Proizvodna linija za vruće štancanje velike brzine za čelik ultra visoke čvrstoće (aluminij)
Ključne karakteristike
Proizvodna linija je dizajnirana da optimizira proces proizvodnje automobilskih dijelova primjenom tehnologije vrućeg štancanja.Ovaj proces, poznat kao vruće štancanje u Aziji i otvrdnjavanje prešom u Evropi, uključuje zagrijavanje praznog materijala na određenu temperaturu, a zatim ga presovanje u odgovarajuće kalupe koristeći tehnologiju hidrauličke presa uz održavanje pritiska kako bi se postigao željeni oblik i prošla fazna transformacija materijala. metalni materijal.Tehnika vrućeg štancanja može se podijeliti na direktne i indirektne metode vrućeg štancanja.
Prednosti
Jedna od ključnih prednosti toplo žigosanih strukturnih komponenti je njihova izvrsna sposobnost oblikovanja, koja omogućava proizvodnju složenih geometrija s izuzetnom vlačnom čvrstoćom.Visoka čvrstoća vruće štancanih dijelova omogućava korištenje tanjih metalnih limova, smanjujući težinu komponenti uz zadržavanje strukturalnog integriteta i performansi u slučaju sudara.Ostale prednosti uključuju:
Smanjene operacije spajanja:Tehnologija vrućeg štancanja smanjuje potrebu za operacijama zavarivanja ili spajanja pričvršćivanja, što rezultira poboljšanom efikasnošću i poboljšanim integritetom proizvoda.
Minimizirano povlačenje i iskrivljenje:Proces vrućeg štancanja minimizira neželjene deformacije, kao što su dio opruge i savijanja, osiguravajući preciznu točnost dimenzija i smanjujući potrebu za dodatnom preradom.
Manje kvarova na dijelovima:Toplo žigosani dijelovi pokazuju manje nedostataka, kao što su pukotine i cijepanje, u usporedbi s metodama hladnog oblikovanja, što rezultira poboljšanim kvalitetom proizvoda i smanjenim otpadom.
Donja tonaža presa:Vruće štancanje smanjuje potrebnu tonažu prese u poređenju sa tehnikama hladnog oblikovanja, što dovodi do uštede troškova i povećane efikasnosti proizvodnje.
Prilagođavanje svojstava materijala:Tehnologija vrućeg štancanja omogućava prilagođavanje svojstava materijala na osnovu specifičnih područja dijela, optimizirajući performanse i funkcionalnost.
Poboljšana mikrostrukturna poboljšanja:Vruće štancanje nudi mogućnost poboljšanja mikrostrukture materijala, što rezultira poboljšanim mehaničkim svojstvima i povećanom izdržljivošću proizvoda.
Pojednostavljeni koraci proizvodnje:Vruće štancanje eliminira ili smanjuje međufaze proizvodnje, što rezultira pojednostavljenim proizvodnim procesom, povećanom produktivnošću i kraćim vremenom isporuke.
Primjena proizvoda
Proizvodna linija od čelika visoke čvrstoće (aluminijuma) za brzo vruće štancanje nalazi široku primjenu u proizvodnji bijelih dijelova karoserije automobila.Ovo uključuje sklopove stubova, branike, grede vrata i sklopove krovnih šina koji se koriste u putničkim vozilima.Osim toga, upotreba naprednih legura omogućenih vrućim štancanjem se sve više istražuje u industrijama kao što su zrakoplovstvo, obrana i tržišta u nastajanju.Ove legure nude prednosti veće čvrstoće i smanjene težine koje je teško postići drugim metodama oblikovanja.
U zaključku, proizvodna linija za vruće štancanje velike čvrstoće čelika (aluminijuma) velike brzine osigurava preciznu i efikasnu proizvodnju dijelova karoserije automobila složenog oblika.Uz vrhunsku formabilnost, smanjene operacije spajanja, minimizirane defekte i poboljšana svojstva materijala, ova proizvodna linija pruža brojne prednosti.Njegove primjene proširuju se na proizvodnju bijelih dijelova karoserije za putnička vozila i nude potencijalne prednosti u svemirskom, odbrambenom i tržištima u razvoju.Investirajte u proizvodnu liniju za vruće štancanje velike čvrstoće čelika (aluminijuma) velike brzine kako biste postigli izvanredne performanse, produktivnost i prednosti dizajna male težine u automobilskoj i srodnim industrijama
Šta je vruće štancanje?
Vruće štancanje, također poznato kao očvršćavanje presa u Europi i vruće prešanje u Aziji, je metoda oblikovanja materijala gdje se zaliha zagrijava na određenu temperaturu, a zatim se štanca i gasi pod pritiskom u odgovarajućoj matrici kako bi se postigao željeni oblik i inducirao fazna transformacija u metalnom materijalu.Tehnologija vrućeg štancanja uključuje zagrijavanje čeličnih limova od bora (početne čvrstoće od 500-700 MPa) do austenitizirajućeg stanja, njihovo brzo prenošenje u matricu za brzo štancanje i gašenje dijela unutar kalupa pri brzini hlađenja većoj od 27° C/s, nakon čega slijedi period držanja pod pritiskom, kako bi se dobile čelične komponente ultra visoke čvrstoće sa ujednačenom martenzitnom strukturom.
Prednosti vrućeg štancanja
Poboljšana krajnja zatezna čvrstoća i sposobnost formiranja složenih geometrija.
Smanjena težina komponenti korištenjem tanjeg lima uz očuvanje integriteta strukture i performansi u slučaju sudara.
Smanjena potreba za operacijama spajanja kao što su zavarivanje ili pričvršćivanje.
Minimizirani dio opruge i savijanja.
Manje oštećenja dijelova kao što su pukotine i rascjepi.
Manji zahtjevi za tonažom presa u odnosu na hladno oblikovanje.
Sposobnost prilagođavanja svojstava materijala na osnovu specifičnih zona dijelova.
Poboljšane mikrostrukture za bolje performanse.
Pojednostavljen proizvodni proces sa manje operativnih koraka za dobijanje gotovog proizvoda.
Ove prednosti doprinose ukupnoj efikasnosti, kvalitetu i performansama toplo štancanih strukturnih komponenti.
Više detalja o vrućem štancanju
1.Vruće štancanje protiv hladnog štancanja
Vruće štancanje je proces oblikovanja koji se izvodi nakon predgrijavanja čeličnog lima, dok se hladno štancanje odnosi na direktno štancanje čeličnog lima bez predgrijavanja.
Hladno štancanje ima jasne prednosti u odnosu na toplo štancanje.Međutim, on također pokazuje neke nedostatke.Zbog većih naprezanja izazvanih postupkom hladnog štancanja u odnosu na toplo štancanje, proizvodi hladnog štancanja su podložniji pucanju i cijepanju.Stoga je za hladno štancanje potrebna precizna oprema za štancanje.
Vruće štancanje uključuje zagrijavanje čeličnog lima na visoke temperature prije štancanja i istovremeno gašenje u kalupu.To dovodi do potpune transformacije mikrostrukture čelika u martenzit, što rezultira visokom čvrstoćom u rasponu od 1500 do 2000 MPa.Posljedično, vruće žigosani proizvodi pokazuju veću čvrstoću u odnosu na hladno žigosane proizvode.
2. Tok procesa vrućeg štancanja
Vruće štancanje, također poznato kao "očvršćavanje presa", uključuje zagrijavanje lima visoke čvrstoće početne čvrstoće od 500-600 MPa na temperature između 880 i 950°C.Zagrijani lim se zatim brzo štanca i ugasi u kalupu, postižući stope hlađenja od 20-300°C/s.Transformacija austenita u martenzit tokom kaljenja značajno povećava čvrstoću komponente, omogućavajući proizvodnju štancanih delova jačine do 1500 MPa. Tehnike vrućeg štancanja mogu se klasifikovati u dve kategorije: direktno vruće štancanje i indirektno toplo štancanje:
Kod direktnog vrućeg štancanja, prethodno zagrijani blank se direktno ubacuje u zatvorenu matricu za štancanje i gašenje.Naredni procesi uključuju hlađenje, obrezivanje ivica i bušenje rupa (ili lasersko rezanje) i čišćenje površine.
Slika 1: način obrade vrućeg štancanja - direktno vruće štancanje
U procesu indirektnog vrućeg štancanja, korak hladnog oblikovanja predoblikovanje se izvodi prije ulaska u faze zagrijavanja, vrućeg štancanja, obrezivanja rubova, bušenja rupa i čišćenja površine.
Glavna razlika između indirektnog vrućeg štancanja i direktnog vrućeg štancanja leži u uključivanju koraka prethodnog oblikovanja hladnog oblikovanja prije zagrijavanja indirektnom metodom.Kod direktnog vrućeg štancanja, lim se direktno dovodi u peć za grijanje, dok se kod indirektnog vrućeg štancanja hladno oblikovana prethodno oblikovana komponenta šalje u peć za grijanje.
Tok procesa indirektnog vrućeg štancanja obično uključuje sljedeće korake:
Hladno oblikovanje predoblikovanje--Grijanje-Vruće štancanje--Obrezivanje ivica i bušenje rupa-Čišćenje površine
Slika 2: način obrade vrućim štancanjem - indirektno vruće štancanje
3. Glavna oprema za vruće štancanje uključuje peć za grijanje, prešu za vruće oblikovanje i kalupe za vruće utiskivanje
Peć za grijanje:
Peć za grijanje je opremljena mogućnošću grijanja i kontrole temperature.Sposoban je zagrijati ploče visoke čvrstoće do temperature rekristalizacije unutar određenog vremena, postižući austenitno stanje.Mora biti u stanju da se prilagodi zahtjevima automatizirane kontinuirane proizvodnje velikih razmjera.Kako zagrijanom gredicom mogu rukovati samo roboti ili mehaničke ruke, peć zahtijeva automatizirano punjenje i istovar s visokom preciznošću pozicioniranja.Dodatno, kada se zagrijavaju neobložene čelične ploče, treba osigurati plinsku zaštitu kako bi se spriječila površinska oksidacija i dekarbonizacija gredice.
Presa za vruće oblikovanje:
Presa je srž tehnologije vrućeg štancanja.Potrebno je da ima mogućnost brzog štancanja i držanja, kao i da bude opremljen sistemom za brzo hlađenje.Tehnička složenost presa za toplo oblikovanje daleko premašuje onu kod konvencionalnih presa za hladno štancanje.Trenutno je samo nekoliko stranih kompanija savladalo dizajn i tehnologiju proizvodnje takvih presa, a sve su zavisne od uvoza, što ih čini skupim.
Kalupi za vruće štancanje:
Kalupi za vruće štancanje obavljaju i faze formiranja i kaljenja.U fazi formiranja, nakon što se gredica ubaci u šupljinu kalupa, kalup brzo završava proces štancanja kako bi se osigurao završetak formiranja dijela prije nego što materijal prođe kroz martenzitnu fazu transformacije.Zatim ulazi u fazu kaljenja i hlađenja, gdje se toplina iz radnog komada unutar kalupa kontinuirano prenosi na kalup.Rashladne cijevi raspoređene unutar kalupa trenutno uklanjaju toplinu kroz rashladnu tekućinu koja teče.Martenzitno-austenitna transformacija počinje kada temperatura radnog komada padne na 425°C.Transformacija između martenzita i austenita završava se kada temperatura dostigne 280°C, a radni komad se vadi na 200°C.Uloga držača kalupa je da spriječi neravnomjerno toplinsko širenje i kontrakciju tokom procesa gašenja, što može rezultirati značajnim promjenama oblika i dimenzija dijela, što dovodi do otpada.Osim toga, poboljšava efikasnost prijenosa topline između radnog komada i kalupa, promovišući brzo gašenje i hlađenje.
Ukratko, glavna oprema za vruće štancanje uključuje peć za grijanje za postizanje željene temperature, presu za vruće oblikovanje za brzo štancanje i držanje sa sistemom brzog hlađenja, te kalupe za vruće štancanje koji obavljaju i faze oblikovanja i kaljenja kako bi se osiguralo pravilno formiranje dijelova. i efikasno hlađenje.
Brzina hlađenja kaljenja ne utiče samo na vreme proizvodnje, već utiče i na efikasnost konverzije između austenita i martenzita.Brzina hlađenja određuje kakva će se kristalna struktura formirati i povezana je sa konačnim efektom očvršćavanja radnog komada.Kritična temperatura hlađenja borovog čelika je oko 30℃/s, a samo kada brzina hlađenja pređe kritičnu temperaturu hlađenja može se u najvećoj mjeri unaprijediti formiranje martenzitne strukture.Kada je brzina hlađenja manja od kritične brzine hlađenja, nemamartenzitne strukture kao što je bejnit će se pojaviti u kristalizacijskoj strukturi obratka.Međutim, što je veća brzina hlađenja, to bolje, veća brzina hlađenja će dovesti do pucanja formiranih dijelova, a razuman raspon brzine hlađenja treba odrediti prema sastavu materijala i procesnim uvjetima dijelova.
Budući da je dizajn rashladne cijevi direktno povezan s veličinom brzine hlađenja, rashladna cijev se općenito projektira iz perspektive maksimalne efikasnosti prijenosa topline, tako da je smjer projektovane rashladne cijevi složeniji, te je otežan. dobiti mehaničkim bušenjem nakon završetka livenja u kalup.Kako bi se izbjeglo ograničenje mehaničkom obradom, općenito se odabire način rezervisanja vodenih kanala prije livenja u kalup.
Budući da radi dugo vremena na 200 ℃ do 880 ~ 950 ℃ u teškim hladnim i vrućim naizmjeničnim uvjetima, materijal matrice za vruće štancanje mora imati dobru strukturnu krutost i toplotnu provodljivost i može izdržati jako toplotno trenje koje stvara gredica na visoka temperatura i efekat abrazivnog trošenja ispuštenih čestica oksidnog sloja.Osim toga, materijal kalupa također treba imati dobru otpornost na koroziju rashladne tekućine kako bi se osigurao nesmetan protok rashladne cijevi.
Podrezivanje i pirsing
Budući da čvrstoća dijelova nakon vrućeg štancanja dostiže oko 1500 MPa, ako se koristi presa sečenje i probijanje, zahtjevi za tonažom opreme su veći, a trošenje ruba matrice je ozbiljno.Stoga se jedinice za lasersko rezanje često koriste za rezanje rubova i rupa.
4. Uobičajene vrste čelika za vruće štancanje
Performanse prije štancanja
Performanse nakon štancanja
Trenutno je uobičajena klasa čelika za vruće štancanje B1500HS.Vlačna čvrstoća prije štancanja je općenito između 480-800MPa, a nakon štancanja, vlačna čvrstoća može doseći 1300-1700MPa.Odnosno, vlačna čvrstoća čelične ploče od 480-800MPa, kroz vruće štancanje, može dobiti vlačnu čvrstoću od oko 1300-1700MPa dijelova.
5. Upotreba čelika za vruće štancanje
Primjena dijelova za vruće štancanje može značajno poboljšati sigurnost automobila od sudara i ostvariti laganu karoseriju automobila u bijeloj boji.Trenutno je tehnologija vrućeg štancanja primijenjena na bijele dijelove karoserije putničkih automobila, kao što su automobil, A stub, B stub, branik, greda na vratima i krovna šina i drugi dijelovi. Vidi sliku 3 ispod za primjer dijelove pogodne za svjetlo -ponderisanje.
Slika 3: Komponente bijelog tijela pogodne za vruće štancanje
Slika 4: Jiangdong mašina 1200 tona presa za vruće štancanje
Trenutno su rješenja za proizvodnu liniju hidrauličnih presa za vruće žigosanje JIANGDONG MACHINERY vrlo zrela i stabilna, u kineskom području oblikovanja vrućeg žigosanja pripada vodećem nivou, a kao jedinica za potpredsjednik ogranka za strojeve za kovanje u Kini, kao i jedinice članova Kineskog odbora za standardizaciju mašina za kovanje, takođe smo poduzeli istraživanje i primjenu nacionalnog super brzog vrućeg štancanja čelika i aluminija, što je odigralo veliku ulogu u promoviranju razvoja industrije vrućeg štancanja u Kini, pa čak i u svijetu .
