.I.P v BG, chân bearing v bearing cho BG (để
lại lợng d l 1 mm cho nguyên công phay CNC) độ nhám 3 , đờng dẫn nhôm ra
cho BK, giảm bớt lợng d gia công cho nguyên công EDM. (theo bản vẽ thiết kế)
- Máy phay CNC: Phay thô bề mặt lối vo nhôm của DIE độ nhám 3
7. N/c nhiệt luyện: Tôi v ram tất cả các chi tiết đảm bảo độ cứng 49 - 50 HRC.
8. N/c tiện sau khi nhiệt luyện: Tiện tinh đờng kính đảm bảo độ nhám 5 v kích thớc
theo bản vẽ thiết kế cho tất cả các chi tiết, tiện tinh bề mặt vo nhôm của DIE v bề mặt
ra nhôm của BG, đờng kính lắp ghép của DIE v của BG đạt độ nhám 6. (theo bản vẽ
thiết kế)
* chú ý: Đối với DIE v BG cho khuôn HOLLOW tiện đờng kính lắp ghép để lm
chuẩn cho n/c phay CNC v n/c cắt dây r chuẩn.
9. N/c phay sau khi nhiệt luyện: Phay tinh bề mặt vo nhôm của DIE, phay hết lợng d bề
mặt ra nhôm của BG m nguyên công tiện để lại, độ nhám 6.
10. N/c mi:
- Máy mi phẳng: Mi phẳng ton bộ 2 mặt cho L.I.P, BK, DIE đạt độ nhám 4.

- Máy mi cầm tay chạy bằng điện: Mi thô bằng đá trụ: lm phẳng v nhẵn lớp nhấp nhô
tế vi do n/c phay để lại (chú ý: không lm ảnh hởng đến hình dáng hình học của chi tiết
gia công) cho BG, L.I.P,
Mi 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 lợng d +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 lợng d cho nguyên công nguội -
0.05, cắt chính xác 2 lỗ chốt định vị trên DIE. (theo bản vẽ thiết kế)
* Chú ý: Đây l khâu quyết định đến hình dáng hình học của sản phẩm, do đó khi gia
công phải chú ý đến sai số của máy m ngời gia công có thể điều chỉnh chế độ cắt cũng
nh lợng d gia công hợp lý để đảm bảo đúng kích thớc theo bản vẽ thiết kế.
13. N/c EDM (máy xung): gia công các chi tiết bearing của DIE v BG.
Có 2 loại điện cực l : điện cực đồng v điện cực chì
- Điện cực đồng: Dùng để xung những vị trí v hình dáng trên bearing của BG m
máy phay CNC không gia công đợc,
- Điện cực chì: để xung những vị trí v hình dáng m máy phay không gia công
đợc đối với chân bearing của BG (đờng dẫn nhôm vo), để xung gia công độ di
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 di ngắn của
bearing theo bản vẽ thiết kế.
14. N/c nguội : Hon thiện v lắp ghép các chi tiết:
Đối với DIE cho khuôn SOLID v khuôn HOLLOW:
- Sửa chữa những khuyết tật do n/c trớc 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 thớc phải tuân theo
bản vẽ thiết kế)
- Gia công bề mặt bearing với lợng d gia công

< 0.05, mi đạt độ bóng 6
Đối với BG của khuôn HOLLOW:
- Kiểm tra các lỗ dẫn nhôm vo khuôn, sửa lại các mấp mô tế vi (không lm ảnh
hởng cũng nh sai lệch đến hình dáng hình học) mi 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 dng v
thuận lợi.
- Kiểm tra độ không phẳng, không thẳng , độ song song giữa các cạnh (tuỳ thuộc
vo từng kết cấu khuôn).
- Mi bề mặt bearing đảm bảo độ vuông góc với bề mặt chịu áp lực nhôm v đạt độ
bóng 6
Lắp ghép hon thiện khuôn :
- Đối với khuôn SOLID:
Các chi tiết đợc lắp ghép theo thứ tự: L.I.P + DIE + BK, chế độ lắp lỏng thông
qua chốt,
- Đối với khuôn HOLLOW:
Các chi tiết đợc 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 thớc, khe hở của profile
bằng dỡng kiểm, tuân theo bản vẽ thiết kế. Tuỳ thuộc vo yêu cầu của khách
hng m khi lắp ghép sẽ để chênh lệch giữa bearing của BG v bearing của DIE l
bao nhiêu.
Sau đó mi 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 l khâu hon
tất v lắp ghép các chi tiết, kiểm tra kích thớc, độ dầy của sản phẩm, ảnh hởng trực tiếp đến
chất lợng bề mặt sản phẩm khi đùn ép.
Sau khi đã lắp ghép hon chỉnh bộ khuôn, mang đi đùn thử khuôn v kiểm tra chất lợng
bề mặt cũng nh về kích thớc v hình dáng hình học của sản phẩm. Nếu đạt thì mang đi hoá
nhiệt luyện, thấm Nitơ cho bề mặt bearing, tuỳ thuộc vo từng loại khuôn m thời gian thấm Nitơ
l bao lâu v thấm bao nhiêu lần.

* Chú ý: khi một bộ khuôn đã đảm bảo về tất cả các thông số về kết cấu cũng nh về chất lợng
sản phẩm, mang đi đùn ép, trong quá trình đùn ép ta phải kiểm tra xem với bề mặt bearing nh
thế có thể đùn ép đợc khối lợng l bao nhiêu, khi đó ta mới đa ra đợc phơng án hoá nhiệt
luyện cho bề mặt bearing để đảm bảo chất lợng của khuôn cũng nh 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 lm nguội:
1. Máy mi cầm tay bằng điện đá tròn v đá đĩa
2. Máy dũa cầm tay dùng khí nén
3. Dũa các loại
4. Giấy ráp thô v giấy ráp tinh
5. Búa
6. Đột v chy
7. Dỡng kiểm tra
8. Thớc kẹp
9. Ke góc
10. Các loại dụng cụ cắt v mi cho quá trình sửa nguội. (nh đá trụ các kích cỡ, đá đĩa các
loại, lỡi doa đầu vuông, lỡi doa đầu tròn, lỡi dũa)
11. Đèn
12. Êtô

Các yếu tố ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm:
Trong quá trình đùn ép nhôm có rất nhiều yếu tố ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm, theo
thống kê trên thực tế thì 30% do khuôn, 30% do Billet, 30% do máy đùn ép v 10% do ngời sản
xuất. Do đó khi một sản phẩm đùn ra m không đảm bảo chất lợng cũng nh về hình dáng thì
phải xem xét đánh giá nguyên nhân dẫn đến từ đâu v do khâu no gây ra những lỗi đó.

Một số dạng h hỏng hay gặp trong quá trình đùn ép nhôm.
a) Lỗi khuôn bị nứt:
- Hiện tợng: 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.
- Phơng pháp khắc phục: mi sang phanh rồi hn lại bằng que hn BKS 61, xem xét lại áp
lực v tốc độ đùn ép của máy ép.
b) Gẫy ở một vị trí no đó trên DIE:
- Hiện tợng: Khi đùn ép do không chịu đợc áp lực của máy ép m một số vị trí no đó
trên DIE bị gẫy, thông thờng hay gẫy ở những chỗ kép cứng vững.
- Nguyên nhân: Do kết cấu yếu, do lực ép lớn quá
- Phơng pháp khắc phục: Phải tăng độ cứng vững ở những vị trí đó lên, bằng cách cắt một
miếng thép khác cùng vật liệu v độ cứng, kích thớc v hình dáng tơng tự ghép vo vị
trí bị gãy.Trong nhiều trờng hợp do cấu trúc cũng nh 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 tợng: 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 tợng rỗ khí; do trong khi kéo căng
sản phẩm để lực kéo lớn quá; do trong khi nung nóng billet v khi đùn ép nhiệt độ lm
việc cao quá mức quy định sẽ dẫn đến hiện tợng ny.
- Phơng pháp khắc phục: Kiểm tra Billet trớc khi đa vo đùn ép, hạn chế tối đa hiện
tợng rỗ khi khi đúc billet, Giảm lực kéo căng xuống cho hợp lý, giảm nhiệt độ lm việc
của máy xuống mức hợp lý.
d) Bề mặt cạnh của sản phẩm bị nứt:
- Hiện tợng: rạng nứt ở vị trí cạnh của sản phẩm, không đạt yêu cầu
- Nguyên nhân: do bán kín góc quá bé
- Phơng pháp khắc phục: tăng bán kính góc lên.
e) Sản phẩm bị cong:
- Hiện tợng: Bề mặt của sản phẩm bị cong lên

- Nguyên nhân: Do đờng dẫn nhôm vo cha cân bằng (lợng nhôm bố trí không đồng
đều), do chiều di bearing lớn quá
- Phơng pháp khắc phục: Kiểm tra lại kích thớc của đờng dẫn nhôm vo, phải đảm bảo
tính đồng đều của nhôm khi đi vo khuôn, nếu kích thớc đờng dẫn hợp lý thì khi đó ta
xử lý chiều di bearing cho ngắn lại hoặc tăng tốc độ dòng chảy của dòng nhôm ở vị trí
đó lên để lợng nhôm đợc đồng đều trên ton bộ khuôn.
f) Nhăn bề mặt sản phẩm:
- Hiện tợng: Bề mặt sản phẩm khi đùn ra bị nhăn
- Nguyên nhân: Do tại vị trí ny dòng nhôm chảy nhanh quá, lợng nhôm vo nhiều quá.
- Phơng pháp khắc phục: Hạn chế dòng chảy tại vị trí ny bằng cách điều chỉnh bề mặt
bearing.
g) Điểm trắng trên bề mặt sản phẩm:
- Hiện tợng: Xuất hiện nhiều vệt trắng di, hay những điểm trắng trên bề mặt của sản
phẩm.
- Nguyên nhân: do billet không đồng đều về thnh phần, cũng có thể do nhiệt độ đùn ép
quá cao.
- Phơng pháp khắc phục: Kiểm tra lại thnh phần của billet, điều chỉnh lại nhiệt độ của
máy đùn ép khi lm việc.
h) Bị rách sản phẩm:
- Hiện tợng: 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 lợng nhôm vo vị trí ny không đủ
- Phơng pháp khắc phục: Điều chỉnh lại dòng nhôm vo khuôn, tăng lợng nhôm tại vị trí
ny lên,
i) Móp, vênh, xoắn sản phẩm:
- Hiện tợng: Khi đùn ra sản phẩm bị cong vênh, móp lại, xoắn, không đảm bảo hình dáng
hình học của sản phẩm.
- Nguyên nhân: Do lợng nhôm vo khuôn không đồng đều, chỗ nhanh chỗ chậm, do áp
lực ép quá lớn.
- Phơng pháp khắc phục: Điều chỉnh lại dòng nhôm, điều chỉnh lại áp lực v tốc độ đùn

ép.

Phơng pháp sửa chữa khuôn thông thờng
Trong quá trình đùn ép thì có rất nhiều những phơng án sửa khuôn, tuỳ thuộc vo từng loại
khuôn v kết cấu khuôn, cùng với sự cảm nhận của ngời sửa khuôn m có thể đa ra đợc
những phơng thức sửa khác nhau. Tuy nhiên vẫn theo trình tự u tiên cho sửa bearing đầu tiên vì
đây l phơng pháp đơn giản nhất. Khi đùn ép thì nhôm ở nhiệt độ khoảng 580
0
C 610
0
C, lúc
ny nhôm ở trạng thái gần nh thể lỏng nên tuân thủ theo đúng quy luật của dòng chảy l cng
chịu lực masat lớn cng chảy chậm.
* Chú ý: Khi lm thay đổi dòng chảy của nhôm ta có thể điều chỉnh góc độ nghiêng của bearing
ra ngoi hay vao trong, để lm tăng tốc độ chảy của bearing ta lm nh trờng hợp a) v ngợc
lại muốn lm chậm dòng chảy ta lm theo trờng hợp b) với góc độ vát khoảng 1 1.5 độ



a) b)
Nếu nh sửa bearing m sản phẩm vẫn ra không nh mong muốn thì ta có thể sửa lại lỗ dẫn
nhôm vo, tuỳ thuộc vo từng kết cấu khuôn m có thể đa ra đợc phơng án sửa hợp lý nhất.




Bảo quản khuôn.
Khi khuôn đùn ép xong thì lợng nhôm vẫn còn bám lại trong khuôn, khi đó ta phải lấy
lợng nhôm ny ra bằng cách đun trong dung dịch NaOH 20% ở nhiệt độ 100
0

C, tuỳ thuộc vo
từng loại kết cấu khuôn m ta đun trong thời gian l bao lâu, thông thờng từ 8 12 h. Sau khi
đã lấy nhôm ra ta chuyển vo phòng sửa khuôn v dùng giấy ráp mịn đánh bóng lại ton bộ bề
mặt bearing sau đó xịt vo bề mặt bearing dung dịch bảo quản (NABAKEM). Thông thờng đối
với mỗi loại khuôn sau khi đùn ép đợc một lợng nhôm nhất định no đó ta phải bỏ ra để đi hoá
nhiệt luyện sau đó mi bằng giấy ráp, tiếp theo xịt dung dịch bảo quản rồi đa vo phòng bảo
quản khuôn.
Khuôn đợc thống kê theo hệ thống v bảo quản nơi khô ráo trên các giá khuôn.
* Chú ý: Tuổi thọ của mỗi bộ khuôn phụ thuộc vo mức độ lm việc v máy đùn ép, cũng nh
phục thuộc vo quá trình hoá nhiệt luyện cho bề mặt bearing.