Βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής του μούχλας κατά την κατασκευή πλακών ανταλλακτών θερμότητας
Αντιγραφή: Οι θερμοανταλλάκτες πλάκας (PHEs) χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανικούς τομείς όπως η πετροχημική, η επεξεργασία τροφίμων, η HVAC και η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας λόγω της υψηλής απόδοσης μεταφοράς θερμότητας τους.συμπαγή δομήΗ πλάκα, ως βασικό συστατικό των PHEs, σχηματίζεται κυρίως με τυποποίηση, κάμψη ή σχηματισμό κυλίνδρων,και η ποιότητα και η αποδοτικότητα της παραγωγής καθορίζονται άμεσα από τις επιδόσεις και τη διάρκεια ζωής του καλούπιουΗ διάρκεια ζωής των καλούπιας πλάκας PHE επηρεάζεται από πολλούς αλληλένδετους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων των ιδιοτήτων του υλικού του καλούπιας, του επιπέδου σχεδιασμού του καλούπιας, της ακρίβειας της διαδικασίας κατασκευής, των παραμέτρων της διαδικασίας σχηματισμού,και καθημερινή χρήση και συντήρησηΟ παράλογος έλεγχος οποιουδήποτε από αυτούς τους παράγοντες θα οδηγήσει σε πρόωρη αποτυχία του καλούπι, όπως φθορά, ρωγμές, παραμόρφωση και κολλή, γεγονός που αυξάνει το κόστος παραγωγής, μειώνει την αποτελεσματικότητα της παραγωγής,και επηρεάζει την ακρίβεια των διαστάσεων των πλακών PHEΗ παρούσα εργασία κατατάσσει και αναλύει συστηματικά τους βασικούς παράγοντες που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής των καλούπιας πλάκας PHE, διερευνά τον μηχανισμό κάθε παράγοντα που επηρεάζει τη διάρκεια ζωής του καλούπιας,συνδυάζει πρακτικές τεχνικές περιπτώσεις για την επαλήθευση του βαθμού επιπτώσεων διαφορετικών παραγόντωνΗ έρευνα δείχνει ότι η επιλογή του υλικού του καλούπιου, ο δομικός σχεδιασμός, η θερμική επεξεργασία, οι παράμετροι της διαδικασίας σχηματισμού, ηκαι το επίπεδο συντήρησης είναι οι πιο κρίσιμοι παράγοντες: η εύλογη επιλογή υλικών και η θερμική επεξεργασία μπορούν να βελτιώσουν την σκληρότητα και την αντοχή του μούχλας, μειώνοντας την φθορά και την κόπωση.Επιστημονικό σχεδιασμό μπορεί να αποτρέψει την συγκέντρωση στρες και να παρατείνει τη διάρκεια ζωήςΗ ακριβής διαδικασία κατασκευής εξασφαλίζει την ακρίβεια των διαστάσεων του μούχλας και την ποιότητα της επιφάνειας. Οι βελτιστοποιημένες παράμετροι σχηματισμού μειώνουν το φορτίο του μούχλας και η τυποποιημένη συντήρηση καθυστερεί την υποβάθμιση του μούχλας.Η παρούσα μελέτη παρέχει θεωρητική βάση και πρακτικές κατευθύνσεις για την παράταση της διάρκειας ζωής των καλούπιας πλάκας PHE, μειώνοντας το κόστος παραγωγής και βελτιώνοντας την ποιοτική σταθερότητα των πλακών PHE.
Κλειδιά:Πλάκα ανταλλακτή θερμότητας πλάκας; Η διάρκεια ζωής του καλούπιου; Το υλικό του καλούπιου; Ο δομικός σχεδιασμός; Η διαδικασία κατασκευής; Οι παραμέτροι σχηματισμού; Συντήρηση
Οι ανταλλακτές θερμότητας με πλάκες αποτελούν βασικό εξοπλισμό μεταφοράς θερμότητας στη σύγχρονη βιομηχανική παραγωγή.που πραγματοποιούν ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ δύο ή περισσοτέρων μέσων μέσω της εναλλασσόμενης ροής υγρών και στις δύο πλευρές των κυματοειδών πλακώνΗ πλάκα PHE, με το λεπτό πάχος της (συνήθως 0,3 έως 1,5 mm), την περίπλοκη κυματοειδή δομή της και τις υψηλές απαιτήσεις διαμετρικής ακρίβειας, βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε καλούπια υψηλής ακρίβειας για το σχηματισμό.Το καλούπι δεν είναι μόνο το βασικό εργαλείο για το σχηματισμό πλάκας, αλλά και ένας βασικός παράγοντας που επηρεάζει την αποδοτικότητα της παραγωγής και την ποιότητα του προϊόντοςΗ διάρκεια ζωής των καλούπιας πλάκας PHE αξιολογείται συνήθως με βάση τον αριθμό των σπασμάτων σχηματισμού: υπό κανονικές συνθήκες εργασίας, καλούπια υψηλής ποιότητας μπορούν να ολοκληρώσουν 200.000-500.000 σπασμούς σχηματισμού,ενώ τα κατώτερα καλούπια ή τα καλούπια που επηρεάζονται από παράλογους παράγοντες μπορεί να αποτύχουν μετά από μόλις 50150.000 χτυπήματα.
Η πρόωρη βλάβη του μούχλας θα προκαλέσει σοβαρές οικονομικές απώλειες στις επιχειρήσεις:η αντικατάσταση των καλούπιων αυξάνει το κόστος παραγωγής καλούπιων (που αντιστοιχεί σε 20-30% του συνολικού κόστους παραγωγής των πλακών PHE)Από την άλλη πλευρά, ο χρόνος διακοπής που προκαλείται από την αντικατάσταση του καλούπιου μειώνει την αποτελεσματικότητα της παραγωγής και η διαμετρική απόκλιση των πλάκων που παράγονται κατά την αποτυχία του καλούπιου μπορεί να οδηγήσει στο σκάρτο του προϊόντος.Σύμφωνα με τα στατιστικά στοιχεία του κλάδου, πάνω από το 60% των αποτυχιών των καλούπιων πλάκας PHE οφείλονται σε μη κατάλληλο έλεγχο των βασικών παραγόντων που επηρεάζουν, και όχι σε φυσική φθορά.Η αποσαφήνιση των βασικών παραγόντων που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής του καλούπις και η κυριαρχία των μηχανισμών αντίκτυπου τους έχουν μεγάλη σημασία για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού του καλούπιου, βελτιώνοντας τη διαδικασία κατασκευής, τυποποιώντας τη λειτουργία και τη συντήρηση και παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής του καλούπιου.
Προς το παρόν, οι υπάρχουσες έρευνες σχετικά με τα καλούπια πλάκας PHE επικεντρώνονται κυρίως στη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού του καλούπιας και στη βελτίωση της διαδικασίας σχηματισμού,αλλά υπάρχει έλλειψη συστηματικής διαλογής και σε βάθος ανάλυσης των παραγόντων που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής του καλούπιΣτην πρακτική παραγωγή, πολλές επιχειρήσεις αγνοούν την ολοκληρωμένη επίδραση πολλών παραγόντων, οδηγώντας σε σύντομη διάρκεια ζωής του καλούπιου και ασταθή ποιότητα του προϊόντος.ορισμένες επιχειρήσεις επιλέγουν ακατάλληλα υλικά καλούπι για να μειώσουν το κόστος, με αποτέλεσμα την ταχεία φθορά του μούχλας, ορισμένες αγνοούν τη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας, οδηγώντας σε ανεπαρκή σκληρότητα και αντοχή του μούχλας και εύκολη ρωγμάτωση, ορισμένες δεν τυποποιούν τις παραμέτρους σχηματισμού,αυξανόμενο φορτίο του μούχλας και επιταχυνόμενη αποτυχία κόπωσης.
Το παρόν έγγραφο εξετάζει διεξοδικά τους βασικούς παράγοντες που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής των καλούπιας πλάκας PHE, διαιρώντας τους σε πέντε κατηγορίες: παράγοντες υλικού καλούπιας, παράγοντες σχεδιασμού καλούπιας,παράγοντες της διαδικασίας κατασκευής μούχλαςΗ μελέτη αναλύει λεπτομερώς τον μηχανισμό επιρροής κάθε παράγοντα, τον επαληθεύει με τεχνικές περιπτώσεις,και προτείνει στοχευμένες προτάσεις βελτιστοποίησηςΗ παρούσα μελέτη αποσκοπεί στην παροχή μιας ολοκληρωμένης αναφοράς για τις επιχειρήσεις για τη βελτίωση της διάρκειας ζωής του καλούπιου και τη μείωση του κόστους παραγωγής.
Το υλικό των καλούπιας πλάκας PHE καθορίζει άμεσα τις μηχανικές ιδιότητές τους (σκληρότητα, αντοχή, αντοχή στην φθορά, αντοχή στη διάβρωση) και τις θερμικές ιδιότητες (θερμική αγωγιμότητα,αντοχή στη θερμική κόπωση)Τα καλούπια πλάκας PHE υποβάλλονται συνήθως σε κυκλικά φορτία όπως η δύναμη τριβής, η τριβή και η θερμική πίεση κατά τη διάρκεια της λειτουργίας,Έτσι το υλικό του καλούπι πρέπει να έχει εξαιρετική συνολική απόδοσηΟι βασικοί παράγοντες υλικού που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής του καλούπιου περιλαμβάνουν το είδος του υλικού, τη χημική σύνθεση και την ποιότητα της θερμικής επεξεργασίας.
Η επιλογή των υλικών που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μούχλας πλάκας PHE συνδέεται στενά με τη διαδικασία σχηματισμού της πλάκας (κρυοτύπωση, θερμοτύπωση, σχηματισμός κυλίνδρων) και το υλικό της πλάκας (ανεξήγητο χάλυβα,κράμα τιτανίουΔιαφορετικά υλικά έχουν σημαντικές διαφορές στην σκληρότητα, την αντοχή, την αντοχή στην φθορά και άλλες ιδιότητες, οι οποίες επηρεάζουν άμεσα την ικανότητα του καλούπιας να αντιστέκεται στην φθορά και την κόπωση.
Τα κοινά υλικά καλούπιας πλάκας PHE περιλαμβάνουν χάλυβα καλούπιας ψυχρής επεξεργασίας, χάλυβα καλούπιας θερμής επεξεργασίας και κράμα χάλυβα, το καθένα με τα δικά του εφαρμοστέα σενάρια και χαρακτηριστικά απόδοσης:
Ο χάλυβας καλούπις ψυχρής επεξεργασίας (όπως Cr12MoV, Cr12, D2) χρησιμοποιείται ευρέως σε καλούπιες ψυχρής τυποποίησης για πλάκες PHE (η πιο κοινή διαδικασία σχηματισμού).Εξαιρετική αντοχή στην φθορά, και καλή σταθερότητα διαστάσεων, η οποία μπορεί να αντισταθεί αποτελεσματικά στην τριβή και την φθορά μεταξύ του καλούπιου και της πλάκας κατά τη διάρκεια της ψυχρής τυποποίησης.και είναι επιρρεπής σε εύθραυστα σπάσματα υπό μεγάλα φορτία πρόσκρουσηςΓια παράδειγμα, κατά την τυποποίηση παχιάς πλάκας από ανοξείδωτο χάλυβα (τύπος > 1,0 mm), εάν η δύναμη της πρόσκρουσης είναι πολύ μεγάλη, το καλούπι Cr12MoV μπορεί να σπάσει πρόωρα.Η διάρκεια ζωής των καλούπιων ψυχρής τυποποίησης Cr12MoV για πλάκες ανοξείδωτου χάλυβα 316L είναι συνήθως 150250.000 χτυπήματα υπό εύλογες συνθήκες χρήσης.
Ο χάλυβας θερμής επεξεργασίας (όπως ο H13, ο H11, ο 4Cr5MoSiV1) είναι κατάλληλος για καύση καυσαερίων υλικών πλάκας υψηλής σκληρότητας (όπως κράμα τιτανίου, ανοξείδωτο χάλυβα υψηλής αντοχής).Έχει καλή αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, αντοχή στη θερμική κόπωση και αντοχή, και μπορεί να διατηρήσει σταθερή απόδοση υπό κυκλικές συνθήκες θέρμανσης και ψύξης (θερμοκρασία σχηματισμού 800~1200°C).Το καλούπι χάλυβα H13 μπορεί να αντέξει την επίδραση υψηλής θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια θερμής τυποποίησης πλάκας κράματος τιτανίουΩστόσο, το κόστος του χάλυβα καύσης θερμής εργασίας είναι υψηλότερο από αυτό του χάλυβα καύσης ψυχρής εργασίας, γεγονός που αυξάνει την αρχική επένδυση των καύσεων.
Το κράμα χάλυβα (όπως 42CrMo, 35CrMo) χρησιμοποιείται συχνά για βάσεις καλούπιων ή μη κρίσιμα συστατικά καλούπιων.έτσι δεν είναι κατάλληλο για τις κοιλότητες μούχλας που έρχονται σε άμεση επαφή με την πλάκαΕάν χρησιμοποιηθεί κράμα χάλυβα για την κοιλότητα του καλούπιου, ο ρυθμός φθοράς θα αυξηθεί κατά 30·50% και η διάρκεια ζωής θα μειωθεί σε λιγότερο από 100.000 χτυπήματα.
Επιπλέον, η εφαρμογή νέων υλικών, όπως κεραμικών υλικών και σύνθετων υλικών, στα καλούπια πλάκας PHE έχει αυξηθεί σταδιακά.Τα κεραμικά καλούπια έχουν εξαιρετική αντοχή στην φθορά και στη διάβρωση, αλλά η αντοχή τους είναι κακή και είναι επιρρεπείς σε σπάσιμο·τα σύνθετα υλικά (όπως τα κεραμικά σύνθετα υλικά με βάση τον χάλυβα) συνδυάζουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής αντοχής του χάλυβα και της υψηλής αντοχής στην φθορά της κεραμικής, τα οποία μπορούν να επεκτείνουν τη διάρκεια ζωής του καλούπιου κατά 1,5 ̇2 φορές, αλλά το κόστος παραγωγής τους είναι υψηλό και χρησιμοποιούνται επί του παρόντος μόνο στην υψηλής ποιότητας παραγωγή πλάκας PHE.
Η χημική σύνθεση των υλικών καλούπιας επηρεάζει άμεσα τις μηχανικές τους ιδιότητες και το αποτέλεσμα θερμικής επεξεργασίας.βανάνδιο (V), και πυριτίου (Si), και η αναλογία περιεχομένου τους έχει σημαντική επίδραση στις επιδόσεις του καλούπιου:
Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε άνθρακα, τόσο υψηλότερη είναι η σκληρότητα και η αντοχή στην φθορά του χάλυβα.Αλλά όσο χαμηλότερη είναι η αντοχήΗ περιεκτικότητα σε άνθρακα για το χάλυβα που κατασκευάζεται με καύση είναι συνήθως 1,0% έως 1,5%, γεγονός που εξισορροπεί τη σκληρότητα και την αντοχή.που εξασφαλίζει αντοχή και αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες.
Το χρώμιο (Cr) μπορεί να βελτιώσει την αντοχή στην φθορά, την αντοχή στη διάβρωση και την σκληρότητα του χάλυβα καλούπι.Για παράδειγμα:Το χάλυβα Cr12MoV περιέχει 11~13% Cr, το οποίο έχει εξαιρετική αντοχή στην φθορά.
Το μολυβδένιο (Mo) και το βανάδιο (V) μπορούν να βελτιώσουν τον κόκκο του χάλυβα του καλούπιου, να βελτιώσουν την αντοχή και τη θερμική σταθερότητά του και να μειώσουν την τάση παραμόρφωσης από τη θερμική επεξεργασία.Το Mo μπορεί επίσης να βελτιώσει την αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες του χάλυβα καύσης καύσηςΓια παράδειγμα, ο χάλυβας H13 περιέχει 1,0% 1,5% Mo και 0,8% 1,2% V,που έχει καλή αντοχή στη θερμική κόπωση και σταθερότητα διαστάσεων.
Το πυρίτιο (Si) και το μαγγάνιο (Mn) μπορούν να βελτιώσουν την σκληρότητα και την αντοχή του χάλυβα καλούπι, αλλά η υπερβολική περιεκτικότητα θα μειώσει την αντοχή του χάλυβα.Η υπερβολική Σι θα κάνει το χάλυβα εύθραυστο., και το υπερβολικό Mn θα αυξήσει την τάση της θερμικής επεξεργασίας της ρωγμάτωσης.
Τα στοιχεία ακαθαρσίας (όπως θείο (S), φωσφόρος (P)) στο χάλυβα που περιέχεται στο καλούπι θα επηρεάσουν σοβαρά τη διάρκεια ζωής του καλούπιου.που μειώνουν την αντοχή στην φθορά και την αντοχή του χάλυβαΩς εκ τούτου, η περιεκτικότητα σε S και P σε υψηλής ποιότητας χάλυβα καλούπι πρέπει να ελέγχεται κάτω από 0,03%.
Η θερμική επεξεργασία είναι μια βασική διαδικασία για τη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών του καλούπιου, και η ποιότητά της καθορίζει άμεσα την σκληρότητα, την αντοχή και την αντοχή στη φθορά του καλούπιου.Οι κοινές διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας για τα καλούπια πλάκας PHE περιλαμβάνουν την αναψύξηΗ ακατάλληλη θερμική επεξεργασία θα οδηγήσει σε ελαττώματα όπως ανεπαρκής σκληρότητα, άνιση σκληρότητα, ρωγμές και παραμόρφωση του μούχλας,που συντομεύουν σοβαρά τη διάρκεια ζωής.
Η αναψύξη χρησιμοποιείται κυρίως για την εξάλειψη της εσωτερικής πίεσης του κενού καλούπιου, τη μείωση της σκληρότητας και τη βελτίωση της μηχανικής ικανότητας.η εσωτερική πίεση του κενού καλούπιου δεν μπορεί να εξαλειφθεί πλήρωςΑν η θερμοκρασία ανάψυξης είναι πολύ υψηλή, ο κόκκος του χάλυβα θα αυξηθεί, μειώνοντας την αντοχή του καλούπιου.
Η θέρμανση και η θέρμανση είναι οι βασικές διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας για τη βελτίωση της συνολικής απόδοσης του καλούπιου.Κρατήστε το ζεστό για κάποιο χρονικό διάστημα., και στη συνέχεια το ψύχνουν γρήγορα (ψύξη με νερό, ψύξη με λάδι) για να αποκτήσουν μαρτενσίτη, βελτιώνοντας έτσι την σκληρότητα και την αντοχή στη φθορά του καλούπιου.Η θέρμανση είναι η θέρμανση του σβησμένου καλούπιου σε μια ορισμένη θερμοκρασία (150~600°C), να το κρατάτε ζεστό, και στη συνέχεια να το ψύξετε αργά για να εξαλείψετε την εσωτερική πίεση που παράγεται κατά τη διάρκεια της σβήσεως, να βελτιώσετε την αντοχή και να μειώσετε την εύθραυστη.Η αντιστοίχιση των παραμέτρων ψύξης και θέρμανσης είναι ζωτικής σημασίας: εάν η θερμοκρασία ψύξης είναι πολύ υψηλή, το καλούπι θα υπερθερμανθεί, με αποτέλεσμα το κόκκο να γίνει χοντρό και εύθραυστο· εάν ο ρυθμός ψύξης είναι πολύ γρήγορος, το καλούπι θα σπάσει·εάν η θερμοκρασία θέρμανσης είναι πολύ χαμηλή, η εσωτερική πίεση δεν μπορεί να εξαλειφθεί και το καλούπι είναι επιρρεπές σε εύθραυστο κάταγμα· εάν η θερμοκρασία θέρμανσης είναι πολύ υψηλή, η σκληρότητα του καλούπιου θα μειωθεί,και η αντίσταση φθοράς θα μειωθεί.
Η επεξεργασία επιφάνειας είναι ένα σημαντικό μέσο για τη βελτίωση της αντοχής στην φθορά και την αντοχή στη διάβρωση της επιφάνειας του μούχλας.και κάλυψη με λέιζερΗ νιτρίωση μπορεί να σχηματίσει ένα στρώμα σκληρού νιτρίδου (καρύδα HRC 70 ̇ 80) στην επιφάνεια του καλούπιου, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την αντοχή στην φθορά και την αντοχή στη διάβρωση,και η διάρκεια ζωής του καλούπι μπορεί να παραταθεί κατά 50~100%Η χρωματοποίηση μπορεί να σχηματίσει ένα απαλό και σκληρό στρώμα χρωμίου στην επιφάνεια του καλούπιου, μειώνοντας την τριβή και την φθορά, αλλά το στρώμα χρωμίου είναι εύκολο να ξεφλουδιστεί εάν η διαδικασία χρωματοποίησης είναι ακατάλληλη.Η επένδυση με λέιζερ μπορεί να αποθέσει ένα στρώμα κράματος υψηλής σκληρότητας στην επιφάνεια του καλούπιου, η οποία έχει καλή δύναμη προσκόλλησης με το βασικό υλικό και μπορεί να επισκευάσει αποτελεσματικά φθαρμένες επιφάνειες καλούπιων, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής των παλιών καλούπιων.
Σύμφωνα με τεχνικές περιπτώσεις, η διάρκεια ζωής των καλούπιων με ειδική θερμική επεξεργασία είναι 2 × 3 φορές μεγαλύτερη από εκείνη των καλούπιων με μη ειδική θερμική επεξεργασία.ένας κατασκευαστής PHE χρησιμοποίησε κάποτε καλούπι Cr12MoV χωρίς κατάλληλη θέρμανσηΤο καλούπι έσπασε μετά από μόλις 80.000 χτυπήματα, μετά από επανθερματική επεξεργασία (σβήσιμο στους 950 °C, θέρμανση στους 200 °C),η σκληρότητα του καλούπιου προσαρμόστηκε σε HRC 62 ̇ 64, και η διάρκεια ζωής επεκτάθηκε σε 220.000 χτυπήματα.
Η σχεδίαση μούχλας είναι ο βασικός κρίκος που καθορίζει την κατανομή της πίεσης, την αντοχή φορτίου και τη διάρκεια ζωής του μούχλας.μείωση του φορτίου μούχλαςΑντίθετα, η αδικαιολόγητη σχεδίαση θα οδηγήσει σε τοπική υπερφόρτωση, ταχεία φθορά,και πρόωρη ρωγμάτωση του μούχλαςΟι βασικοί παράγοντες σχεδιασμού που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής του καλούπιου περιλαμβάνουν το σχεδιασμό της δομής, το σχεδιασμό της διαμετρικής ακρίβειας και το σχεδιασμό του συστήματος ψύξης.
Ο δομικός σχεδιασμός των καλούπιας πλάκας PHE περιλαμβάνει κυρίως δομή κοιλότητας, δομή καθοδήγησης, δομή εκτόξευσης και δομή βάσης καλούπιας.Η ορθολογικότητα αυτών των δομών επηρεάζει άμεσα την κατάσταση δύναμης του καλούπι κατά τη διάρκεια της λειτουργίας.
Η δομή της κοιλότητας είναι το κεντρικό μέρος του καλούπιου, το οποίο σχηματίζει άμεσα το κυματοειδές σχήμα της πλάκας PHE.και κατακόρυφες κυματοειδείς)Τα βασικά σημεία του σχεδιασμού κοιλότητας που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής του μούχλας είναι τα εξής: (1) Σχεδιασμός γωνίας:Οι κοφτερές γωνίες στην κοιλότητα θα προκαλέσουν συγκέντρωση άγχους., και η πίεση στην αιχμηρή γωνία μπορεί να φτάσει 5 ̇ 10 φορές την μέση πίεση, η οποία είναι εύκολο να ξεκινήσει ρωγμές.Οι γωνίες της κοιλότητας πρέπει να είναι στρογγυλεμένες (η ακτίνα R ≥ 0).(2) Σχεδιασμός δομής κυματοειδούς: Το ύψος κυματοειδούς, το ύψος και η γωνία της κοιλότητας πρέπει να είναι σύμφωνες με τις απαιτήσεις σχεδιασμού πλάκας,και η μετάβαση μεταξύ κυματοειδών πρέπει να είναι ομαλή για να αποφεύγεται η τοπική συγκέντρωση στρεςΓια παράδειγμα, εάν η μετάβαση μεταξύ κυματοειδών είναι πολύ απότομη, το καλούπι θα υποβληθεί σε άνιση δύναμη κατά τη διάρκεια της τυποποίησης, οδηγώντας σε τοπική φθορά και παραμόρφωση.Το πάχος της κοιλότητας πρέπει να είναι εύλογο για να εξασφαλίζεται επαρκής ακαμψία και αντοχήΕάν το πάχος είναι πολύ λεπτό, το καλούπι θα παραμορφωθεί υπό την δύναμη της σφράγισης. Εάν το πάχος είναι πολύ παχύ, θα αυξήσει το βάρος του καλούπιου και το κόστος παραγωγής.
Η δομή καθοδήγησης χρησιμοποιείται για να διασφαλίζεται η ακριβής ευθυγράμμιση των άνω και κατώτερων καλούπιων κατά τη διάρκεια της τυποποίησης, αποφεύγοντας την ακατάλληλη ευθυγράμμιση και τη σύγκρουση.Οι κοινές δομές καθοδήγησης περιλαμβάνουν πυλώνες καθοδήγησης και μανδύα καθοδήγησηςΟ σχεδιασμός της δομής καθοδήγησης πρέπει να εξασφαλίζει επαρκή ακαμψία και ακρίβεια θέσης:(1) Οι πυλώνες καθοδήγησης και τα μανδύα καθοδήγησης πρέπει να είναι κατασκευασμένα από υλικά υψηλής σκληρότητας (όπως το GCr15) και να υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία για τη βελτίωση της αντοχής στην φθορά.. (2) Η απόσταση ανάμεσα στον πυλώνα καθοδήγησης και το μανδύα καθοδήγησης πρέπει να είναι εύλογη (0,01·0,03 mm).που οδηγεί σε σύγκρουση μούχλας3) Ο αριθμός και η διάταξη των πυλώνων καθοδήγησης πρέπει να είναι εύλογοι.Για μεγάλα καλούπια πλακών PHE, τουλάχιστον τέσσερις πυλώνες καθοδήγησης πρέπει να διατίθενται συμμετρικά για να εξασφαλίζεται ομοιόμορφη δύναμη.
Η δομή εκτόξευσης χρησιμοποιείται για να εκτοξεύσει την σχηματισμένη πλάκα από την κοιλότητα του καλούπιας.Τα βασικά σημεία του σχεδιασμού της δομής εκτόξευσης είναι1) Η δύναμη εκτόξευσης πρέπει να είναι ομοιόμορφη για να αποφεύγεται η τοπική υπερβολική δύναμη που οδηγεί σε παραμόρφωση πλάκας και φθορά του καλούπιου.(2) Το σημείο εκτόξευσης πρέπει να τοποθετείται στη θέση όπου η πλάκα βρίσκεται σε στενή επαφή με το καλούπι (όπως η άκρη της πλάκας).(3) Η επιφάνεια της βελονίδας εκτοξευτή πρέπει να είναι ομαλή για να μειωθεί η τριβή με την πλάκα.Θα γρατζουνίσει την πλάκα και την κοιλότητα του μούχλας, επιταχυνόμενη φθορά.
Η δομή της βάσης του καλούπιου είναι το στήριγμα του καλούπιου, το οποίο υποφέρει από τη δύναμη τυπώματος κατά τη διάρκεια της λειτουργίας.Η βάση του καλούπι πρέπει να έχει επαρκή ακαμψία και αντοχή για να αποφευχθεί η παραμόρφωση υπό μεγάλη δύναμη τυπώματοςΤα βασικά σημεία του σχεδιασμού της βάσης του καλούπιου είναι τα εξής: (1) Το υλικό βάσης του καλούπιου πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με τη δύναμη σφράγισης.για την εξασφάλιση της ακαμψίας πρέπει να χρησιμοποιείται κράμα χάλυβα (όπως 42CrMo) για τη βάση του καλούπιου. (2) Το πάχος της βάσης του καλούπιου πρέπει να είναι εύλογο. Εάν το πάχος είναι ανεπαρκές, η βάση του καλούπιου θα παραμορφωθεί, οδηγώντας σε λάθος ευθυγράμμιση των άνω και κατώτερων καλούπιων και βλάβη καλούπιου.(3) Η σύνδεση μεταξύ της βάσης του καλούπιου και της κοιλότητας του καλούπιου πρέπει να είναι σταθερή για να αποφεύγεται η σχετική κίνηση κατά τη σφράγιση.
Η διαμετρική ακρίβεια και η ποιότητα της επιφάνειας του καλούπιου επηρεάζουν άμεσα την ποιότητα σχηματισμού της πλάκας PHE και τη διάρκεια ζωής του καλούπιου.Η πινακίδα PHE έχει υψηλές απαιτήσεις για την ακρίβεια των διαστάσεων (αντιδράσεις ±00,3 mm για τις βασικές διαστάσεις, όπως το ύψος και το ύψος της κυματοειδούς), έτσι ώστε το καλούπι πρέπει να έχει υψηλότερη διαμετρική ακρίβεια (ανεπάρκεια ± 0,05 0,1 mm).
Εάν η διαμετρική ακρίβεια του καλούπιου είναι ανεπαρκής, θα προκύψουν τα ακόλουθα προβλήματα: (1) Η σχηματισμένη πλάκα έχει διαμετρική απόκλιση, η οποία δεν μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις συναρμολόγησης του PHE.(2) Το κενό μεταξύ των άνω και των κατώτερων καλούπιων είναι άνιμο, που οδηγεί σε άνιση δύναμη κατά την τυποποίηση, τοπική υπερφόρτωση και ταχεία φθορά του καλούπιου. (3) Η προσαρμογή μεταξύ του καλούπιου και της πλάκας είναι πολύ σφιχτή ή πολύ χαλαρή. Η πολύ σφιχτή προσαρμογή αυξάνει τη τριβή και την φθορά.Η πολύ χαλαρή προσαρμογή οδηγεί σε ελλιπή διαμόρφωση, απαιτώντας επαναλαμβανόμενη σφραγίδα, η οποία αυξάνει το φορτίο του μούχλας.
Η ποιότητα της επιφάνειας του καλούπιου (επιφανειακή τραχύτητα, επίπεδεια) έχει επίσης σημαντική επίδραση στη διάρκεια ζωής.4 μm) για τη μείωση της τριβής μεταξύ της πλάκας και του καλούπιουΕάν η τραχύτητα της επιφάνειας της κοιλότητας του καλούπι είναι πολύ υψηλή (Ra ≥ 1,6 μm), ο συντελεστής τριβής θα αυξηθεί κατά 30·50%,και το ποσοστό φθοράς του καλούπιου θα αυξηθεί σημαντικάΕπιπλέον, η επίπεδη επιφάνεια του καλούπιας πρέπει να είναι υψηλή για να εξασφαλίζεται ομοιόμορφη επαφή μεταξύ του καλούπιας και της πλάκας κατά τη διάρκεια της τυποποίησης, αποφεύγοντας την τοπική συγκέντρωση στρες.
Για τα καύσιμα καλούπια και τα καλούπια υψηλής ταχύτητας, ο σχεδιασμός του συστήματος ψύξης είναι ζωτικής σημασίας για την παράταση της διάρκειας ζωής.το καλούπι θα παράγει πολλή θερμότητα λόγω τριβής και πλαστικής παραμόρφωσης της πλάκαςΕάν η θερμότητα δεν μπορεί να εξαλειφθεί εγκαίρως, η θερμοκρασία του μούχλας θα αυξηθεί απότομα, οδηγώντας σε θερμική κόπωση, παραμόρφωση και φθορά.
Τα βασικά σημεία του σχεδιασμού του συστήματος ψύξης είναι: (1) Η διάταξη του καναλιού ψύξης πρέπει να είναι ομοιόμορφη, καλύπτοντας ολόκληρη την κοιλότητα του καλούπιας, ώστε να εξασφαλίζεται ομοιόμορφη ψύξη του καλούπιας και να αποφεύγεται η τοπική υπερθέρμανση.Για πολύπλοκες κυματοειδείς κοιλότητες, το κανάλι ψύξης θα πρέπει να διατίθεται κατά μήκος της κατεύθυνσης κυματοειδούς ώστε να εξασφαλίζεται ότι κάθε μέρος της κοιλότητας ψύχεται ομοιόμορφα.Η ταχύτητα ροής πρέπει να είναι αρκετά υψηλή για να αφαιρέσει τη θερμότητα που παράγεται από το μούχλο(3) Η διάμετρος του καναλιού ψύξης πρέπει να είναι κατάλληλη (812 mm). Εάν η διάμετρος είναι πολύ μικρή, το κανάλι είναι εύκολο να μπλοκαριστεί.που επηρεάζουν την επίδραση ψύξηςΑν η διάμετρος είναι πολύ μεγάλη, η αντοχή της δομής του καλούπιου θα μειωθεί.
Για παράδειγμα, ένας κατασκευαστής πλακών PHE από κράμα τιτανίου χρησιμοποίησε κάποτε ένα καυτό καλούπι χωρίς λογικό σύστημα ψύξης.που οδηγεί σε θερμική παραμόρφωση της κοιλότητας και μειωμένη ακρίβεια διαστάσεων της πλάκαςΜετά την προσθήκη ενός ομοιόμορφου καναλιού ψύξης (τάση ροής 5·8 L/min), η θερμοκρασία του μούχλας ελεγχόταν κάτω από 150°C, το φαινόμενο της θερμικής κόπωσης μειώθηκε σημαντικά,και η διάρκεια ζωής του καλούπιου επεκτάθηκε από 120Από 1.000 χτυπήματα σε 250.000 χτυπήματα.
Η διαδικασία κατασκευής των καλούπιας πλάκας PHE καθορίζει άμεσα την ακρίβεια των διαστάσεων, την ποιότητα της επιφάνειας και την εσωτερική δομή του καλούπιας και, ως εκ τούτου, επηρεάζει τη διάρκεια ζωής του.Ακόμη και αν το υλικό του καλούπιου και το σχέδιο είναι λογικά, η ακατάλληλη διαδικασία κατασκευής θα οδηγήσει σε ελαττώματα του μούχλας (όπως ρωγμές, ενσωματώσεις, άνιση σκληρότητα), τα οποία θα συντομεύσουν τη διάρκεια ζωής.Οι βασικοί παράγοντες της διαδικασίας κατασκευής που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής του καλούπιας περιλαμβάνουν την ακρίβεια της μηχανικής, διαδικασία επεξεργασίας επιφάνειας και ακρίβεια συναρμολόγησης.
Η διαδικασία επεξεργασίας των καλούπιας πλάκας PHE περιλαμβάνει τη στροφή, το άλεμα, την άλεση, την EDM (Ελεκτρική Επεξεργασία Εκτόξευσης) και την κοπή σύρματος.και η ακατάλληλη λειτουργία θα οδηγήσει σε ελαττώματα μούχλας.
Η άλεση είναι μια βασική διαδικασία για τη διασφάλιση της διαμετρικής ακρίβειας και της ποιότητας της επιφάνειας του καλούπιας.Εάν η διαδικασία άλεσης είναι ακατάλληλη, θα προκύψουν τα ακόλουθα προβλήματα: (1) Καύματα από το άλεμα: Λόγω της υπερβολικής ταχύτητας άλεσης ή της ανεπαρκούς ψύξης, η επιφάνεια του καλούπιου θα θερμανθεί σε υψηλή θερμοκρασία,που οδηγεί σε αλλαγές στη δομή της επιφάνειας του χάλυβα(2) Ράγες στη μαστούρα: λόγω της υπερβολικής δύναμης της μαστούρας ή της άνισης ψύξης, θα δημιουργηθεί εσωτερική πίεση στην επιφάνεια του καλούπιου.που οδηγεί σε μικροτσίπες(3) Απόκλιση διαστάσεων: Ακατάλληλες παραμέτρους άλεσης (όπως ταχύτητα του τροχού άλεσης,το ποσοστό τροφοδοσίας) θα οδηγήσει σε διαμετρική απόκλιση της κοιλότητας του μούχλας, επηρεάζοντας την ποιότητα σχηματισμού της πλάκας και αυξάνοντας το φορτίο του μούχλας.
Η EDM και η κοπή σύρματος χρησιμοποιούνται συνήθως για την επεξεργασία σύνθετων δομών κοιλότητας (όπως κυματισμοί) των καλούπιων πλάκας PHE. Τα βασικά σημεία αυτών των διαδικασιών είναι:(1) Η ακρίβεια επεξεργασίας πρέπει να ελέγχεται εντός ±0.01·0.02 mm για να εξασφαλίζεται η διαμετρική ακρίβεια της κοιλότητας. (2) Η τραχύτητα της επιφάνειας μετά την επεξεργασία πρέπει να είναι χαμηλή (Ra ≤ 0,8 μm).Διαφορετικά(3) Οι παράμετροι επεξεργασίας (όπως το πλάτος παλμού, το ρεύμα) πρέπει να είναι εύλογοι για να αποφεύγονται ελαττώματα επιφάνειας όπως οπές και ρωγμές.
Επιπλέον, η ακολουθία επεξεργασίας επηρεάζει επίσης την ποιότητα του καλούπιου.ρύπανση → ανάψυξη → ακατέργαστη επεξεργασία → σβήσιμο και θέρμανση → τελική επεξεργασία → επεξεργασία επιφανείαςΕάν η ακολουθία επεξεργασίας είναι ακατάλληλη (όπως η τελική επεξεργασία πριν από τη θερμική επεξεργασία), το καλούπι θα παραμορφωθεί κατά τη διάρκεια της θερμικής επεξεργασίας, οδηγώντας σε διαμετρική απόκλιση.
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η επεξεργασία επιφάνειας μπορεί να βελτιώσει την αντοχή στη φθορά και στη διάβρωση του καλούπιου, αλλά η ακατάλληλη διαδικασία επεξεργασίας επιφάνειας θα οδηγήσει σε ελαττώματα επιφάνειας,που θα μειώσει τη διάρκεια ζωής του καλούπιου.
Για την επεξεργασία με νιτρίωση, τα βασικά σημεία είναι: (1) Η επιφάνεια του μούχλας πρέπει να είναι καθαρή και απαλλαγμένη από λάδι, σκουριά και άλλες προσμείξεις πριν από την νιτρίωση, διαφορετικά,το στρώμα νιτρίωσης θα είναι άνιμο και η δύναμη σύνδεσης θα είναι κακή. (2) Η θερμοκρασία νιτρίωσης και ο χρόνος διατήρησης πρέπει να είναι εύλογοι.εάν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή ή ο χρόνος είναι πολύ σύντομος, το στρώμα νιτρίωσης θα είναι πολύ λεπτό και η αντοχή στην φθορά θα είναι ανεπαρκής.
Για την επεξεργασία χρωματοποίησης, τα βασικά σημεία είναι: (1) Η επιφάνεια του καλούπις πρέπει να γυαλίζεται σε Ra ≤ 0,2 μm πριν από την επικάλυψη, διαφορετικά το στρώμα χρωματοποίησης θα έχει ελαττώματα όπως φυσαλίδες και ξεφλούδωση.(2) Η συγκέντρωση του διαλύματος επικάλυψης και η πυκνότητα του ρεύματος πρέπει να ελέγχονται για να εξασφαλίζεται η ομοιότητα και το πάχος της στρώσης χρωμίου.Το πάχος του στρώματος χρωμίου είναι συνήθως 0,01·0,03 mm. Εάν το πάχος είναι πολύ παχύ, το στρώμα χρωμίου θα είναι εύθραυστο και εύκολο να ξεφλουδιστεί.η αντοχή στην φθορά θα είναι ανεπαρκής.
Για την επεξεργασία της επένδυσης με λέιζερ, τα βασικά σημεία είναι: (1) Το υλικό επένδυσης πρέπει να είναι συμβατό με το βασικό υλικό για να εξασφαλιστεί καλή δύναμη σύνδεσης. (2) Οι παράμετροι επένδυσης (δύναμη λέιζερ,ταχύτητα σάρωσης) πρέπει να είναι εύλογη για την αποφυγή ελαττωμάτων όπως πόροι και ρωγμές στο στρώμα επικάλυψης.
Η ακρίβεια συναρμολόγησης του καλούπι επηρεάζει άμεσα την κατάσταση δύναμης του καλούπι κατά τη διάρκεια της λειτουργίας.και τοπική υπερφόρτωση, το οποίο θα επιταχύνει την φθορά και την αποτυχία του μούχλας.
Τα βασικά σημεία της συναρμολόγησης του καλούπιου είναι: (1) Οι πυλώνες καθοδήγησης και τα μανίκια καθοδήγησης πρέπει να συναρμολογούνται με ακρίβεια και το κενό προσαρμογής πρέπει να είναι ομοιόμορφο.(2) Οι άνω και κάτω κοιλότητες του μούχλας πρέπει να ευθυγραμμίζονται με ακρίβεια, και το κενό ανάμεσα στις κοιλότητες θα πρέπει να είναι σύμφωνο με το πάχος της πλάκας (συν συρρίκνωση). (3) Η δομή εκτόξευσης πρέπει να συναρμολογείται ομαλά,και η πένα εκτοξευτή θα πρέπει να είναι με το νερό με την επιφάνεια της κοιλότητας του καλούπιας για να αποφευχθεί γρατζουνιά στην πλάκα και το καλούπι. (4) Τα μέρη σύνδεσης (όπως βίδες, πινάκια) πρέπει να σφίγγονται σταθερά για να αποφεύγεται η σχετική κίνηση κατά τη σφραγίδα.
Σύμφωνα με την τεχνική πρακτική, η διάρκεια ζωής των καλούπιων με ειδική ακρίβεια συναρμολόγησης είναι 1,5 ̇ 2 φορές μεγαλύτερη από εκείνη των καλούπιων με μη ειδική συναρμολόγηση.ένας κατασκευαστής PHE κάποτε συναρμολόγησε το καλούπι με λάθος ευθυγραμμισμένους πυλώνες καθοδήγησηςΤο καλούπι φθαρεί σοβαρά μετά από μόλις 100.000 χτυπήματα.Η διάρκεια ζωής του καλούπιου επεκτάθηκε σε 220Χιλιάδες χτυπήματα.
Οι παράμετροι της διαδικασίας σχηματισμού των πλάκων PHE (όπως η δύναμη σφράγισης, η ταχύτητα σφράγισης, η θερμοκρασία σχηματισμού και οι συνθήκες λίπανσης) επηρεάζουν άμεσα το φορτίο και την φθορά του καλούπιου.Οι παράλογες παραμέτρους σχηματισμού θα αυξήσουν το φορτίο του μούχλαςΟι βασικές παραμέτρους της διαδικασίας σχηματισμού που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής του καλούπιου είναι οι ακόλουθες.
Η δύναμη τυποποίησης είναι το κύριο φορτίο που υποβάλλεται από το καλούπι κατά τη διάρκεια της ψυχρής τυποποίησης.το καλούπι θα υποστεί υπερβολική πίεση, που οδηγεί σε πλαστική παραμόρφωση, φθορά και ακόμη και ρωγμάτωση· εάν η δύναμη της σφράγισης είναι πολύ μικρή, η πλάκα δεν μπορεί να σχηματιστεί πλήρως, απαιτώντας επαναλαμβανόμενη σφράγιση,που αυξάνει τον αριθμό των εγχειρήσεων μούχλας και επιταχύνει την κόπωση.
Η δύναμη τυποποίησης σχετίζεται με το υλικό της πλάκας (σκληρότητα, αντοχή απόδοσης), το πάχος και τη δομή του καλούπιας.Η πλάκα από ανοξείδωτο χάλυβα 316L πάχους 0 mm απαιτεί δύναμη τυπώματος 500·800 kNΕάν η δύναμη τυπώσεως αυξηθεί σε 1000 kN, ο ρυθμός φθοράς του καλούπιου θα αυξηθεί κατά 40·60% και η διάρκεια ζωής θα μειωθεί κατά το ήμισυ.
Η ταχύτητα τυποποίησης επηρεάζει επίσης τη διάρκεια ζωής του καλούπιου.Για την ψυχρή τυποποίηση, η ταχύτητα τυπώματος είναι συνήθως 10~30 χτυπήματα ανά λεπτό. Εάν η ταχύτητα αυξηθεί σε 40~50 χτυπήματα ανά λεπτό, η διάρκεια ζωής κόπωσης του καλούπιου θα μειωθεί κατά 30~50%.υψηλή ταχύτητα τυποποίησης θα δημιουργήσει πολλή θερμότητα τριβής, το οποίο θα αυξήσει τη θερμοκρασία του μούχλας και θα επιταχύνει τη θερμική φθορά.
Η θερμοκρασία σχηματισμού είναι μια βασική παράμετρος για τη θερμή τυποποίηση των πλάκων PHE. Η θερμοκρασία σχηματισμού πρέπει να ελέγχεται εντός του κατάλληλου εύρους του υλικού της πλάκας.το υλικό της πλάκας θα υπερθερμανθεί, οδηγώντας σε αυξημένη τριβή με το καλούπι, και το καλούπι θα υποβληθεί σε οξείδωση υψηλής θερμοκρασίας και θερμική κόπωση, επιταχύνοντας την φθορά και την παραμόρφωση.η αντοχή του υλικού της πλάκας θα μειωθεί, που απαιτεί μεγαλύτερη δύναμη σφυρίχτησης, γεγονός που αυξάνει το φορτίο του καλούπιου.
Για παράδειγμα, η θερμή τυποποίηση πλακών κράματος τιτανίου απαιτεί θερμοκρασία σχηματισμού 800-950°C. Εάν η θερμοκρασία αυξηθεί σε 1000°C, η επιφάνεια του καλούπιου θα οξειδωθεί,η αντοχή στην φθορά θα μειωθεί, και η διάρκεια ζωής θα μειωθεί κατά 40%· εάν η θερμοκρασία μειωθεί σε 700 °C, η δύναμη σφυρίχτησης πρέπει να αυξηθεί κατά 30%, γεγονός που οδηγεί σε αυξημένη φθορά του μούχλας.
Για την ψυχρή τυποποίηση, η θερμοκρασία περιβάλλοντος και η θερμοκρασία του καλούπιου επηρεάζουν επίσης τη διάρκεια ζωής.και είναι ευάλωτη σε εύθραυστα κατάγματα.Αν η θερμοκρασία του μούχλας είναι πολύ υψηλή (πάνω από 80°C), η αντοχή στην φθορά του μούχλας θα μειωθεί και η πλάκα είναι εύκολο να κολλήσει στο μούχλα.
Η λίπανση είναι ένα σημαντικό μέτρο για τη μείωση της τριβής μεταξύ του καλούπιου και της πλάκας, τη μείωση της φθοράς και την παράταση της ζωής του καλούπιου.το λιπαντικό μπορεί να σχηματίσει μια λιπαντική ταινία μεταξύ του καλούπιου και της πλάκας, μειώνοντας τον συντελεστή τριβής, μειώνοντας την φθορά και αποτρέποντας την προσκόλληση της πλάκας στο καλούπι.
Τα βασικά σημεία των συνθηκών λίπανσης είναι: (1) Ο τύπος λιπαντικού πρέπει να είναι κατάλληλος για το υλικό πλάκας και τη διαδικασία σχηματισμού.θα πρέπει να χρησιμοποιούνται λιπαντικά με βάση το λάδι (όπως ορυκτό λάδι + πρόσθετη ύλη), οι οποίες έχουν καλή λιπαντικότητα και λειτουργία ψύξης· για τη θερμή τυποποίηση πρέπει να χρησιμοποιούνται λιπαντικά ανθεκτικά σε υ
