Camisa do container e bloco fictício: material, folga e quando substituir

A matriz recebe a atenção, mas as peças que tocam o alumínio quente a cada curso são a camisa e o bloco fictício, e eles consomem mais aço do que as matrizes. Uma camisa é um tubo de trezentos milímetros de diâmetro que precisa manter seu furo enquanto o óxido de alumínio o desgasta. Um bloco fictício é uma ferramenta elástica que precisa vedar contra esse furo sob pressão e ainda deslizar de volta para fora. Ambos são especificados tanto pela folga quanto pelo grau, e ambos têm um ponto de substituição que pode ser lido na máquina em vez de adivinhado.

O que cada peça faz e o que encerra sua vida útil

PeçaFunçãoO que encerra sua vida útil
Revestimento do containerO furo pelo qual o tarugo desliza. Suporta o desgaste da pele do tarugo e mantém a vedação na face da matrizRiscos, trincas térmicas e um furo que não veda mais. Uma camisa desgastada se manifesta como rebarba na face da matriz
Bloco de empuxoTransmite a força do êmbolo, veda contra a camisa, separa-se do descarte e retorna pelo container sem remover o filmeFluência: o anel cresce, a folga se fecha, o assento cônico se calca. A força de aderência pode atingir cerca de 1 MN em um bloco de 200 mm
Bloco de limpezaRaspa a camada de óxido acumulada da camisa entre tarugosSua própria folga cresce à medida que o furo se desgasta, então ele deixa de remover a camada
ÊmboloSuporta o bloco fictício e a carga do êmboloFlambagem e fadiga na rosca e na ponta
Suporte de matriz e base de apoioApoia a matriz para que não deflita sob cargaEscoamento por compressão e deformação permanente em forma de cunha

As peças de desgaste ao redor de uma matriz de extrusão de alumínio. A dureza de trabalho de cada uma é dada na página de seleção de aço para matrizes de extrusão; a camisa e o bloco fictício são as duas encomendadas nas maiores seções.

A camisa acumula óxido, e o bloco de limpeza é o único elemento que o remove

Na extrusão direta sem lubrificação, a pele do tarugo, que é óxido, permanece no furo do container porque o alumínio adere ao aço e o atrito impede o deslizamento da pele. A camada se acumula à frente do bloco fictício à medida que o curso continua, e após cerca de setenta por cento do tarugo ter passado ela começa a fluir para dentro sobre a face do bloco e para a extrusão. É daí que vêm os defeitos de extremidade traseira e as inclusões de óxido.

O controle é mecânico. Um bloco de limpeza é passado pelo container para raspar a pele, e a prática publicada é fazê-lo a cada 15 a 20 tarugos e em toda troca de liga. Quanto de pele sai depende da folga entre o bloco e o furo, então o bloco deve ser dimensionado para o furo como ele está atualmente, não como era quando a camisa era nova. Além disso, três fatores reduzem a taxa de formação da pele: um tarugo descascado, uma diferença de temperatura menor entre tarugo e container, e uma temperatura de container que não esteja muito abaixo da do tarugo.

O bloco fictício é uma mola, não um tampão

Um bloco fictício fixo tem quatro funções, e o projeto só funciona se ele cumprir as quatro ao mesmo tempo: transmitir a força da prensa em temperatura, manter uma vedação segura com a parede do container, soltar o descarte no fim do curso e retornar pelo container sem remover o filme do furo. Ele precisa ser suficientemente macio em comportamento para vedar e suficientemente elástico para liberar, e é por isso que a maioria dos blocos fixos usa uma conicidade que converte força axial em expansão radial.

A geometria publicada para um container de 200 mm demonstra o ponto. O bloco deve deixar um filme de alumínio de cerca de 0,4 mm de espessura no furo, e deve retornar por esse furo com cerca de 1,5 mm de folga para não arrastar o filme de volta para fora. Isso significa que o diâmetro do bloco deve variar cerca de 1,1 mm entre os estados carregado e descarregado, e deve fazê-lo com qualquer força de prensa em que o trabalho esteja operando, inclusive uma baixa. O projeto em três partes divide a tarefa: um corpo rígido em compressão, uma conicidade e um anel externo flexível separado. O anel é a peça que se desgasta e a peça que é substituída.

Os valores de folga e o estado que descrevem

NumberValorEstado a que se aplica
Folga a quente do bloco fictício0,254 a 0,305 mm por lado; 0,508 a 0,609 mm no diâmetroEm operação, a quente, vedando contra o furo
Folga do bloco de limpezaMetade da folga do bloco fictícioEm operação, raspando a camada de óxido
Filme deixado no furoCerca de 0,4 mmNo fim do curso, antes da retirada
Folga de retiradaCerca de 1,5 mm em um container de 200 mmDescarregado, retornando pela camisa

Duas fontes descrevem estados diferentes, não números contraditórios. As folgas de operação vêm de Saha; os valores de filme e retirada vêm do projeto de bloco fictício fixo que Sheppard descreve para um container de 200 mm.

Leia a tabela como um conjunto de estados, não como uma única tolerância. Um bloco correto a quente pode ficar apertado a frio, e um bloco que veda bem ainda pode falhar em liberar se o assento cônico tiver se calçado. É por isso que a inspeção após uma campanha procura três alterações permanentes: o diâmetro externo do anel cresceu, a folga se fechou e o assento entre a conicidade e o bloco se deformou.

Quando substituir e o que a manutenção proporciona

O aço perde propriedades mecânicas progressivamente sob este ciclo, então o anel é um consumível com base em contagem de ciclos, não em falha. O valor publicado é uma troca de anel após 30.000 a 40.000 ciclos; além disso, a deformação permanente se torna cada vez mais provável. Entre as trocas, a rotina é usinar o bloco de volta às suas dimensões originais e, em alguns casos, nitretá-lo, com graxa de alta temperatura entre a conicidade e o bloco a cada remontagem. A lubrificação não é tarefa de arrumação: com uma força de aderência em torno de 1 MN em um bloco de 200 mm, a graxa é o que permite ao bloco se separar do descarte sem danificar nenhum dos dois.

Qual aço, e por que não mais duro

O liner e o bloco fictício são ambos feitos de aço cromo para trabalho a quente, AISI H13 e seu equivalente europeu 1.2344, e operam com dureza inferior à de uma matriz. O liner é normalmente de 42 a 47 HRC e o bloco fictício de 42 a 48 HRC, contra 46 a 50 HRC na zona de trabalho da matriz. A razão é a carga: um liner é um anel espesso sob pressão interna e um bloco fictício é uma peça que precisa deformar elasticamente a cada curso, portanto ambos são limitados pela tenacidade e não pelo desgaste. Elevar a dureza para ganhar resistência ao desgaste retira a ductilidade que impede o liner de romper e o anel de trincar.

As seções são o outro motivo pelo qual essas peças são um pedido de aço e não um pedido de matriz. Um liner para um container de 7 polegadas tem um furo de cerca de 180 mm, e a parede ao redor é espessa o suficiente para que o bloco tenha várias centenas de milímetros de diâmetro; um bloco fictício para a mesma prensa é um disco de tamanho semelhante. Isso é território de barra e bloco forjado, não de esboço de matriz, e é aí que está a tonelagem.

O que isso significa para um pedido de aço para matrizes

A Aobo fornece 1.2344 ESR de 20 a 600 mm, recozido e torneado, o que cobre liners, blocos fictícios e backers, bem como esboços de matriz. O programa está na página de fornecimento de extrusão 1.2344 ESR H13, o grau em página do aço ferramenta H13, e a dureza por componente na página de seleção de aço para matriz de extrusão. O que acontece na face da matriz quando o liner deixa de vedar está na página de linhas de pick-up e de molde, e a correção que se segue a um teste malsucedido na página de correção de matriz de extrusão.

Antes de usinar um bloco com esses valores

As folgas são específicas de cada prensa e são definidas pelo projeto do bloco, pelo furo do container conforme sua medida atual e pela liga. Os valores citados aqui são valores publicados para um container de 200 mm e para um projeto de almofada fictícia; não são um desenho. Meça o furo, siga as dimensões do fabricante do bloco e confirme a folga a quente, com a prensa na força que o trabalho realmente utiliza.

Fontes: Aluminum Extrusion Technology, P. K. Saha, ASM International, 2000, páginas 192 a 193; Extrusion of Aluminium Alloys, T. Sheppard, Kluwer Academic Publishers, 1999, seção 7.2.1.