1 개요
단열재 스레딩 프로파일의 생산 공정은 비교적 복잡하고, 스레딩 및 라미네이팅 공정은 비교적 늦게 진행됩니다. 이 공정에 유입되는 반제품은 수많은 전공정 직원들의 노고를 통해 완성됩니다. 복합 스트라이핑 공정에서 폐기물이 발생하면 심각한 경제적 손실을 초래하고, 이전에 생산된 많은 노동력의 손실로 이어져 막대한 낭비를 초래합니다.
단열 나사산 프로파일 생산 과정에서 다양한 요인으로 인해 프로파일이 폐기되는 경우가 많습니다. 이 공정에서 폐기되는 주요 원인은 단열 스트립 노치의 균열입니다. 단열 스트립 노치 균열에는 여러 가지 원인이 있지만, 본 연구에서는 압출 공정에서 발생하는 수축 테일(shrink tail) 및 층상(stratification)과 같은 결함의 원인을 규명하고, 나사산 및 라미네이션 공정에서 알루미늄 합금 단열 프로파일 노치의 균열을 유발하는 요인을 파악하는 과정에 중점을 두고, 금형 개선 등의 방법을 통해 이 문제를 해결하고자 합니다.
2 문제 현상
단열 나사산 프로파일 복합 생산 공정 중 단열 노치에 일괄 균열이 갑자기 발생했습니다. 확인 결과, 균열 현상은 일정한 패턴을 보였습니다. 특정 모델의 끝부분에서 모두 균열이 발생했으며, 균열 길이는 모두 동일했습니다. 균열 길이는 일정 범위(끝부분에서 20~40cm) 내에 있었고, 일정 기간 균열이 발생한 후 정상으로 돌아왔습니다. 균열 발생 후의 사진은 그림 1과 그림 2에 나와 있습니다.
3 문제 찾기
1) 먼저, 문제가 있는 프로파일들을 분류하여 모아두고, 균열 현상을 하나하나 확인하여 균열의 공통점과 차이점을 파악합니다. 반복적인 추적 결과, 균열 현상은 일정한 패턴을 보입니다. 모두 단일 모델의 끝부분에서 균열이 발생합니다. 균열이 발생한 모델의 형상은 공동이 없는 일반적인 재질이며, 균열 길이는 일정 범위 내에 있습니다. 끝부분에서 20~40cm 이내에서는 균열이 잠시 발생한 후 정상 상태로 돌아갑니다.
2) 이 배치 프로파일의 생산 추적 카드에서 이 유형의 생산에 사용된 금형 번호를 알아낼 수 있으며, 생산 중에 이 모델의 노치 기하학적 크기를 테스트하고, 단열 스트립의 기하학적 크기, 프로파일의 기계적 특성 및 표면 경도가 모두 합리적인 범위 내에 있습니다.
3) 복합재 생산 공정 중 복합재 공정 매개변수와 생산 작업을 추적했습니다. 이상은 없었지만, 프로파일 배치 생산 시 여전히 균열이 발생했습니다.
4) 균열 부위의 파단을 확인한 결과, 일부 불연속적인 구조가 발견되었습니다. 이는 압출 공정에서 발생한 압출 결함이 원인일 것으로 판단됩니다.
5) 위 현상으로부터 균열의 원인은 프로파일의 경도 및 복합재 공정이 아니라, 초기 압출 결함으로 판단됨을 알 수 있습니다. 문제의 원인을 더욱 명확히 확인하기 위해 다음과 같은 시험을 수행했습니다.
6) 동일한 금형 세트를 사용하여 압출 속도가 다른 다양한 톤수의 기계에서 시험을 수행합니다. 600톤 기계와 800톤 기계를 각각 사용하여 시험을 수행합니다. 재료의 헤드와 테일을 별도로 표시하고 바구니에 담습니다. 10-12HW에서 시효 처리 후 경도를 측정합니다. 알칼리수 부식법을 사용하여 재료의 헤드와 테일의 프로파일을 시험했습니다. 재료 테일에 수축 테일과 층상 현상이 나타났습니다. 균열의 원인은 수축 테일과 층상 현상으로 밝혀졌습니다. 알칼리 부식 후의 사진은 그림 2와 3에 나와 있습니다. 이 배치의 프로파일에 대해 균열 현상을 확인하기 위해 복합 시험을 수행했습니다. 시험 데이터는 표 1에 나와 있습니다.
그림 2와 3
표 1
7) 위 표의 데이터를 보면, 재료의 머리 부분에는 균열이 없고, 꼬리 부분의 균열 비율이 가장 큰 것을 알 수 있습니다. 균열 발생 원인은 기계의 크기나 속도와는 거의 관련이 없습니다. 꼬리 부분의 균열 비율이 가장 크며, 이는 꼬리 부분의 절단 길이와 직접적인 관련이 있습니다. 균열 부분을 알칼리수에 담가 검사하면 수축 꼬리 부분과 층상 구조가 나타납니다. 수축 꼬리 부분과 층상 구조를 절단하면 균열이 발생하지 않습니다.
4 문제 해결 방법 및 예방 조치
1) 이러한 이유로 발생하는 노치 균열을 줄이고 수율을 향상시키며 낭비를 줄이기 위해 다음과 같은 생산 관리 조치를 취하고 있습니다. 이 솔루션은 압출 다이가 플랫 다이인 이 모델과 유사한 다른 모델에도 적합합니다. 압출 생산 중 발생하는 수축 꼬리 현상과 층화 현상은 컴파운딩 중 엔드 노치 균열과 같은 품질 문제를 야기합니다.
2) 금형을 받을 때 노치 크기를 엄격히 제어합니다. 단일 소재를 사용하여 일체형 금형을 만들거나 금형에 이중 용접실을 추가하거나 가짜 분할 금형을 열어 수축 꼬리와 완제품의 층화로 인한 품질 영향을 줄입니다.
3) 압출 생산 시 알루미늄 막대 표면은 깨끗하고 먼지, 기름 및 기타 오염물이 없어야 합니다. 압출 공정은 점진적으로 감쇠되는 압출 방식을 사용해야 합니다. 이렇게 하면 압출 종료 시 배출 속도를 늦추고 수축 후막 및 층화를 줄일 수 있습니다.
4) 압출 생산 시에는 저온 고속 압출 방식을 사용하고, 기계 내 알루미늄 막대의 온도는 460~480℃로 조절합니다. 금형 온도는 470℃ ± 10℃, 압출 배럴 온도는 약 420℃, 압출 출구 온도는 490~525℃로 조절합니다. 압출 후 냉각을 위해 팬을 가동합니다. 잔류 길이는 평소보다 5mm 이상 늘려야 합니다.
5) 이러한 유형의 프로파일을 생산할 때는 압출력을 높이고, 금속 융합도를 개선하고, 재료의 밀도를 보장하기 위해 더 큰 기계를 사용하는 것이 가장 좋습니다.
6) 압출 생산 시에는 알칼리수 버킷을 미리 준비해야 합니다. 작업자는 수축 꼬리 길이와 층상 구조를 확인하기 위해 재료의 끝부분을 잘라냅니다. 알칼리 에칭된 표면에 검은 줄무늬가 나타나면 수축 꼬리 길이와 층상 구조가 발생했음을 나타냅니다. 추가 절단 후, 단면이 선명해지고 검은 줄무늬가 없어질 때까지 3~5개의 알루미늄 막대를 사용하여 수축 꼬리 길이와 층상 구조 후 길이 변화를 확인합니다. 수축 꼬리 길이와 층상 구조가 프로파일 제품에 영향을 미치지 않도록 가장 긴 막대를 기준으로 20cm를 추가하고, 금형 세트의 꼬리 길이를 측정하여 문제가 있는 부분을 잘라낸 후 완제품으로 절단합니다. 작업 중 재료의 끝부분과 끝부분을 엇갈리게 절단하고 유연하게 절단할 수 있지만, 프로파일 제품에 결함이 발생해서는 안 됩니다. 기계 품질 검사를 통해 감독 및 검사를 실시합니다. 수축 꼬리 길이와 층상 구조가 수율에 영향을 미치는 경우, 적절한 시기에 금형을 제거하고 정상적인 상태가 될 때까지 금형을 다듬은 후 정상적인 생산을 시작해야 합니다.
5 요약
1) 위 방법을 사용하여 생산된 단열 스트립 프로파일을 여러 배치로 나누어 시험한 결과, 유사한 노치 균열은 발생하지 않았습니다. 프로파일의 전단 특성값은 모두 국가 표준 GB/T5237.6-2017 "알루미늄 합금 건축용 프로파일 6호: 단열 프로파일용" 요건을 충족했습니다.
2) 이러한 문제가 발생하지 않도록 일일 검사 시스템을 개발하여 문제를 적시에 해결하고 위험한 프로파일이 복합 공정으로 유입되는 것을 방지하고 생산 공정의 낭비를 줄이기 위한 수정 조치를 취했습니다.
3) 압출 결함, 수축 테일, 성층화로 인한 균열을 피하는 것 외에도 노치의 기하학, 재료의 표면 경도 및 기계적 특성, 복합재 공정의 공정 매개변수와 같은 요인으로 인한 균열 현상에도 항상 주의해야 합니다.
MAT Aluminum의 May Jiang이 편집함
게시 시간: 2024년 6월 22일
