The phenomenon of durability variable dies for aluminum extrusion profiles

El fenómeno de la durabilidad variable de las matrices para perfiles de extrusión de aluminio

Las matrices de extrusión suelen regenerarse varias veces (4 veces como mínimo). No se ha explicado el fenómeno de la prolongación de la vida útil después de cada proceso de nitruración regenerativa. En este trabajo se ha presentado el proceso de regeneración de las matrices utilizadas en la extrusión de perfiles de aluminio. En el artículo se ha tratado de explicar la causa del aumento de la durabilidad de las matrices después de la tercera o cuarta nitruración. También en este trabajo se presenta un análisis de la influencia de los parámetros de nitruración gaseosa con el método ZeroFlow sobre la dureza de las matrices. Los resultados se verificaron en condiciones industriales en una empresa de extrusión, comparando la durabilidad de las matrices nitruradas con el método ZeroFlow con las matrices utilizadas hasta el momento nitruradas de forma comercial. Se consiguió un aumento de la durabilidad de las matrices tras una única nitruración ZeroFlow.

INTRODUCCIÓN

La extrusión de perfiles de aluminio es uno de los métodos más extendidos de conformación de productos semiacabados. Este proceso se realiza en caliente y suele aplicarse para obtener productos largos en forma de barras, tubos y otros perfiles. El material, calentado a alta temperatura, se extruye en prensas horizontales con una fuerza de prensado de 4 a 100 MN a través de una matriz abierta. Este proceso suele ser continuo gracias a la aplicación de alimentación automática de stock y combinándolo con el trabajo del plástico. Como muestran los datos de la bibliografía y los propios estudios del autor, el material y la matriz se calientan normalmente a una temperatura comprendida entre 450 y 550 °C, aunque, como resultado de la fricción interna entre el material y las superficies de conformado, puede elevarse incluso hasta 620 °C [1]. Las matrices de extrusión suelen fabricarse con acero AISI H11 para trabajo en caliente (EN X37CrMoV5-1) o AISI H13 (EN X40CrMoV5-1) tratado térmicamente mediante temple y revenido a alta temperatura. La experiencia de fabricación demuestra que las capas nitruradas producidas en las matrices no proporcionan una vida útil suficientemente larga. Tampoco garantizan la repetibilidad de los resultados. Los fenómenos de desgaste de estas matrices se describen en varias publicaciones, entre ellas [2], donde se indican diferentes tipos de desgaste, desde el desgaste adhesivo hasta el abrasivo, pasando por el desconchado [3, 4]. La consideración de temperaturas tan elevadas en la superficie de trabajo ha llevado a que desde hace varios años se intente aplicar una tecnología más costosa para la modificación de la superficie de trabajo de las matrices mediante la aplicación de métodos de PVC/CVD y el análisis de su resistencia al desgaste.

Los autores del estudio [5] demostraron que la forma de una matriz tiene un impacto significativo en la uniformidad, profundidad y calidad de la capa nitrurada, así como en la dureza, tanto en la dureza superficial como en su distribución desde la superficie hacia el interior de la matriz.