Làm thế nào để chọn đúng vật liệu cho khuôn đùn nóng liên tục cho đồng?

Trong ngành chế biến đồng, đùn nóng liên tục là công nghệ cốt lõi để sản xuất các cấu hình quan trọng như thanh và dây đồng, và việc lựa chọn vật liệu khuôn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất, chất lượng sản phẩm và tổng chi phí. Bài viết này sẽ phân tích những hạn chế của thép làm khuôn truyền thống từ góc độ nhu cầu sản xuất thực tế, trình bày chi tiết ưu điểm của hợp kim coban và cung cấp hướng dẫn chuyên môn cho các doanh nghiệp trong việc lựa chọn vật liệu cho khuôn đùn nóng liên tục đồng thông qua các trường hợp ứng dụng.

Xác định yêu cầu vật liệu cho quá trình đùn nóng liên tục đồng

Yêu cầu cốt lõi đối với khuôn dập trong ngành công nghiệp

Thanh và dây đồng được sử dụng rộng rãi trong truyền tải điện, vận tải đường sắt, thiết bị điện tử và các lĩnh vực khác, với việc sản xuất phụ thuộc vào hoạt động hiệu quả của máy đùn nóng liên tục theo phương ngang. Các máy này xử lý phôi đồng thành các thanh có tiết diện cụ thể thông qua quy trình đùn liên tục, đặt ra yêu cầu cực kỳ cao về độ ổn định của khuôn, khả năng chống mài mòn và khả năng giữ độ chính xác — khuôn phải duy trì hiệu suất ổn định trong thời gian sản xuất kéo dài để đảm bảo thông số kỹ thuật sản phẩm đồng nhất.

Những thách thức trong môi trường hoạt động của khuôn mẫu

Môi trường vận hành của quá trình đùn nóng liên tục vật liệu đồng cực kỳ khắc nghiệt: khuôn phải liên tục chịu được nhiệt độ 500–600°C, áp suất đùn lên đến hàng trăm megapascal và ma sát mạnh do dòng chảy của vật liệu đồng gây ra. Trong những điều kiện như vậy, độ cứng chịu nhiệt độ cao, độ mài mòn và khả năng chống mỏi nhiệt của khuôn trở thành các chỉ số cốt lõi để đánh giá hiệu suất của nó. Bất kỳ sự thiếu hụt nào trong các đặc tính này đều có thể dẫn đến gián đoạn sản xuất hoặc sản phẩm bị loại bỏ.

Những hạn chế của thép khuôn truyền thống

Các khuyết tật về hiệu suất của thép H11, H13 và H21

Trong một thời gian dài, thép khuôn gia công nóng H11, H13 và H21 là vật liệu thường được sử dụng để đùn đồng. Tuy nhiên, trong các trường hợp đùn nóng liên tục, hiện tượng thoát cacbon nghiêm trọng ở nhiệt độ cao xảy ra. Ở nhiệt độ trên 500°C, các nguyên tố cacbon trên bề mặt thép dễ bị oxy hóa và mất đi, làm giảm nhanh độ cứng bề mặt và tăng tốc độ mài mòn khuôn. Khi nhiệt độ vượt quá 600°C, độ cứng của các loại thép này giảm mạnh, không thể duy trì độ bền cấu trúc cần thiết cho quá trình đùn, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác kích thước của vật liệu đồng. Các chu kỳ gia nhiệt-làm nguội thường xuyên tạo ra ứng suất xen kẽ bên trong khuôn, dẫn đến hình thành các vết nứt nhỏ và lan rộng dần dần, cuối cùng dẫn đến hỏng khuôn sớm.

Tại sao hợp kim coban lại là lựa chọn ưu tiên cho khuôn đùn đồng nóng?

Ưu điểm về tính chất vật liệu

ST 3, là đại diện tiêu biểu của hợp kim gốc coban, sở hữu độ bền và độ dẻo dai cao, độ bền nhiệt độ cao và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, khiến nó đặc biệt phù hợp với môi trường khắc nghiệt của quá trình đùn nóng liên tục các vật liệu đồng. Ở nhiệt độ trên 600°C, hợp kim ST 3 duy trì độ cứng HRC 40-45, giảm dần khi nhiệt độ tăng, tránh sự sụt giảm đột ngột, đảm bảo tính ổn định về cấu trúc trong điều kiện nhiệt độ cao trong thời gian dài. Khả năng chống mài mòn của nó bắt nguồn từ việc tăng cường hợp chất liên kim loại vốn có trong hợp kim chứ không phải từ các cacbua. Do đó, khả năng chống mài mòn của nó trong điều kiện ma sát ở nhiệt độ cao gấp 3-5 lần so với thép H13, chống mài mòn bề mặt hiệu quả do dòng chảy của vật liệu đồng gây ra. Hợp kim gốc coban có thể chịu được sự biến động nhiệt độ thường xuyên, giảm sự xuất hiện của các vết nứt ứng suất nhiệt và kéo dài đáng kể chu kỳ hoạt động ổn định của khuôn.

Nghiên cứu trường hợp khách hàng Ấn Độ

Một công ty chế biến đồng Ấn Độ ban đầu rất lo ngại về chi phí cao của hợp kim ST 3 khi lựa chọn vật liệu khuôn. Chúng tôi đã thành lập một đội ngũ chuyên trách để can thiệp vào quy trình thiết kế khuôn: thông qua mô hình 3D, chúng tôi tối ưu hóa cấu trúc rãnh dẫn khuôn, giảm độ dày vật liệu tại các vùng làm việc lõi và áp dụng quy trình kết hợp ST3 và H13 để lắp ráp nóng, nhờ đó giảm lượng vật liệu hợp kim coban sử dụng mà vẫn duy trì được độ bền.

Sau khi thử nghiệm khuôn hợp kim ST 3 được tối ưu hóa, khách hàng nhận thấy hiệu quả sản xuất được cải thiện đáng kể. Mặc dù chi phí cho mỗi khuôn tăng, nhưng công ty vẫn tiết kiệm được tổng chi phí.

Lựa chọn vật liệu khuôn phù hợp để nâng cao hiệu quả sản xuất đồng

Việc sản xuất vật liệu đồng hiệu quả thông qua phương pháp đùn nóng liên tục phụ thuộc vào vật liệu khuôn hiệu suất cao. Những hạn chế về hiệu suất của thép khuôn truyền thống trong môi trường nhiệt độ cao, mài mòn cao đã trở thành một nút thắt cản trở sự phát triển của ngành. Hợp kim coban mang đến giải pháp lý tưởng cho thách thức này với độ cứng đỏ tuyệt vời, khả năng chống mài mòn và khả năng chống mỏi nhiệt.

Nếu bạn gặp phải các vấn đề như tuổi thọ khuôn ngắn hoặc sản xuất không ổn định, vui lòng liên hệ với chúng tôi để được giải pháp tùy chỉnh.