Iztiskovanje

Po homogenizaciji litih drogov sledi iztiskovanje. Iztiskovanje ali ekstruzija je v primerjavi z valjanjem ali kovanjem sodoben proces preoblikovanja kovin in zlitin. V osnovi poznamo dva načina iztiskovanja, ki se medsebojno ločita po razporeditvi orodja in obdelovanca. V primeru, da je orodje oz. matrica postavljena na enem koncu, obdelovanec, ki ga želimo preoblikovati, pa se s pomočjo stiskalnice pomika proti ali skozenj, imenujemo direktno iztiskovanje (slika 7b). V primeru tako imenovanega indirektnega iztiskovanja pa je orodje na enem koncu zaprto, na ta konec je postavljen obdelovanec, ki se preoblikuje, ko stiskalnica pomika matrico proti njemu (slika 7a). Za indirektno iztiskovanje je značilno zmanjšanje trenja med površino obdelovanca in orodjem, kar je za primer aluminijeve zlitine prikazano na sliki 7c. Ta prikazuje odvisnost sile od pomika orodja ali obdelovanca za direktno in indirektno iztiskovanje. Pri indirektnem iztiskovanju je za enako stopnjo deformacije oz. preoblikovanje potrebno tudi do 50 % manj obremenitve (sile) kot pri direktnem iztiskovanju. Posamezne prednosti indirektnega iztiskovanja se ob manjšem trenju navezujejo tudi na manjše temperaturne spremembe in stabilnejši in bolj enakomeren tok materiala pri preoblikovanju. Veliko nižje maksimalne sile, ki so potrebne za preoblikovanje z indirektnim iztiskovanjem, omogočajo deformacije do manjših presekov, višjih temperatur in s hitrejšimi stopnjami deformacije. Indirektno iztiskovanje je manj nagnjeno k nastanku napak materiala in grobo zrnatih mikrostrukturnih področij, kar zagotavlja bolj enakomerno deformacijo po celotnem preseku obdelovanca. Življenjska doba notranjosti orodja je zaradi minimalnega trenja precej daljša od orodij za direktno iztiskovanje. Kot glavna pomanjkljivost indirektnega iztiskovanja se najpogosteje izpostavlja obsežna mehanska obdelava površine, ki je nujna zaradi toka materiala pri preoblikovanju in posledičnem kontaminiranju površine ali napak na njej.25, 31, 84

15

Slika 7: Direktno in indirektno iztiskovanje: a) shema indirektnega in b) direktnega iztiskovanja ter c) obremenitev oz. sila v odvisnosti od pomika obdelovanca ali orodja za direktno in

indirektno iztiskovanje.^{25, 84}

Parametri iztiskovanja so pogojeni z lastnostmi zlitine. Za mehkejše zlitine, kot so zlitine iz serije 6xxx, je potrebno za iztiskovanje manj sile kot pri trših zlitinah. Zlitina EN AW-2011 spada med mehkejše zlitine, saj ima veliko osnovnega α-Al ter nizko vsebnost legirnih elementov. Eno izmed meril iztiskovanja je pretočna napetost zlitine (locus on the extrusion limit diagram). Kot referenca za relativno iztiskovanje Al-zlitin je primerjava zlitine z referenčno zlitino 6063, katere indeks je 100 (tabela 3). Z naraščanjem števila je zlitina težje preoblikovalna.

Tabela 3: Primerjava relativne sposobnosti iztiskovanja Al-zlitin⁸⁵ Zlitina Relativna sposobnost

iztiskovanja

Zlitina Relativna sposobnost iztiskovanja

1000 77 3004 180

1100 86 6082 197

6063 100 2014 202

3005 106 5052 229

3003 112 5056 232

6105 134 2024 247

4047 128 5054 265

3105 126 7150 269

6061 151 7050 280

5005 154 5083 281

7004 157 5182 293

2011 171 5456 300

7075 316

16 2.5 Toplotna obdelava

Nedoseganje ustrezno visokih mehanskih lastnosti se kljub ustrezni izvedbi postopkov litja, homogenizacije in predvsem preoblikovanja lahko pojavi zaradi neustreznosti toplotnih obdelav.³² Za izbrano zlitino EN AW-2011 so v tabeli 4 predstavljene mejne vrednosti za Rm Rp0.2 in A ter trdota po Brinellu (HB). Kot je razvidno, se najvišje mehanske lastnosti zahtevajo pri stanju T8.³³ Vpliv izvedbe raztopnega žarjenja in staranja na mehanske lastnosti zlitine EN AW-2011 je predstavljen v tabeli 5. Jang in sodelavci³³ so izvedli raztopno žarjenje za 2 h pri 5 različnih temperaturah v intervalu od 510 °C do 530 °C. Najvišje vrednosti vseh preiskovanih mehanskih lastnosti so se pojavile pri 525 °C, kar se izkaže za najbolj optimalno izvedbo raztopnega žarjenja 2 h pri omenjeni temperaturi. Pri različnih izvedbah staranja se razločno vidi povezovanje povečevanja vrednosti Rm in trdote po Vickersu (HV). Z optimizacijo časa in temperature staranja se tako povečujeta obe navedeni vrednosti. Glede na najvišje dosežene vrednosti (Rm je 402 MPa in trdota 126 HV) se za najbolj optimalen potek staranja izkaže 180 °C za 8 h izvedbe toplotne obdelave.

Tabela 4: Predpisane mehanske lastnosti za zlitino EN AW-2011v različnih toplotnih stanjih³⁴

Toplotna

17

Tabela 5: Mehanske lastnosti (natezne lastnosti, trdota) za različne izvedbe raztopnega žarjenja in staranja za zlitino EN AW-2011³⁴

Mikrostrukturna analiza je ob merjenju mehanskih lastnosti ključnega pomena za karakterizacijo uspešnosti izdelka. Hkrati se z mikrostrukturnimi analizami lahko opazuje vpliv izvedbe toplotnih obdelav, kar se posledično odraža na mehanskih lastnostih.^{35, 36} Navedeno je prikazano na sliki 8,

18

kjer je ob povečevanju temperature raztopnega žarjenja pri enakem času razvidna večja rast zrn.³⁷ Za raziskovani primer na zlitini EN AW-2011 je povečevanje temperature pri raztopnem žarjenju za 5 °C pokazalo postopno povečevanje povprečne velikosti kristalnega zrna za približno 10 μm, z izjemo pri temperaturi 530 °C, kjer so zabeležili rahlo zmanjšanje zrnatosti.²⁵ Dodatek silicija ali skandija (Sc) pomaga pri zmanjševanju velikosti kristalnega zrna.³⁸ Liang in sodelavci³⁹ pa za zlitino EN AW-2024, ki ima podobno kemijsko sestavo kot EN AW-2011, ugotavljajo, da je kljub povečanju temperature homogenizacije nad 530 °C zelo težko raztopiti vse tvorjene železove faze pri procesu litja, kar ima vpliv na uspešnost učinka staranja.

Slika 8: Mikrostrukturni posnetki raztopno žarjenih vzorcev 2 h pri temperaturah: a) 515 °C; b) 520 °C; c) 525 °C; d) 530 °C.⁴⁰

2.5.1 Toplotna stanja

Za uvrščanje Al-zlitin po toplotnih stanjih in lažje določanje mehanskih lastnosti je bil ustvarjen sistem nomenklature s črkami in številkami po Mednarodnem sistemu za označevanje gnetnih zlitin; International designation systems for wrought alloys

(

IADS). Sistem ločeno obravnavna deformacijsko utrjevalne in toplotno utrjevalne zlitine. Razdelitev je prikazana v tabeli 6.

Zlitina je označena kot proizvedena s črko F in žarjena s črko O. Zlitine, ki so deformacijsko utrjevane, so označene s H, s prvo številko je označena sekundarna obdelava: 1 – samo deformacijsko utrjeno; 2 – deformacijsko utrjeno in delno žarjeno; 3 – deformacijsko utrjeno in stabilizirano. Druga številka predstavlja trdnostna stanja oz. stopnjo dosežene trdote.

Toplotno utrjevalne zlitine se označujejo s črko W kot oznako za raztopno žarjenje. Oznaka predstavlja nestabilno stanje, ko se zlitina spontano stara pri sobni temperaturi po raztopnem žarenju. Toplotno obdelane zlitine so označene s črko T, ki ji sledi številka. Pod vsako številko je predpisano zaporedje operacij, bodisi toplotna obdelava ali preoblikovanje.

19

Tabela 6: Toplotna stanja za Al-zlitine z izvedbo različnih toplotnih obdelav⁴¹

Prva črka – osnovna obdelava

oz. stanje

Prva številka –

sekundarna obdelava, ki vpliva na lastnosti

Druga številka 2 deformacijsko utrjeno in delno

žarjeno 4 ½ trdo

3 deformacijsko utrjeno in stabilizirano 6 ¾ trdo 8 trdo

1 ohlajeno iz temperature predelave in naravno starano

ohlajeno iz temperature predelave, hladno preoblikovano, naravno starano

raztopno žarjeno, hladno preoblikovano, naravno starano raztopno žarjeno in naravno starano

ohlajeno iz temperature predelave in umetno starano raztopno žarjeno, umetno starano

raztopno žarjeno in prestarano oz. stabilizirano

raztopno žarjeno, hladno preoblikovano in umetno starano raztopno žarjeno, umetno starano in hladno deformirano

ohlajeno iz temperature predelave, hladno deformirano in umetno starano

20 2.5.2 Staranje

Osnovna delitev Al-zlitin na deformacijsko utrjevalne in toplotno utrjevalne že po poimenovanju izpostavlja pomen toplotnih obdelav, ki so ključnega pomena za doseganje želenih, predvsem višjih mehanskih lastnosti. Ob Al-zlitinah iz skupin 6xxx, 7xxx in 8xxx so tudi zlitine iz skupine 2xxx praviloma vedno deležne toplotnih obdelav, katerih namen je izboljšanje mehanskih lastnosti z mehanizmi izločevalnega utrjevanja. Splošni pogoj za utrditev materiala (toplotno utrjevalne zlitine) v že trdnem agregatnem stanju je izvajanje tako imenovanega staranja po naravni ali umetni poti.²⁵ Znatno povečanje trdnosti toplotno obdelanih Al-zlitin temelji na izločanju (precipitaciji) submikro-/nano-velikih sekundarnih faz iz nasičene trdne raztopine, ki služijo kot ovire pri premikanju dislokacij. Večje mikrostrukturne sestavine (1–10 μm)³⁷ praviloma ne pripomorejo k utrjevanju, ampak predstavljajo nevarnost za nastanek praznin, razpok in širjenje le-teh po prednostnih ravninah. Navedeno posledično zmanjšuje duktilnost in žilavost komercialno izdelanih Al-zlitin.^{58, 59}

Utrjevanje s staranjem (staranje) je več kot sto let stara poznana metoda za izboljševanje kovinskih zlitin. Obarjanje ali v metalurški stroki bolj poznano kot precipitacija je po definiciji izločanje s kemijskimi reakcijami iz raztopin v obliki trdnih ali tekočih delcev. Teoretično gre za izločanje faz iz trdne raztopine. Precipitati (izločki), kot so Guinier-Preston (GP) cone v zlitinah iz sistema Al-Cu, se ob toplotni obdelavi tvorijo iz prenasičenih trdnih raztopin (SSSS) in kot nastale ovire zavirajo gibanje dislokacij med plastično deformacijo (slika 9).⁴² Struktura, sestava in morfologija izločkov predstavljajo ključne parametre za utrjevalni potencial. Najpogostejši (klasični) izločevalni interval (sekvenca) je: SSSS→GPI→GPII→θ''→θ'→θ. Naštete faze, ki so z izločevalno matrico kot celični model, se pojavijo pri različnih stopnjah toplotne obdelave. GPI predstavlja eno atomsko plast bakra, ki leži na ravnini {002}α. GPII se nadaljuje v dve atomski plasti bakra na ravnini {002}α, ki sta ločeni z razdaljo 2a. Izmenjujoče plasti aluminija in bakra tvorijo θ'' (več kot dve bakrovi atomski plasti), ki nastaja s podobnim pravilom zlaganja (zaporedja) kot GPII. Liu in sodelavci⁶⁰ so ob navedeni klasični sekvenci izločanja ugotovili še posamezne pred-deformirane metalstabilne faze. Večina zlitin iz omenjene skupine premore zelo hiter učinek povečanja trdote ob tvorjenju raztopljenih klasterjev že ob krajšem času umetnega staranja (60 s).^{8, 61} Raztopljeni klasterji, ki jih sestavlja do deset atomov, so povsem koherentni z osnovo oz. matrico materiala, zato jih je kljub uporabi visoko ločljivostnega presevnega elektronskega mikroskopa (HRTEM) zelo težko prepoznati.⁶²

Uspešno izvedbo staranja, ki je pogojena s končno aplikacijo zlitine ali izdelka, so Tariq in sodelavci⁴⁰ pri sorodnih zlitinah (AA2014, AA2024 in AA2219) uporabili različne izvedbe toplotne obdelave. Kot najuspešnejše kombinacije temperatur in časov staranja so bile izpostavljene 12 h na 165 °C, 13 h na 190 °C in 14 h na 185 °C.⁴² V skladu z rezultati Sadeghi in sodelavcev⁴³ prestaranje, torej pretirano izločanje Al2Cu faze, povzroči padec trdote.

21

Slika 9: Shema strukturnega modela različnih osnovnih izločkov pri Al-Cu zlitini: GPI cona→GPII cona→θ''→θ'⁴¹

Aluminij in baker tvorita različne intermetalne faze glede na pogoje in različne metode izdelave.

Hannech in sodelavci²³so raziskovali večfazno difuzijo med bakrom in aluminijem z uporabo parov v raztopnem stanju pri temperaturi 673–808 K za največ 100 ur. Poročali so o nastanku petih ravnotežnih fazah, predvidenih iz faznega diagrama Al-Cu, in sicer Al4Cu9, Al2Cu3, Al3Cu4, AlCu in Al2Cu.¹⁹ Ob nastajanju Al-Cu faz se tvorijo tudi Al-Cu-Fe faze, te so Al13Fe4, AlFe(Cu), AlCu(Fe).²³ Obravnavane Al-zlitine iz skupine 2xxx imajo majhno hitrost iztiskanja, hkrati pa pri iztiskanju zahtevajo visoke tlake, kar jim posledično pripisuje nizko stopnjo preoblikovanosti pri iztiskanju.⁴⁵ Ob litju zlitine EN AW-2011 neravnotežno strjevanje poskrbi za tvorjenje večjega števila različnih evtektikov. Te faze so mikro nivoja in imajo relativno nizko temperaturo tališča,⁴⁶ kar zaradi taljenja ob visokotemperaturnih termomehanskih obdelavah povzroča nepopravljivo škodo materiala.²⁶ Nehomogenizirani liti polproizvodi iz aluminijevih zlitin imajo iz stališča mikrostrukturnih sestavin heterogeno mikrostrukturo, saj so dodani legirni elementi neenakomerno razporejeni. S postopkom homogenizacijskega žarjenja se vsem litim polizdelkom izboljša tudi preoblikovanost.^2,

63, 64

Pravilna in posledično uspešna toplotna obdelava homogenizacije pred postopkom iztiskanja je dosežena ob vzpostavitvi homogene mikrostrukture in optimizirane trdote litega droga po celotnem preseku in dolžini.

Velik vpliv na preoblikovanost materiala ima tekstura materiala s posameznimi teksturnimi komponentami in njihovimi volumskimi deleži.^{65, 66} Homogenizacija hkrati vpliva tudi na teksturo materiala, saj poskrbi za preoblikovanje in usmerjenost kristalnih zrn primarne faze, zmanjšuje segregacije in precipitacijo disperzoidov, ki s svojo prisotnostjo prav tako vplivajo na teksturo materiala.⁶⁷

22

3 EKSPERIMENTALNI DEL

Eksperimentalni del magistrske naloge je temeljil na optimizaciji toplotnih obdelav drogov in palic iz zlitine EN AW-2011. Izdelava (litje in iztiskovanje), toplotna obdelava (homogenizacija in staranje) in priprava vzorcev (struženje in razrez) so potekale v podjetju Impol. Obseg eksperimentalnega dela smo zastavili glede na začetne izračune s programsko opremo Thermo-Calc in analizah z diferenčno vrstično kalorimetrijo (DSC). Pri konstantni temperaturi (520 °C) se je v laboratorijskih pečeh izvedla homogenizacija litih vzorcev z devetimi različnimi časi. Rezultate časovno različno homogeniziranih drogov smo primerjali z rezultati analiz s svetlobno mikroskopijo (LM), vrstičnega elektronskega mikroskopa (SEM) in izmerjenih trdot po Brinellu.

Za nadaljnji postopek preoblikovanja (iztiskovanje) so se kot najbolj optimalni izkazali rezultati homogenizacije po 4, 5 in 6 urah na temperaturi 520 °C. Pri navedenih časih so se homogenizirani drogovi razrezali na dolžino 800 mm in postružili iz premera 282 mm na 275 mm. Pripravljene okroglice so se predhodno segrele v kontinuirani peči, na temperaturo iztiskovanja. Sledilo je iztiskovanje na indirektni iztiskovalnici s trižilnim orodjem palic. Palice so se ravnale na natezno-ravnalnem stroju za 3,5 %. Končna toplotna obdelava staranja se je izvajala na laboratorijski ravni.

Iztiskoavnje palice smo narezali na manjše vzorce in jih toplotno obdelali pri treh različnih temperaturah in desetih različnih časih. Ob določitvi najbolj optimalne temperature in časa glede na trdoto vzorcev smo izvedli tudi natezne preizkuse. Za doseganje ponovljivosti rezultatov smo izvedli tudi ponovitve na potencialnih vzorcih. Diagram potek celotnega eksperimenta je prikazan na sliki 10.

Slika 10: Diagram poteka eksperimentalne raziskave, od litja do končne toplotne obdelave

23 3.1 Priprava vložka

Za izdelavo izbrane zlitine EN AW-2011 smo najprej pripravili vložek za taljenje. Vhodna surovina se deli na več internih tehničnih karakteristik, lastnosti, ki zagotavljajo najvišje kakovostne zahteve končnega izdelka. Za pripravo surovine se uporabljata sekundarni aluminij, torej interni krožni material, in primarni aluminij. Količine vložka in vrsta so navedene v tabeli 7.

Tabela 7: Sestava in količine vhodnega materiala oz. vložka. Navedene so interne oznake podjetja Impol. V oklepajih so dodane še oznake po standardu.⁹

Zlitina A50

(EN AW-1080)

AF40

(EN AW-8079)

D11

(odpad skupine 2xxx)

D51

(EN AW-2011)

Količina [t] 8,240 3,700 3,300 8,105

3.2 Taljenje

Vložek smo pretalili v treh indukcijskih talilnih pečeh, katere kapaciteta vsake je 9 t taline (slika 11).

Material smo založili s pomočjo šaržirnih vozov. Skupno smo založili 23,390 t vhodnega materiala s 35,23 mas. % primarnega aluminija. Taljenje je potekalo v elektromagnetnem polju s srednje frekvenčnimi pečmi, ki imajo nazivno moč 2600 kW. Ko se je material stalil in dosegel homogeno stanje, smo posneli žlindro ter izvedli prvo vzorčenje in analiziranje kemijske sestave na kvantometru. S pomočjo rezultatov smo lahko opravili legiranje (tabela 8) za pripravo želene kemijske sestave.

Slika 11: Industrijska indukcijska peč za taljenje aluminijevega vložka pri izdelavi drogov

24

Tabela 8: Seznam dodanih legirnih elementov po prvem vzorčenju Legirni nomenklaturi v Impolu za zlitino D51) in izdelani zlitini za eksperimentalno delo.

Tabela 9: Kemijska sestava zlitine EN AW-2011 po standardu ASTM B211/B211M-19⁴⁴ ter

Ko je bila dosežena želena kemijska sestava zlitine, smo talino prelili v odstajno/livno peč. Za zagotavljanje kakovostnejšega izdelka (čistost) so se izvedli postopki obdelave taline. Za zmanjševanje deleža kovinskih in nekovinskih vključkov v talini smo izvedli prepihovanje z napravo RFI, skozi katerega se vpihuje inertni plin Ar. Po preteklih 30 minutah smo še zadnjič posneli žlindro in opravili analizo kemijske sestave.

Talina je dosegala vse predpisane parametre, zato smo začeli proces litja. V livni žleb se je takoj pri izstopu taline dodajal udrobnjevalec v obliki žice iz predzlitine Al-Ti-B, kasneje so se izvedli še dodatni procesi za doseganje čistosti taline. Prvi proces čiščenja, ki se je izvedel, je Alpur. Sistem je integriran na livnem žlebu. Omenjena Alpur komora s pomočjo dveh grafitnih rotorjev v talino vpihuje plina argon in klor. Kombinacija navedenih plinov učinkovito odstranjuje vodik in alkalijske elemente (Na, Ca). Drugi uporabljeni sistem za doseganje še večje čistosti taline je filter-box sistem. Keramični filtri z velikostjo približno 500 mm (20 inch) in gostote 2 pori na 25 mm (50 por na inch) odstranjuje nekovinske vključke in nastalo oksidno plast iz površine taline.

25 3.3.2 Litje

Litje drogov je potekalo s tehnologijo »Air Slip« na livni mizi z 20 kristalizatorji (kokilami). Linija od taljenja do litja je prikazana na sliki 12. Parametri litja so navedeni v tabeli 10. Skupno je bilo odlitih 20 drogov dolžine 7,5 m. Za nadaljnje raziskave smo uporabi samo 3 lite drogove. Kemična sestava 3 obravnavanih litih drogov je povsem enaka in prikazana v tabeli 11.

Slika 12: Prikaz livne linije od taljenja do litja Tabela 10: Seznam parametrov litja drogov za izvedbo raziskovalnega dela

Parametri Količina Enota

Hitrost litja 74,0 mm/min

Pretok vode 159,3 m³/h

Poraba TiB 21,0 mm/min

Temperatura hladilne vode 24,0 °C Temperatura odstajne peči 723,0 °C

Temperatura Alpur 730,0 °C

Temperatura žleba 705,0 °C

Teža ulitega materiala 26209,0 kg

Tabela 11: Povprečna kemijska sestava 3 litih drogov, ki so bili uporabljeni za nadaljnje industrijske in laboratorijske postopke. Vrednosti so podane v mas. %

Element Si Fe Cu Mn Mg Ni Ti Pb Sn Bi Al

Količina 0,15 0,45 5,44 0,01 0,007 0,006 0,006 0,31 0,002 0,52 Ost.

26 3.4 Homogenizacija

V prvi fazi optimizacije homogenizacije smo izvedli laboratorijsko homogenizacijo. Vzorci so bili izrezani iz litega diska na mestu D/4 (slika 13). 20 vzorcev smo homogenizirali v laboratorijski peči Bosio. Temperatura homogenizacije je bila 520 °C, časi homogenizacije pa med 1 uro in 8 ur ter 12 ur. Pri enakih pogojih homogenizacije sta bila toplotno obdelana po dva vzorca, tako da smo po koncu homogenizacije en vzorec ohladili v vodi, drugega pa na zraku. V prvem primeru smo simulirali način toplotne obdelave hlajenja droga po homogenizaciji z vodno prho. Pri drugem načinu ohlajanja pa smo želeli simulirati način toplotne obdelave hlajenja droga po homogenizaciji s turbo ventilatorji. Na sliki 14a je laboratorijska homogenizacijska peč, na sliki 14b pa so prikazani vzorci v laboratorijski peči.

Slika 14: Prikaz laboratorijsko izvedene homogenizacije: a) laboratorijska homogenizacijska peč in b) z vstavljenimi vzorci

Slika 13: Prikaz mesta odvzema vzorcev za homogenizacijo

27

S pomočjo LM in izmerjenih trdot na laboratorijskih vzorcih smo določili optimalni čas homogenizacije in način ohlajanja drogov. Na podlagi teh rezultatov smo v drugi fazi v proizvodnji homogenizirali drogove v kontinuirani homogenizacijski peči 4, 5 in 6 ur na temperaturi 520 °C.

Po izstopu drogov iz peči se je izvedlo vodno hlajenje drogov, kot je predpisano za homogenizirano in vodno hlajeno stanje (stanje HP).

Vzorce smo označili s tremi oznakami, s temperaturo in časom homogenizacije ter načinom ohlajanja vzorcev. Vzorcem, ki so bili homogenizirani v proizvodnji, smo dodali dodatno oznako P. Homogenizacijska linija v proizvodnji je prikazana na sliki 15.

Slika 15: Industrijska kontinuirana homogenizacijska peč z vodno prho

3.5 Razrez in priprava na iztistiskovanje

Pred procesom iztiskovanja je treba drogove razrezati in površinsko pripraviti. Za vsak drog (po treh različnih časih homogenizacije) smo odrezali dve okroglici dolžine 800 mm. Dobili smo torej 6 okroglic, z oznakami od 1 do 6. Oznaki 1 in 2 sta tako pripadali okroglicama, ki sta bila iz droga, homogeniziranega 4 ure. Nadalje smo oznaki 3 in 4 uporabili za okroglici, homogenizirani 5 ur, ter oznaki 5 in 6 za okroglici, odrezani iz droga, homogeniziranega 6 ur.

Razrezu drogov je takoj sledilo struženje na liniji s strojem Diana BPM 530 CNC. Vhodna okroglica je imel premer 282 mm, po struženju pa 275 mm. Sliki 16a in 16b prikazujeta okroglici pred in po obdelavi na stroju za struženje.

28

Slika 16: Prikaz okroglice za iztiskanje: a) neobdelana okroglica v stružnici in b) obdelana, postružena okroglica

3.6 Iztiskovanje

Iztiskovanje je potekalo na 35 MN indirektni stiskalnici. Izbrali smo dimenzijo palic in pripadajoče orodje, prikazano na sliki 17a. Orodje s tremi žilami je bilo pred iztiskanjem ogreto na temperaturo 480 °C in vstavljeno v stiskalnico. Okroglice so bile nato pred samim iztiskanjem predgrete v plinski kontinuirani peči na temperaturo 470 °C (slika 17b). Po prhanju okroglice na delovno temperaturo 390 °C je bila okroglica vstavljena v iztiskovalnico, slika 16c. Sledilo je iztiskovanje (slika 17d) s tehnološkimi parametri iztiskanja, prikazanimi v tabeli 12. Na izstopu palic iz iztiskovalnice so te bile vodno hlajene oz. gašene v vodnem koritu, temperature 28 °C, kar je prikazano na sliki 18a.

Palice, dolžine 12,78 m (slika 18b), so bile ravnane na natezno-ravnalnem stroju s 3,5 % trajnim raztezkom. Končna dolžina palic je tako znašala 13,17 m. Sledil je razrez le-teh na manjše palice, dolžine 300 mm. Iztiskane palice smo razrezali na manjše (slika 18c), ki smo jih označili glede na mesto razreza in potek preoblikovalnega postopka (začetek in konec). Manjše palice smo dodatno označili po sekcijah glede na mesto odreza. Glede na navedeno smo uporabili oznake od 1 in vse do 15. Dodatno oznako je predstavljala temperatura homogenizacije droga. Na sliki 19 je prikazana shema označevanja palic.

29

Slika 17: Tehnologija in način iztiskanja: a) izbrano orodje, b) Junker kontinuirana plinska peč s surovcem, c) prikaz poteka iztiskovanja; vstavitev okroglice in d) prikaz poteka iztiskovanja in

pomik bata

Tabela 12: Tehnološki parametri iztiskanja palic na indirektni stiskalnici

Parameter Vrednost

Temperatura plinske peči 470 °C

Hitrost iztikanja 6,48 mm/s

Sila iztiskanja 21,2 MN

Izmerjena dolžina okroglice 815 mm Debelina iztiskanega ostanka 33 mm

Izmerjena dolžina okroglice 815 mm Debelina iztiskanega ostanka 33 mm

In document MAGISTRSKO DELO (Strani 30-0)