Өте жоғары беріктіктегі болат (алюминий) үшін жоғары жылдамдықты ыстықтай штамптау өндіріс желісі
Негізгі мүмкіндіктер
Өндіріс желісі ыстық штамптау технологиясын қолдану арқылы автомобиль бөлшектерін өндіру процесін оңтайландыруға арналған. Азияда ыстық штамптау және Еуропада пресстеу деп аталатын бұл процесс дайын материалды белгілі бір температураға дейін қыздыруды, содан кейін қажетті пішінге жету және металл материалын фазалық түрлендіру үшін қысымды сақтай отырып, гидравликалық пресс технологиясын қолдана отырып, тиісті қалыптарда пресстеуді қамтиды. Ыстық штамптау техникасын тікелей және жанама ыстық штамптау әдістеріне жіктеуге болады.
Артықшылықтары
Ыстық штампталған құрылымдық компоненттердің негізгі артықшылықтарының бірі - олардың тамаша пішінделуі, бұл ерекше созылу беріктігімен күрделі геометрияларды өндіруге мүмкіндік береді. Ыстық штампталған бөлшектердің жоғары беріктігі жұқа металл парақтарды пайдалануға мүмкіндік береді, бұл құрылымдық тұтастық пен соққыға төзімділікті сақтай отырып, компоненттердің салмағын азайтады. Басқа артықшылықтарға мыналар жатады:
Біріктіру операцияларының қысқартылуы:Ыстық штамптау технологиясы дәнекерлеу немесе бекіту қосылымдарын пайдалану қажеттілігін азайтады, бұл тиімділікті арттырады және өнімнің тұтастығын жақсартады.
Минимизацияланған Springback және Warpage:Ыстық штамптау процесі бөлшектердің серіппелілігі және майысуы сияқты жағымсыз деформацияларды азайтады, дәл өлшемдік дәлдікті қамтамасыз етеді және қосымша қайта өңдеу қажеттілігін азайтады.
Бөлшектердің ақаулары аз:Ыстық штампталған бөлшектер суық қалыптау әдістерімен салыстырғанда жарықтар мен бөлшектену сияқты ақауларды аз көрсетеді, бұл өнім сапасын жақсартады және қалдықтарды азайтады.
Төменгі прес тоннажы:Ыстық штамптау суық қалыптау әдістерімен салыстырғанда қажетті прес тоннажын азайтады, бұл шығындарды үнемдеуге және өндіріс тиімділігін арттыруға әкеледі.
Материалдық қасиеттерді теңшеу:Ыстық штамптау технологиясы материалдың қасиеттерін бөлшектің нақты аймақтарына негіздеп, өнімділік пен функционалдылықты оңтайландыруға мүмкіндік береді.
Микроқұрылымды жақсартуды жақсарту:Ыстық штамптау материалдың микроқұрылымын жақсарту мүмкіндігін ұсынады, бұл механикалық қасиеттердің жақсаруына және өнімнің беріктігінің артуына әкеледі.
Өндірістің жеңілдетілген кезеңдері:Ыстық штамптау аралық өндірістік сатыларды жояды немесе азайтады, бұл өндіріс процесін жеңілдетеді, өнімділікті арттырады және жеткізу мерзімін қысқартады.
Өнімді қолдану
Жоғары беріктіктегі болаттан (алюминийден) жасалған жоғары жылдамдықты ыстықтай штамптау өндіріс желісі автомобильдердің ақ түсті кузов бөлшектерін өндіруде кеңінен қолданылады. Бұған жолаушылар көліктерінде қолданылатын баған құрастырмалары, бамперлер, есік арқалықтары және шатыр рельс құрастырмалары кіреді. Сонымен қатар, ыстықтай штамптау арқылы қамтамасыз етілген озық қорытпаларды пайдалану аэроғарыш, қорғаныс және дамушы нарықтар сияқты салаларда барған сайын зерттелуде. Бұл қорытпалар басқа қалыптау әдістерімен қол жеткізу қиын жоғары беріктік пен жеңіл салмақ артықшылықтарын ұсынады.
Қорытындылай келе, жоғары беріктіктегі болаттан (алюминийден) жасалған жоғары жылдамдықты ыстықтай штамптау өндіріс желісі күрделі пішінді автомобиль кузов бөлшектерін дәл және тиімді өндіруді қамтамасыз етеді. Жоғары пішінділігімен, біріктіру операцияларының азаюымен, ақаулардың азаюымен және материалдық қасиеттердің жақсаруымен бұл өндіріс желісі көптеген артықшылықтар береді. Оның қолданылуы жеңіл көліктерге арналған ақ кузов бөлшектерін өндіруге дейін кеңейеді және аэроғарыш, қорғаныс және дамушы нарықтарда әлеуетті артықшылықтар ұсынады. Автомобиль және онымен байланысты салаларда керемет өнімділікке, өнімділікке және жеңіл дизайн артықшылықтарына қол жеткізу үшін жоғары беріктіктегі болаттан (алюминийден) жасалған жоғары жылдамдықты ыстықтай штамптау өндіріс желісіне инвестиция салыңыз.
Ыстық штамптау дегеніміз не?
Ыстық штамптау, Еуропада пресстеу арқылы беріктендіріп, Азияда ыстық пресстеу арқылы қалыптау деп те аталады, бұл материалды қалыптау әдісі, мұнда дайындама белгілі бір температураға дейін қыздырылады, содан кейін қажетті пішінге жету және металл материалында фазалық түрлендіруді тудыру үшін тиісті қалыпта қысыммен штампталып, сөндіру жүзеге асырылады. Ыстық штамптау технологиясы бор болат парақтарын (бастапқы беріктігі 500-700 МПа) аустениттеу күйіне дейін қыздыруды, оларды жоғары жылдамдықты штамптау үшін қалыпқа тез ауыстыруды және қалып ішіндегі бөлшекті 27°C/с-тан жоғары салқындату жылдамдығымен сөндіруді, содан кейін қысыммен ұстап тұруды қамтиды, бұл біркелкі мартенситтік құрылымы бар аса жоғары беріктіктегі болат компоненттерін алу үшін қажет.
Ыстық штамптаудың артықшылықтары
Созылу беріктігінің және күрделі геометрияларды қалыптастыру мүмкіндігінің жақсаруы.
Құрылымдық тұтастықты және соғылу қабілетін сақтай отырып, жұқа қаңылтыр металды пайдалану арқылы құрамдас бөліктің салмағын азайтты.
Дәнекерлеу немесе бекіту сияқты біріктіру операцияларына қажеттіліктің азаюы.
Кішірейтілген бөлігі серіппелі және майысып қалады.
Жарықтар мен сызаттар сияқты бөлшектердің ақаулары аз.
Суық қалыптаумен салыстырғанда престің тоннаж талаптары төмен.
Белгілі бір бөлік аймақтарына негізделген материалдың қасиеттерін бейімдеу мүмкіндігі.
Жақсы өнімділік үшін жақсартылған микроқұрылымдар.
Дайын өнімді алу үшін аз операциялық қадамдармен жеңілдетілген өндіріс процесі.
Бұл артықшылықтар ыстықтай штампталған құрылымдық компоненттердің жалпы тиімділігіне, сапасына және өнімділігіне ықпал етеді.
Ыстық штамптау туралы толығырақ
1. Ыстық штамптау және суық штамптау
Ыстық штамптау - болат парақты алдын ала қыздырғаннан кейін орындалатын қалыптау процесі, ал суық штамптау болат парақты алдын ала қыздырмай тікелей штамптауды білдіреді.
Суық штамптаудың ыстық штамптауға қарағанда айқын артықшылықтары бар. Дегенмен, оның кейбір кемшіліктері де бар. Ыстық штамптаумен салыстырғанда суық штамптау процесі тудыратын жоғары кернеулерге байланысты, суық штамптау өнімдері жарылуға және бөлінуге бейім. Сондықтан, суық штамптау үшін дәл штамптау жабдықтары қажет.
Ыстықтай штамптау болат парақты штамптау алдында жоғары температураға дейін қыздыруды және сонымен бірге қалыпта шынықтыруды қамтиды. Бұл болаттың микроқұрылымының мартенситке толық айналуына әкеледі, нәтижесінде 1500-ден 2000 МПа-ға дейінгі жоғары беріктік пайда болады. Демек, ыстықтай штампталған өнімдер суықтай штампталған өнімдермен салыстырғанда жоғары беріктік көрсетеді.
2. Ыстық штамптау процесінің ағыны
Ыстық штамптау, сондай-ақ «пресспен беріктену» деп аталады, бастапқы беріктігі 500-600 МПа болатын жоғары беріктіктегі парақты 880 және 950°C аралығындағы температураға дейін қыздыруды қамтиды. Содан кейін қыздырылған парақ тез штампталады және штампта сөндіру арқылы 20-300°C/с салқындату жылдамдығына жетеді. Шыңдау кезінде аустениттің мартенситке айналуы компоненттің беріктігін айтарлықтай арттырады, бұл 1500 МПа дейінгі беріктігі бар штампталған бөлшектерді өндіруге мүмкіндік береді. Ыстық штамптау әдістерін екі санатқа бөлуге болады: тікелей ыстық штамптау және жанама ыстық штамптау:
Тікелей ыстықтай штамптау кезінде алдын ала қыздырылған дайындама штамптау және шынықтыру үшін тікелей жабық қалыпқа беріледі. Кейінгі процестерге салқындату, жиектерді кесу және тесіктерді тесу (немесе лазерлік кесу) және бетті тазалау кіреді.
1-қосымша: ыстық штамптау өңдеу режимі - тікелей ыстық штамптау
Жанама ыстық штамптау процесінде суық пішіндеуге дейінгі пішіндеу кезеңі қыздыру, ыстық штамптау, жиектерді кесу, тесік тесу және бетті тазалау кезеңдеріне кірмес бұрын орындалады.
Жанама ыстық штамптау мен тікелей ыстық штамптау процестерінің арасындағы негізгі айырмашылық жанама әдіспен қыздыру алдында суықтай қалыптауды алдын ала қалыптау кезеңін қосуда. Тікелей ыстық штамптау кезінде қаңылтыр металл тікелей қыздыру пешіне беріледі, ал жанама ыстық штамптау кезінде суықтай қалыпталған алдын ала пішінделген компонент қыздыру пешіне жіберіледі.
Жанама ыстық штамптаудың технологиялық ағыны әдетте келесі қадамдарды қамтиды:
Суық пішіндеуден алдын ала пішіндеу -- Қыздыру -- Ыстық штамптау -- Жиектерді кесу және тесік тесу -- Беткі қабатты тазалау
2-қосымша: ыстық штамптау өңдеу режимі - жанама ыстық штамптау
3. Ыстық штамптауға арналған негізгі жабдыққа қыздыру пеші, ыстық қалыптау пресі және ыстық штамптау қалыптары кіреді
Жылыту пеші:
Қыздыру пеші қыздыру және температураны басқару мүмкіндіктерімен жабдықталған. Ол жоғары беріктіктегі пластиналарды белгіленген уақыт ішінде қайта кристалдану температурасына дейін қыздырып, аустениттік күйге жеткізе алады. Ол ірі көлемді автоматтандырылған үздіксіз өндіріс талаптарына бейімделуі керек. Қыздырылған дайындаманы тек роботтар немесе механикалық қолдар ғана өңдей алатындықтан, пеш жоғары позициялау дәлдігімен автоматтандырылған тиеу және түсіруді қажет етеді. Сонымен қатар, қапталмаған болат пластиналарды қыздырған кезде, ол дайындаманың беткі тотығуы мен декарбонизациясының алдын алу үшін газдан қорғауды қамтамасыз етуі керек.
Ыстық қалыптау прессі:
Баспа машинасы ыстықтай штамптау технологиясының негізі болып табылады. Ол тез штамптау және ұстап тұру мүмкіндігіне ие болуы керек, сондай-ақ жылдам салқындату жүйесімен жабдықталуы керек. Ыстықтай қалыптау машиналарының техникалық күрделілігі кәдімгі суықтай штамптау машиналарына қарағанда әлдеқайда асып түседі. Қазіргі уақытта мұндай машиналардың дизайнын және өндіріс технологиясын бірнеше шетелдік компаниялар ғана меңгерген және олардың барлығы импортқа тәуелді, бұл оларды қымбат етеді.
Ыстық штамптау қалыптары:
Ыстық штамптау қалыптары қалыптау және сөндіру кезеңдерін орындайды. Қалыптау кезеңінде дайындама қалып қуысына берілгеннен кейін, қалып материал мартенситтік фазалық трансформациядан өткенге дейін бөлшектің қалыптасуының аяқталуын қамтамасыз ету үшін штамптау процесін тез аяқтайды. Содан кейін ол сөндіру және салқындату кезеңіне өтеді, мұнда қалып ішіндегі дайындамадан шыққан жылу қалыпқа үздіксіз беріледі. Қалып ішінде орналасқан салқындату құбырлары ағынды салқындатқыш арқылы жылуды бірден кетіреді. Мартенситтік-аустениттік трансформация дайындама температурасы 425°C-қа дейін төмендегенде басталады. Мартенсит пен аустенит арасындағы трансформация температура 280°C-қа жеткенде және дайындама 200°C-та алынғанда аяқталады. Қалыпты ұстап тұрудың рөлі сөндіру процесінде біркелкі емес термиялық кеңею мен жиырылудың алдын алу болып табылады, бұл бөлшектің пішіні мен өлшемдерінің айтарлықтай өзгеруіне, соның салдарынан сынықтардың пайда болуына әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, ол дайындама мен қалып арасындағы жылу беру тиімділігін арттырады, жылдам сөндіру мен салқындатуға ықпал етеді.
Қысқаша айтқанда, ыстықтай штамптауға арналған негізгі жабдыққа қажетті температураға жетуге арналған қыздыру пеші, жылдам штамптау және ұстап тұруға арналған ыстықтай қалыптау прессі және бөлшектердің дұрыс қалыптасуын және тиімді салқындатуды қамтамасыз ету үшін қалыптау және сөндіру кезеңдерін орындайтын ыстықтай штамптау қалыптары кіреді.
Сөндіру салқындату жылдамдығы тек өндіріс уақытына ғана емес, сонымен қатар аустенит пен мартенсит арасындағы конверсия тиімділігіне де әсер етеді. Салқындату жылдамдығы қандай кристалды құрылымның түзілетінін анықтайды және дайындаманың соңғы қатаю әсеріне байланысты. Бор болаттың сыни салқындату температурасы шамамен 30℃/с құрайды, және тек салқындату жылдамдығы сыни салқындату температурасынан асқан кезде ғана мартенситтік құрылымның түзілуін барынша арттыруға болады. Салқындату жылдамдығы сыни салқындату жылдамдығынан төмен болған кезде, дайындаманың кристалдану құрылымында бейнит сияқты мартенситтік емес құрылымдар пайда болады. Дегенмен, салқындату жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым жақсы, салқындату жылдамдығы соғұрлым жоғары болса, қалыптасқан бөлшектердің жарылуына әкеледі, ал салқындату жылдамдығының қолайлы диапазоны бөлшектердің материалдық құрамы мен өңдеу жағдайларына сәйкес анықталуы керек.
Салқындату құбырының дизайны салқындату жылдамдығының өлшеміне тікелей байланысты болғандықтан, салқындату құбыры әдетте жылу берудің максималды тиімділігі тұрғысынан жобаланады, сондықтан жобаланған салқындату құбырының бағыты күрделірек және қалып құю аяқталғаннан кейін механикалық бұрғылау арқылы оны алу қиын. Механикалық өңдеумен шектелмеу үшін, әдетте, қалып құю алдында су арналарын резервтеу әдісі таңдалады.
Қатты суық және ыстық ауыспалы жағдайларда 200 ℃-тан 880 ~ 950 ℃-қа дейін ұзақ уақыт жұмыс істейтіндіктен, ыстық штамптау қалып материалы жақсы құрылымдық қаттылыққа және жылу өткізгіштікке ие болуы керек, сондай-ақ жоғары температурада дайындама тудыратын күшті жылу үйкелісіне және оксид қабатының бөлшектерінің абразивті тозу әсеріне төтеп бере алады. Сонымен қатар, қалып материалы салқындатқыш сұйықтыққа жақсы коррозияға төзімді болуы керек, бұл салқындатқыш құбырдың тегіс ағынын қамтамасыз етеді.
Кесу және пирсинг
Ыстық штамптаудан кейін бөлшектердің беріктігі шамамен 1500 МПа-ға жететіндіктен, егер преспен кесу және тесу қолданылса, жабдықтың тоннаж талаптары үлкен болады және қалыптардың кесу жиектерінің тозуы айтарлықтай болады. Сондықтан лазерлік кесу қондырғылары көбінесе жиектер мен тесіктерді кесу үшін қолданылады.
4. Ыстық штамптау болаттарының жалпы сорттары
Штамптау алдындағы өнімділік
Штамптаудан кейінгі өнімділік
Қазіргі уақытта ыстықтай штампталатын болаттың кең таралған маркасы B1500HS болып табылады. Штамптау алдындағы созылу беріктігі әдетте 480-800 МПа аралығында, ал штамптаудан кейін созылу беріктігі 1300-1700 МПа жетуі мүмкін. Яғни, 480-800 МПа болат пластинаның созылу беріктігі ыстықтай штамптау арқылы шамамен 1300-1700 МПа бөлшектердің созылу беріктігіне жетеді.
5. Ыстық штамптау болатын пайдалану
Ыстық штамптау бөлшектерін қолдану автомобильдің соқтығысу қауіпсіздігін айтарлықтай жақсарта алады және автомобиль кузовының ақ түсте жеңіл болуын қамтамасыз етеді. Қазіргі уақытта ыстық штамптау технологиясы жеңіл автомобильдердің ақ кузов бөліктеріне, мысалы, автомобильге, А бағанына, В бағанына, бамперіне, есік арқалығына және шатыр рельсіне және басқа да бөлшектерге қолданылды. Жеңіл салмаққа жарамды бөлшектердің мысалын төмендегі 3-суретте қараңыз.
3-сурет: Ыстық штамптауға жарамды ақ түсті корпус компоненттері
4-сурет: jiangdong машиналары 1200 тонна ыстық штамптау пресс желісі
Қазіргі уақытта JIANGDONG MACHINERY ыстық штамптау гидравликалық пресс өндіріс желісінің шешімдері өте жетілген және тұрақты, Қытайдың ыстық штамптау қалыптау саласында жетекші деңгейге жатады, ал Қытай станоктар қауымдастығының соғу машиналары саласының вице-төрағасы, сондай-ақ Қытай соғу машиналарын стандарттау комитетінің мүше бөлімшелері ретінде біз болат пен алюминийді ұлттық аса жоғары жылдамдықты ыстық штамптау бойынша зерттеу және қолдану жұмыстарын жүргіздік, бұл Қытайда және тіпті әлемде ыстық штамптау өнеркәсібінің дамуына үлкен ықпал етті.
