ধাতব গতিবিদ্যা, ডাই মেকানিক্স, এবং শিল্প অ্যালুমিনিয়াম এক্সট্রুশন পণ্যগুলির কাঠামোগত লোড সীমা

মহাকাশ ফ্রেম, স্বয়ংচালিত ক্র্যাশ ম্যানেজমেন্ট মডিউল, সোলার প্যানেল র‌্যাকিং অ্যারে এবং নির্ভুল লিনিয়ার মোশন ট্র্যাকগুলির জন্য জটিল কাঠামোগত প্রোফাইলগুলির উত্পাদন উচ্চ-সততার উপর নির্ভর করে অ্যালুমিনিয়াম এক্সট্রুশন পণ্য . এই ক্রস-বিভাগীয় আকারগুলি তীব্র জলবাহী চাপের অধীনে একটি মেশিনযুক্ত ইস্পাত ডাই গহ্বরের মাধ্যমে একটি প্রিহিটেড নলাকার অ্যালুমিনিয়াম খাদ বিলেটকে জোর করে তৈরি করা হয়। এই প্লাস্টিকের বিকৃতি কৌশলটি কঠিন ধাতব কাঁচা স্টককে ক্রমাগত, অত্যন্ত বিশেষায়িত প্রোফাইলে রূপান্তরিত করে যা একটি ব্যতিক্রমী শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত, চমৎকার মাত্রিক নির্ভুলতা, এবং উপাদানটির সমগ্র দৈর্ঘ্য বরাবর সর্বোত্তম উপাদান বিতরণের প্রস্তাব দেয়।

মেটালার্জিক্যাল সিলেকশন ম্যাট্রিক্স এবং অ্যালয় কম্পোজিশন ফিজিক্স

একটি এক্সট্রুড প্রোফাইলের অপারেশনাল সাফল্য সরাসরি নির্দিষ্ট খাদের ধাতব রচনার উপর নির্ভর করে। অ্যালুমিনিয়াম খুব কমই তার বিশুদ্ধ আকারে extruded হয়; পরিবর্তে, এটির আণবিক গঠন এবং ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিবর্তন করতে ম্যাগনেসিয়াম, সিলিকন, ম্যাঙ্গানিজ, তামা এবং দস্তার মতো মিশ্রিত উপাদানগুলির সুনির্দিষ্ট শতাংশের সাথে মিশ্রিত করা হয়।

শিল্প উত্পাদন প্রধানত তিনটি প্রধান অ্যালয় সিরিজ বিভাগের উপর নির্ভর করে, প্রতিটি এক্সট্রুডেবিলিটি, শক্তি এবং জারা প্রতিরোধের একটি স্বতন্ত্র ভারসাম্য প্রদান করে:

• 6000 সিরিজ (আল-এমজি-সি): এই তাপ-চিকিত্সাযোগ্য সংকর ধাতুগুলি ম্যাগনেসিয়াম এবং সিলিকন ব্যবহার করে ম্যাগনেসিয়াম সিলিসাইড ($Mg_2Si$) অবক্ষেপণের একটি কাঠামোগত নেটওয়ার্ক তৈরি করে। উপর প্রতিনিধিত্ব মোট বাণিজ্যিক এক্সট্রুশন ভলিউমের 70% , 6061 এবং 6063 এর মতো প্রোফাইলগুলি দ্রুত এক্সট্রুশন গতি, মসৃণ পৃষ্ঠের সমাপ্তি, উচ্চ জারা প্রতিরোধের, এবং কাঠামোগত ফলন বৈশিষ্ট্যগুলির একটি ব্যতিক্রমী ভারসাম্য অফার করে।
• 7000 সিরিজ (Al-Zn): প্রাথমিকভাবে দস্তা এবং ম্যাগনেসিয়াম দিয়ে মিশ্রিত, এই উচ্চ-শক্তির উপকরণগুলি প্রসার্য ফলনের মানগুলিতে পৌঁছাতে পারে 500 MPa অতিক্রম করে কৃত্রিম বার্ধক্যের পরে। তাদের চরম দৃঢ়তা তাদের স্ট্রাকচারাল এরোস্পেস উপাদান এবং স্বয়ংচালিত প্রভাব বিমের জন্য প্রধান পছন্দ করে তোলে, যদিও তাদের ধীর এক্সট্রুশন গতি এবং উচ্চ প্রেস ফোর্স প্রয়োজন।
• 5000 সিরিজ (আল-এমজি): ম্যাগনেসিয়াম থেকে কঠিন-সমাধান শক্ত হওয়ার উপর নির্ভর করে, এই অ-তাপ-চিকিত্সাযোগ্য মিশ্রণগুলি চরম সামুদ্রিক পরিবেশের জন্য তৈরি করা হয়েছে। তারা লবণাক্ত জলের ক্ষয় এবং উচ্চ জোয়ারযোগ্যতার জন্য ব্যতিক্রমী প্রতিরোধ প্রদান করে, যা তাদের কাঠামোগত জাহাজ-বিল্ডিং চ্যানেল এবং রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ সরঞ্জামের জন্য আদর্শ করে তোলে।

প্রিহিটিং এবং প্রেস এক্সট্রুশনের থার্মোডাইনামিক গতিবিদ্যা

একটি কঠিন ঢালাই সিলিন্ডারকে একটি পাতলা-প্রাচীরের কাঠামোগত প্রোফাইলে রূপান্তর করার জন্য সুনির্দিষ্ট থার্মোডাইনামিক ব্যবস্থাপনা প্রয়োজন। এক্সট্রুশন প্রেসে প্রবেশ করার আগে, কাঁচা অ্যালুমিনিয়াম বিলেটগুলিকে অবশ্যই গ্যাস-চালিত বা বৈদ্যুতিক আবেশ টানেল ফার্নেসে গরম করতে হবে যতক্ষণ না ধাতুটি তার প্লাস্টিকের বিকৃতির উইন্ডোতে পৌঁছায়, সাধারণত এর মধ্যে 400°C এবং 500°C .

এই গরম পর্যায় ঘনিষ্ঠভাবে নিরীক্ষণ করা আবশ্যক। যদি বিলেটের তাপমাত্রা খুব কম হয়, তবে ধাতুটি ডাইয়ের মধ্য দিয়ে মসৃণভাবে প্রবাহিত হবে না, হাইড্রোলিক রামকে ওভারলোড করে এবং প্রোফাইল বরাবর পৃষ্ঠের ক্র্যাকিং ঘটায়। বিপরীতভাবে, যদি তাপমাত্রা সংকর ধাতুর সলিডাস বিন্দুকে অতিক্রম করে, তবে শস্য কাঠামোর মধ্যে স্থানীয় গলনা ঘটবে, এটি টুলিং থেকে বেরিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে প্রোফাইলটিকে ছিঁড়ে ফেলবে। একবার টার্গেট তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হলে, একটি হাইড্রোলিক রাম গরম বিলেটকে একটি উত্তাপযুক্ত কন্টেইনার চেম্বারের মধ্য দিয়ে জোর করে চাপ দেয় 15 থেকে 100 মেগা-নিউটন (MN) , ডাই অ্যাপারচারের মাধ্যমে নরম ধাতুকে মসৃণভাবে ঠেলে দেয়।

ইনলাইন প্রেস কোয়াঞ্চিং এবং ক্রিস্টালাইন ট্রান্সফরমেশন

হট প্রোফাইলটি ডাই ফেস থেকে বেরিয়ে আসার সাথে সাথে একটি ইনলাইন প্রেস কুইঞ্চ সিস্টেম ব্যবহার করে এটিকে অবিলম্বে ঠান্ডা করতে হবে। ফোর্সড এয়ার ব্লাস্টার, ওয়াটার স্প্রে রিং বা সম্পূর্ণ নিমজ্জন ট্যাঙ্কগুলি দ্রবীভূত মিশ্র উপাদানগুলিকে একটি সুপারস্যাচুরেটেড কঠিন দ্রবণে লক করার জন্য ধাতব তাপমাত্রা দ্রুত কমিয়ে দেয়। 6000-সিরিজের উপকরণের জন্য, প্রোফাইলটি অবশ্যই 250 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে ঠান্ডা হতে হবে 4 মিনিটের কম ম্যাগনেসিয়াম সিলিসাইডকে শস্যের সীমানায় অকালে বর্ষণ থেকে রোধ করতে, পরবর্তী তাপ-চিকিত্সা চক্রের সময় প্রোফাইলটি তার সম্পূর্ণ কঠোরতা অর্জন করতে পারে তা নিশ্চিত করে।

যান্ত্রিক পরামিতি এবং কাঠামোগত কর্মক্ষমতা স্তর

মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারদের অবশ্যই চূড়ান্ত প্রয়োগের নির্দিষ্ট লোডের প্রয়োজনীয়তা মেটাতে খাদ নির্বাচন, প্রাচীরের বেধের প্রোফাইল এবং কৃত্রিম টেম্পারিং চক্রের ভারসাম্য বজায় রাখতে হবে। অমিল যান্ত্রিক সেটিংস CNC মিলিং অপারেশনের সময় প্রাথমিক কাঠামোগত বাকলিং বা প্রোফাইল বিকৃতির দিকে নিয়ে যেতে পারে।

নীচের টেবিলটি অ্যালুমিনিয়াম এক্সট্রুশন প্রোফাইলের বিভিন্ন কাঠামোগত শ্রেণীবিভাগ জুড়ে স্ট্যান্ডার্ড অপারেশনাল মাত্রা, প্রসার্য কর্মক্ষমতা সীমা এবং উপাদান মেট্রিক্সের রূপরেখা দেয়:

মেকানিক্যাল টুলিং ডিজাইন এবং ইন্টারনাল ক্যাভিটি স্প্লিট মেকানিক্স

অ্যালুমিনিয়াম প্রোফাইলের জ্যামিতি এক্সট্রুশন ডাই টুলের যান্ত্রিক নকশা নির্ধারণ করে। হাই-অ্যালয় H13 হট-ওয়ার্ক টুল স্টিল থেকে উচ্চ-নির্ভুলতা বৈদ্যুতিক ডিসচার্জ মেশিনিং (EDM) ব্যবহার করে ডাইস তৈরি করা হয়, যা তারপর একটি কঠোরতা অর্জনের জন্য দ্বিগুণ মেজাজ করা হয়। 48 HRC ছাড়িয়ে গেছে অপরিমেয় ক্রমাগত চাপ সহ্য করতে।

এক্সট্রুশন প্রোফাইলগুলি তাদের ক্রস-বিভাগীয় আকারের উপর ভিত্তি করে তিনটি যান্ত্রিক শ্রেণীতে বিভক্ত: কঠিন প্রোফাইল, আধা-ফাঁপা আকৃতি এবং ফাঁপা প্রোফাইল। সলিড আকৃতি একটি ফ্ল্যাট প্লেট ডাই ব্যবহার করে যেখানে খোলার অংশটি প্রোফাইলের বাইরের কনট্যুরের সাথে মেলে। ফাঁপা প্রোফাইল - যেমন বর্গাকার টিউব বা মাল্টি-ক্যাভিটি কন্ডুইট-এর জন্য জটিল ব্রিজ বা পোর্টহোল মারা যায়। একটি পোর্টহোল ডাই বিন্যাসে, কঠিন ধাতব বিলেটটি অভ্যন্তরীণ প্রবেশ বন্দরগুলির মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় কয়েকটি পৃথক প্রবাহে বিভক্ত হয়, একটি স্থগিত ম্যান্ড্রেল কোরের চারপাশে প্রবাহিত হয় এবং ডাই ওপেনিং থেকে বেরিয়ে আসার ঠিক আগে একটি ওয়েল্ডিং চেম্বারের অভ্যন্তরে প্রচুর তাপ এবং চাপের মধ্যে একসাথে ফিউজ হয়ে যায়।

ভারবহন জমি ক্রমাঙ্কন মাধ্যমে ঘর্ষণ নিয়ন্ত্রণ

যেহেতু অ্যালুমিনিয়াম তার সীমাবদ্ধ বাইরের প্রান্তের চেয়ে ডাই খোলার প্রশস্ত কেন্দ্রের মধ্য দিয়ে দ্রুত প্রবাহিত হয়, টুল ডিজাইনাররা ধাতব বেগ নিয়ন্ত্রণ করতে বিভিন্ন ভারবহন ভূমি দৈর্ঘ্য ব্যবহার করে। ভারবহন ভূমি হল ডাই খোলার সমতল অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠ যা চলমান ধাতুর বিরুদ্ধে ঘষে। ঘর্ষণ বাড়ানোর জন্য কেন্দ্রে বিয়ারিং ল্যান্ডগুলিকে লম্বা করে এবং বাইরের প্রান্তে ছোট করে, প্রকৌশলীরা পুরো ক্রস-সেকশন জুড়ে প্রবাহের গতিকে সমান করে, যাতে প্রোফাইলটি মোচড় বা বাঁকা ছাড়াই সোজা এবং সত্য থেকে বেরিয়ে আসে।

পোস্ট-প্রেস স্ট্রেটেনিং এবং থার্মাল রেসিপিটেশন এজিং

যেহেতু এক্সট্রুড প্রোফাইলগুলি রানআউট টেবিলে ঠান্ডা হয়, স্থানীয় তাপমাত্রার পার্থক্যগুলি তাদের দৈর্ঘ্য বরাবর সামান্য নত বা মোচড়ের কারণ হতে পারে। এই প্রান্তিককরণ ত্রুটিগুলি সংশোধন করতে এবং অভ্যন্তরীণ চাপগুলি উপশম করতে, ক্রমাগত প্রোফাইলগুলি একটি যান্ত্রিক স্ট্রেচিং মেশিনে স্থানান্তরিত হয়।

স্ট্রেচারটি দীর্ঘ এক্সট্রুশন প্রোফাইলের উভয় প্রান্তকে ক্ল্যাম্প করে এবং একটি নিয়ন্ত্রিত যান্ত্রিক টান প্রয়োগ করে, ধাতুকে প্রসারিত করে এর মোট দৈর্ঘ্যের 1% থেকে 3% . এই ইচ্ছাকৃত টানা শক্তি খাদটির প্রাথমিক ফলন বিন্দুকে ছাড়িয়ে যায়, প্রোফাইলটিকে সোজা করে এবং অনুদৈর্ঘ্য অক্ষ বরাবর এর মাত্রাগুলি সারিবদ্ধ করে। প্রসারিত করার পরে, উচ্চ-গতির ঘূর্ণমান করাত দীর্ঘ প্রোফাইলগুলিকে গ্রাহক-নির্দিষ্ট শিপিং দৈর্ঘ্যে কেটে দেয়। তারপর কাটা অংশগুলি বৃষ্টিপাতের তাপ চিকিত্সার জন্য একটি কৃত্রিম বার্ধক্য ওভেনে চলে যায় (যেমন T6 টেম্পার), যেখানে তারা রান্না করে 170°C থেকে 190°C 4 থেকে 8 ঘন্টার জন্য তাদের চূড়ান্ত কঠোরতা এবং ফলন শক্তি সর্বোচ্চ.

ইনলাইন কোয়ালিটি কন্ট্রোল, মেট্রোলজি এবং ডিস্টরশন সর্টিং প্রোটোকল

যেহেতু এক্সট্রুড প্রোফাইলগুলি ঘন ঘন স্বয়ংক্রিয় সমাবেশ লাইনে ব্যবহৃত হয়, সুনির্দিষ্ট মাত্রিক সহনশীলতা বজায় রাখা অপরিহার্য। প্রাচীরের বেধে সামান্য তারতম্য বা প্রোফাইল টুইস্ট ডাউনস্ট্রিম রোবোটিক ওয়েল্ডিং কোষগুলিকে জ্যাম করতে পারে বা সমাবেশ প্রান্তিককরণের সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে।

1. স্বয়ংক্রিয় লেজার প্রোফাইল স্ক্যানিং: কুইঞ্চ জোনের পরে অবিলম্বে অবস্থান করা, উচ্চ-গতির লেজার মেট্রোলজি সেন্সরগুলি চলমান প্রোফাইলের চারপাশে একটি অবিচ্ছিন্ন আলোক বলয় প্রজেক্ট করে। সিস্টেমটি রিয়েল টাইমে মূল CAD ফাইলের সাথে ক্রস-বিভাগীয় আকৃতির তুলনা করে, প্রাচীরের বেধে বিচ্যুতি সনাক্ত করে /- 0.02 মিমি .
2. অতিস্বনক অভ্যন্তরীণ ঢালাই পরিদর্শন: পোর্টহোল ডাইস ব্যবহার করে তৈরি ফাঁপা প্রোফাইলগুলির জন্য, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অতিস্বনক ট্রান্সডুসারগুলি অবিচ্ছিন্ন অনুদৈর্ঘ্য ওয়েল্ড লাইনগুলি স্ক্যান করে। এই অ-ধ্বংসাত্মক পরীক্ষাটি অভ্যন্তরীণ শস্য কাঠামো স্ক্যান করে যাতে ওয়েল্ডিং চেম্বারের অভ্যন্তরে সম্পূর্ণরূপে মিশ্রিত পৃথক স্ট্রিমগুলি নিশ্চিত করা যায়, কোনও অভ্যন্তরীণ শূন্যতা বা মাইক্রো-পোরোসিটি সনাক্ত করে।
3. ওয়েবস্টার হার্ডনেস ইন্ডেন্টেশন টেস্ট: কৃত্রিম বার্ধক্য ওভেন চক্রের পরে, গুণমান নিয়ন্ত্রণ পরিদর্শকরা উত্পাদন ব্যাচ বরাবর যান্ত্রিক ইন্ডেন্টেশন পরীক্ষা করে। এই গুণমানের অডিট নিশ্চিত করে যে তাপ চিকিত্সা সফলভাবে লক্ষ্য রকওয়েল বা ওয়েবস্টার কঠোরতা মান সমগ্র লট জুড়ে অর্জন করেছে।
4. ধ্বংসাত্মক ফ্লেয়ার এবং ক্রাশ অডিট: স্ট্রাকচারাল টিউবিংয়ের নমুনাগুলি নিয়মিত বিরতিতে টানা হয় এবং হাইড্রোলিক ক্রাশিং পরীক্ষা করা হয়। উপাদানটিকে অবশ্যই তার সিম বরাবর ক্র্যাক না করে মসৃণভাবে বিকৃত হতে হবে, প্রমাণ করে যে এক্সট্রুড পণ্যটি ক্র্যাশ-ম্যানেজমেন্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে নিরাপদে সঞ্চালনের জন্য প্রয়োজনীয় নমনীয়তা ধারণ করে।

মূল কারণ ব্যর্থতা বিশ্লেষণ এবং মৃত্যু প্রতিকারের রুটিন

যখন একটি এক্সট্রুশন লাইন ফলন হ্রাস বা পৃষ্ঠের ত্রুটির বৃদ্ধি অনুভব করে, রক্ষণাবেক্ষণ দলগুলি নির্দিষ্ট টুলিং বা প্রক্রিয়া ত্রুটি সনাক্ত এবং সংশোধন করতে প্রোফাইল বিশ্লেষণ করতে পারে।

একটি সাধারণ সমস্যা চেহারা গভীর অনুদৈর্ঘ্য গজ বা স্ক্র্যাচ লাইন প্রোফাইলের পৃষ্ঠ বরাবর। এই ত্রুটি সাধারণত নির্দেশ করে ডাই বিয়ারিং জমিতে অ্যালুমিনিয়াম পিকআপ . এক্সট্রুশনের তীব্র তাপ এবং চাপের অধীনে, অ্যালুমিনিয়ামের ছোট কণাগুলি ইস্পাত ডাই পৃষ্ঠে শারীরিকভাবে নিজেদেরকে ঝালাই করতে পারে। প্রোফাইল স্লাইড এই আটকে বিট অতীত, তারা নরম ধাতু স্ক্র্যাচ. এটি ঠিক করার জন্য, অপারেটরদের প্রেস থেকে ডাই টেনে আনতে হবে, আটকে থাকা অ্যালুমিনিয়াম দ্রবীভূত করার জন্য একটি গরম সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (কস্টিক সোডা) স্নানে ডুবিয়ে রাখতে হবে এবং টুলটি পুনরায় ইনস্টল করার আগে স্টিলের ভারবহনকারী জমিতে একটি তাজা, ঘর্ষণ-হ্রাসকারী নাইট্রাইডেড স্তর প্রয়োগ করতে হবে।

আরেকটি সাধারণ সমস্যা হল কমলার খোসা নামে পরিচিত একটি ত্রুটি, যেখানে প্রসারিত হওয়ার সময় প্রোফাইলের পৃষ্ঠটি একটি রুক্ষ, ডিম্পল টেক্সচার তৈরি করে। এই সমস্যা সাধারণত কারণে হয় একটি অত্যধিক উচ্চ বিলেট তাপমাত্রা একটি অত্যধিক যান্ত্রিক প্রসারিত টান সঙ্গে মিলিত . যদি ধাতুটি খুব গরম হয়ে যায় বা তার নমনীয় সীমার বাইরে প্রসারিত হয়, তাহলে অন্তর্নিহিত ধাতব দানাগুলি খুব বড় হয় এবং প্রসার্য লোডের নীচে অসমভাবে স্থানান্তরিত হয়। এই সমস্যাটি সমাধান করার জন্য, অপারেটরদের অবশ্যই বিলেট টানেল ফার্নেসের তাপমাত্রা সেটিংস 15°C থেকে 20°C কমাতে হবে এবং হাইড্রোলিক স্ট্রেচিং ক্ল্যাম্পগুলিকে পুনঃক্রমানুসারে সর্বোচ্চ 1.5% পর্যন্ত দীর্ঘতা সীমাবদ্ধ করতে হবে, একটি মসৃণ পৃষ্ঠের ফিনিস পুনরুদ্ধার করতে হবে৷