컨테이너 라이너 및 더미 블록: 재질, 클리어런스, 교체 시기

다이는 주목을 받지만, 매 스트로크마다 고온의 알루미늄과 접촉하는 부품은 라이너와 더미 블록이며, 이들은 다이보다 더 많은 강재를 소모합니다. 라이너는 직경 300밀리미터의 관으로, 산화알루미늄이 내부를 마모시키는 동안 내경을 유지해야 합니다. 더미 블록은 압력 하에서 내경에 밀봉되고 다시 미끄러져 빠져나와야 하는 탄성 공구입니다. 두 부품 모두 등급만큼이나 클리어런스로 규정되며, 교체 시점은 추측이 아니라 기계에서 읽을 수 있습니다.

각 부품의 역할과 수명을 결정하는 요인

부분	역할	수명을 끝내는 요인
컨테이너 라이너	빌렛이 통과하는 내경. 빌렛 표피로 인한 마모를 감당하고 다이 면에서 밀봉을 유지합니다	스코어링, 열피로 균열, 더 이상 밀봉되지 않는 내경. 마모된 라이너는 다이 면에서 플래시로 나타납니다
더미 블록	램 힘을 전달하고, 라이너에 밀봉되며, 디스카드로부터 분리되어 필름을 벗기지 않고 컨테이너를 통해 복귀합니다	크리프: 링이 커지고, 클리어런스가 좁아지며, 테이퍼 시트가 뭉개집니다. 200 mm 블록에서 고착력은 약 1 MN에 달할 수 있습니다
클린아웃 블록	빌렛 사이에 라이너 내부에 축적된 산화물 표피를 긁어냅니다	내경이 마모됨에 따라 자체 클리어런스가 커져 표피 제거가 되지 않습니다
스템	더미 블록과 램 하중을 지지합니다	나사부와 노즈부의 좌굴 및 피로
다이 백커 및 볼스터	하중 하에서 다이가 휘지 않도록 지지합니다	압축 항복 및 영구적인 디싱

알루미늄 압출 다이 주변의 마모 부품. 각 부품의 작업 경도는 압출 다이 강재 선정 페이지에 기재되어 있으며, 라이너와 더미 블록은 가장 큰 단면으로 주문되는 두 부품입니다.

라이너에 산화물이 축적되며, 클린아웃 블록만이 이를 제거합니다

윤활 없는 직접 압출에서는 산화물인 빌렛 표피가 컨테이너 내경에 남습니다. 알루미늄이 강재에 부착되어 마찰이 표피의 미끄러짐을 막기 때문입니다. 스트로크가 진행됨에 따라 더미 패드 전방에 층이 축적되며, 빌렛의 약 70퍼센트가 통과한 후에는 패드 면을 가로질러 압출재 내부로 유입되기 시작합니다. 이것이 후단 결함과 산화물 스트링거의 원인입니다.

제어는 기계적입니다. 클린아웃 블록을 컨테이너에 통과시켜 표피를 긁어내며, 공개된 실무 기준은 15~20개 빌렛마다 그리고 합금 교체 시마다 실시하는 것입니다. 제거되는 표피의 양은 블록과 내경 사이의 클리어런스에 따라 달라지므로, 블록은 라이너가 새것일 때가 아니라 현재의 내경에 맞춰 치수를 정해야 합니다. 이와 함께 표피 형성 속도를 줄이는 세 가지 요소가 있습니다: 스캘핑된 빌렛, 빌렛과 컨테이너 간 온도차 축소, 그리고 빌렛보다 훨씬 낮지 않은 컨테이너 온도입니다.

더미 블록은 플러그가 아니라 스프링입니다

고정식 더미 블록은 네 가지 역할을 하며, 이 설계는 네 가지를 동시에 수행할 때만 작동합니다: 고온에서 프레스 힘을 전달하고, 컨테이너 벽과 확실한 밀봉을 유지하며, 스트로크 말기에 디스카드를 놓아주고, 내경의 필름을 벗기지 않고 컨테이너를 통해 복귀하는 것입니다. 밀봉을 위해 거동이 충분히 연해야 하고 분리를 위해 충분히 탄성이 있어야 하며, 대부분의 고정식 블록이 축방향 힘을 반경방향 팽창으로 전환하는 테이퍼를 사용하는 이유가 여기에 있습니다.

200 mm 컨테이너에 대한 공개된 형상이 이를 잘 보여줍니다. 블록은 내경에 약 0.4 mm 두께의 알루미늄 필름을 남겨야 하며, 필름을 다시 끌어내지 않도록 약 1.5 mm의 클리어런스로 그 내경을 통해 복귀해야 합니다. 즉, 블록의 직경은 하중 상태와 무하중 상태 사이에서 약 1.1 mm 변해야 하며, 낮은 프레스 힘을 포함하여 작업이 운전되는 어떤 프레스 힘에서도 그렇게 해야 합니다. 3부분 설계는 역할을 분담합니다: 압축 상태의 강성 본체, 테이퍼, 그리고 별도의 유연한 외부 링입니다. 링은 마모되는 부품이자 교체되는 부품입니다.

클리어런스 수치와 그것이 설명하는 상태

Number	값	적용 상태
더미 블록 고온 클리어런스	편측 0.254~0.305 mm; 직경 0.508~0.609 mm	운전 중, 고온, 내경에 밀봉 상태
클린아웃 블록 클리어런스	더미 패드 클리어런스의 절반	운전 중, 산화물 표피 긁어내기
내경에 남는 필름	약 0.4 mm	스트로크 말기, 인출 전
인출 클리어런스	200 mm 컨테이너에서 약 1.5 mm	무하중, 라이너를 통해 복귀 중

두 출처는 상충하는 수치가 아니라 서로 다른 상태를 설명합니다. 운전 클리어런스는 Saha에서, 필름 및 인출 수치는 Sheppard가 200 mm 컨테이너에 대해 설명한 고정식 더미 블록 설계에서 나온 것입니다.

이 표는 단일 공차가 아니라 상태의 집합으로 읽어야 합니다. 고온에서 적합한 블록이 냉간에서는 빡빡할 수 있으며, 밀봉이 잘 되는 블록도 테이퍼 시트가 뭉개지면 분리에 실패할 수 있습니다. 그래서 캠페인 후 점검에서는 세 가지 영구적 변화를 찾습니다: 링의 외경이 커졌는지, 클리어런스가 좁아졌는지, 테이퍼와 블록 사이의 시트가 변형되었는지입니다.

교체 시기와 정비로 얻는 것

강재는 이 사이클 하에서 기계적 성질을 점진적으로 잃으므로, 링은 파손이 아니라 사이클 횟수 기준의 소모품입니다. 공개된 수치는 30,000~40,000 사이클 후 링 교체이며, 그 이후에는 영구 변형 가능성이 점점 높아집니다. 교체 사이의 일상 정비는 블록을 원래 치수로 재가공하고 경우에 따라 질화 처리하는 것이며, 재조립 시마다 테이퍼와 블록 사이에 고온 그리스를 도포합니다. 윤활은 단순 관리가 아닙니다: 200 mm 블록에서 약 1 MN의 고착력이 작용하는 상황에서 그리스는 어느 쪽도 손상시키지 않고 블록을 디스카드로부터 분리시키는 역할을 합니다.

어떤 강재를 선택하며, 왜 더 경화하지 않는가

라이너와 더미 블록은 모두 크롬 열간 금형강인 AISI H13 및 그 유럽 등가재 1.2344로 제작되며, 다이보다 낮은 경도로 운용됩니다. 라이너는 일반적으로 42~47 HRC, 더미 블록은 42~48 HRC인 반면, 다이 베어링부는 46~50 HRC입니다. 그 이유는 하중에 있습니다. 라이너는 내압을 받는 두꺼운 링이고 더미 블록은 매 스트로크마다 탄성 변형해야 하는 부품이므로, 둘 다 내마모성보다 인성에 의해 제한됩니다. 내마모성을 얻기 위해 경도를 높이면 라이너의 파열과 링의 균열을 방지하는 연성이 감소합니다.

단면 치수는 이 부품들이 다이 주문이 아닌 강재 주문인 또 다른 이유입니다. 7인치 컨테이너용 라이너는 보어가 약 180 mm이고, 그 주위의 벽은 블록 전체가 수백 밀리미터에 이를 만큼 두껍습니다. 동일한 프레스용 더미 블록은 비슷한 크기의 원판입니다. 이는 봉재 및 단조 블록의 영역이지 다이 블랭크의 영역이 아니며, 여기에 톤수가 집중됩니다.

이것이 다이 강재 주문에 주는 시사점

Aobo는 1.2344 ESR을 20~600 mm로 공급하며, 어닐링 및 선삭 가공 상태로 라이너, 더미 블록, 백커는 물론 다이 블랭크까지 대응합니다. 프로그램은 다음에서 확인하실 수 있습니다: 1.2344 ESR H13 압출 공급 페이지, 해당 강종은 다음에서: H13 공구강 페이지, 부품별 경도는 다음에서 확인하실 수 있습니다: 압출 다이 강재 선정 페이지. 라이너의 밀봉이 실패할 때 다이 면에서 발생하는 현상은 다음에서 확인하실 수 있습니다: 픽업 및 다이 라인 페이지, 불량 시험 후의 수정 조치는 다음에서 확인하실 수 있습니다: 압출 다이 보정 페이지.

이 수치에 맞춰 블록을 가공하기 전에

클리어런스는 프레스마다 다르며, 블록 설계, 현재 측정된 컨테이너 보어, 합금에 의해 결정됩니다. 여기에 제시된 수치는 200 mm 컨테이너와 하나의 더미 패드 설계에 대한 공개 값이며, 도면이 아닙니다. 보어를 측정하고, 블록 제조사의 치수를 따르며, 실제 작업에 사용되는 힘으로 프레스를 가동한 상태에서 열간 클리어런스를 확인하십시오.

출처: Aluminum Extrusion Technology, P. K. Saha, ASM International, 2000, 192~193페이지; Extrusion of Aluminium Alloys, T. Sheppard, Kluwer Academic Publishers, 1999, 섹션 7.2.1.