Linia de producție de ștampilare la cald de mare viteză pentru oțel ultral de înaltă rezistență (aluminiu)
Caracteristici cheie
Linia de producție este proiectată pentru a optimiza procesul de fabricație a pieselor auto prin aplicarea tehnologiei de ștampilare la cald. Acest proces, cunoscut sub numele de ștampilare la cald în Asia și întărirea presei în Europa, implică încălzirea materialului gol la o temperatură specifică și apoi apăsarea acestuia în matrițele corespunzătoare folosind tehnologia de presă hidraulică, menținând în același timp presiune pentru a atinge forma dorită și suferi o transformare în fază a materialului metalic. Tehnica de ștampilare la cald poate fi clasificată în metode de ștampilare fierbinte directă și indirectă.
Avantaje
Unul dintre avantajele cheie ale componentelor structurale cu ștampilă la cald este formabilitatea lor excelentă, care permite producerea de geometrii complexe cu o rezistență excepțională de tracțiune. Rezistența ridicată a pieselor cu ștampilă la cald permite utilizarea de foi de metal mai subțiri, reducând greutatea componentelor, menținând în același timp integritatea structurală și performanța accidentelor. Alte avantaje includ:
Operațiuni de îmbinare reduse:Tehnologia de ștampilare la cald reduce necesitatea operațiunilor de conectare la sudare sau fixare, ceea ce duce la o eficiență îmbunătățită și la o integritate îmbunătățită a produsului.
Minimizat Springback și Warpage:Procesul de ștampilare la cald reduce la minimum deformări nedorite, cum ar fi partea de primăvară și o pagină de război, asigurând o precizie dimensională precisă și reducând nevoia de refacere suplimentară.
Mai puține defecte de parte:Piesele cu ștampilă la cald prezintă mai puține defecte, cum ar fi fisurile și divizarea, în comparație cu metodele de formare la rece, ceea ce duce la îmbunătățirea calității produsului și a deșeurilor reduse.
Tonnaj de apăsare inferioară:Ștampilarea la cald reduce tonajul de presă necesar în comparație cu tehnicile de formare la rece, ceea ce duce la economii de costuri și la creșterea eficienței producției.
Personalizarea proprietăților materiale:Tehnologia de ștampilare la cald permite personalizarea proprietăților materiale pe baza unor zone specifice ale piesei, optimizarea performanței și funcționalității.
Îmbunătățiri microstructurale îmbunătățite:Ștampilarea la cald oferă capacitatea de a îmbunătăți microstructura materialului, ceea ce duce la îmbunătățirea proprietăților mecanice și creșterea durabilității produsului.
Pași de producție simplificați:Ștampilarea la cald elimină sau reduce etapele de fabricație intermediare, ceea ce duce la un proces de producție simplificat, o productivitate sporită și timpi de plumb mai scurti.
Aplicații de produse
Oțelul de înaltă rezistență (aluminiu) linia de producție de înaltă viteză de înaltă viteză găsește o aplicare largă în fabricarea pieselor de caroserie albă auto. Aceasta include ansambluri de stâlpi, bare de protecție, grinzi de ușă și ansambluri de șină de acoperiș utilizate în vehiculele pentru pasageri. În plus, utilizarea aliajelor avansate activate de ștampilarea la cald este explorată din ce în ce mai mult în industrii precum piețele aerospațiale, apărarea și emergența. Aceste aliaje oferă avantajele unei puteri mai mari și a greutății reduse care sunt dificil de realizat prin alte metode de formare.
În concluzie, oțelul de înaltă rezistență (aluminiu) linia de producție de înaltă viteză de înaltă viteză asigură o producție precisă și eficientă de părți ale corpului auto în formă complexă. Cu o formabilitate superioară, operațiuni de îmbinare reduse, defecte minimizate și proprietăți îmbunătățite ale materialului, această linie de producție oferă numeroase avantaje. Aplicațiile sale se extind la fabricarea pieselor de caroserie albă pentru vehicule de pasageri și oferă beneficii potențiale pe piețele aerospațiale, apărare și emergente. Investiți în oțel de înaltă rezistență (aluminiu) de mare viteză de producție de producție de mare viteză pentru a obține avantaje de performanță, productivitate și proiectare ușoară în industrii auto și aliate
Ce este ștampilarea fierbinte?
Ștampilarea la cald, cunoscută și sub denumirea de întărirea presei în Europa și formarea presei la cald în Asia, este o metodă de formare a materialului în care un semifabricat este încălzit la o anumită temperatură și apoi ștampilat și stins sub presiune în matrița corespunzătoare pentru a obține forma dorită și a induce o transformare de fază în materialul metalic. Tehnologia de ștampilare la cald implică încălzirea foilor de oțel de bor (cu o rezistență inițială de 500-700 MPa) în starea de austenitizare, transferându-le rapid la matriță pentru ștampilare de mare viteză și stingerea părții în cadrul matriței la o rată de răcire mai mare de 27 ° C/s, urmată de o perioadă de menținere sub presiune, pentru a obține componente de oțel de rezistență ultra-extinsă cu o structură martensitică uniformă.
Avantajele ștampilării la cald
Îmbunătățirea rezistenței la tracțiune finală și capacitatea de a forma geometrii complexe.
Reducerea greutății componentelor prin utilizarea tabloului mai subțire, menținând în același timp integritatea structurală și performanța accidentelor.
Scăderea nevoii de aderare la operațiuni precum sudarea sau fixarea.
Partea minimizată se întoarce înapoi și deformarea.
Mai puține defecte de parte, cum ar fi fisuri și despărțiri.
Cerințe de tonaj de presă mai mici în comparație cu formarea la rece.
Posibilitatea de a adapta proprietățile materialului pe baza unor zone de parte specifice.
Microstructuri îmbunătățite pentru performanțe mai bune.
Proces de fabricație simplificat cu mai puțini pași operaționali pentru a obține un produs finit.
Aceste avantaje contribuie la eficiența generală, calitatea și performanța componentelor structurale ștampilate la cald.
Mai multe detalii despre ștampilarea fierbinte
1. Ștampilare cu ștampilare și ștampilare rece
Ștampilarea la cald este un proces de formare care se efectuează după preîncălzirea foii de oțel, în timp ce ștampilarea la rece se referă la ștampilarea directă a foii de oțel fără a preîncălzi.
Ștampilarea rece are avantaje clare față de ștampilarea fierbinte. Cu toate acestea, prezintă și unele dezavantaje. Datorită tensiunilor mai mari induse de procesul de ștampilare la rece în comparație cu ștampilarea la cald, produsele cu ștampilă la rece sunt mai susceptibile la fisurare și divizare. Prin urmare, sunt necesare echipamente precise de ștampilare pentru ștampilarea la rece.
Ștampilarea la cald implică încălzirea foii de oțel la temperaturi ridicate înainte de ștampilare și stingerea simultană a matriței. Acest lucru duce la o transformare completă a microstructurii oțelului în martensită, rezultând o rezistență ridicată cuprinsă între 1500 și 2000 MPa. În consecință, produsele cu ștampilă la cald prezintă o rezistență mai mare în comparație cu omologii ștați la rece.
2. Fluxul procesului de ștampilare
Ștampilarea la cald, cunoscută și sub denumirea de „întărirea presei”, implică încălzirea unei foi de înaltă rezistență cu o rezistență inițială de 500-600 MPa la temperaturi între 880 și 950 ° C. Foaia încălzită este apoi ștanțată rapid și stinsă în matriță, obținând rate de răcire de 20-300 ° C/s. Transformarea austenitei în martensită în timpul stingerii îmbunătățește semnificativ rezistența componentei, permițând producerea de piese ștampilate cu puncte forte de până la 1500 MPa.
În ștampilarea directă la cald, semifabricatul preîncălzit este direct alimentat într -o matriță închisă pentru ștampilare și stingere. Procesele ulterioare includ răcirea, tunderea marginilor și perforarea găurilor (sau tăierea cu laser) și curățarea suprafeței.
Fiture1: Mod de procesare a ștampilării la cald-ștampilare directă la cald
În procesul indirect de ștampilare la cald, se efectuează etapa de formare rece de formare rece înainte de a intra în etapele încălzirii, ștampilarea la cald, tunderea marginilor, perforarea găurilor și curățarea suprafeței.
Principala diferență între ștampilarea hidratantă indirectă și procesele de ștampilare directă la cald constă în includerea etapei de formare a formelor la rece înainte de încălzire în metoda indirectă. În ștampilarea directă la cald, tabla este direct introdusă în cuptorul de încălzire, în timp ce în ștampilarea indirectă la cald, componenta pre-formă formată la rece este trimisă în cuptorul de încălzire.
Fluxul de proces al ștampilării fierbinți indirecte implică de obicei următorii pași:
Formarea rece pre-formare-Stamping de încălzire-Tăiere de timp și Punching-Surface Curățarea suprafeței
Fiture2: Mod de procesare a ștampilării la cald-ștampilare la cald indirect
3. Echipamentul principal pentru ștampilare la cald include un cuptor de încălzire, presă de formare la cald și matrițe de ștampilare la cald
Cuptor de încălzire:
Cuptorul de încălzire este echipat cu capacități de încălzire și control al temperaturii. Este capabil să încălzească plăcile de înaltă rezistență la temperatura de recristalizare într-un timp specificat, obținând o stare austenitică. Trebuie să se poată adapta la cerințele automatizate de producție continuă la scară largă. Deoarece factura încălzită poate fi gestionată doar de roboți sau de brațe mecanice, cuptorul necesită încărcare și descărcare automată cu o precizie de poziționare ridicată. În plus, la încălzirea plăcilor de oțel necoltate, ar trebui să ofere protecție la gaz pentru a preveni oxidarea suprafeței și decarbonizarea facturii.
Presă de formare la cald:
Presa este nucleul tehnologiei de ștampilare la cald. Trebuie să aibă capacitatea de a ștampilare și deținere rapidă, precum și de a fi echipat cu un sistem de răcire rapid. Complexitatea tehnică a preselor de formare la cald o depășește cu mult pe cea a preselor convenționale de ștampilare la rece. În prezent, doar câteva companii străine au stăpânit tehnologia de proiectare și fabricație a unor astfel de prese și toate depind de importuri, ceea ce le face scumpe.
Formele de ștampilare la cald:
Formele de ștampilare la cald efectuează atât etape de formare, cât și de stingere. În etapa de formare, odată ce biletul este introdus în cavitatea matriței, matrița finalizează rapid procesul de ștampilare pentru a asigura finalizarea formării pieselor înainte ca materialul să sufere transformarea fazei martensitice. Apoi, intră în stadiul de stingere și răcire, unde căldura de la piesa din interiorul matriței este transferată continuu în matriță. Țevile de răcire dispuse în matriță îndepărtează instantaneu căldura prin lichidul de răcire care curge. Transformarea martensitică-austenitică începe atunci când temperatura piesei scade la 425 ° C. Transformarea dintre martensită și austenită se termină atunci când temperatura atinge 280 ° C, iar piesa de prelucrat este scoasă la 200 ° C. Rolul deținerii mucegaiului este de a preveni expansiunea și contracția termică inegală în timpul procesului de stingere, ceea ce ar putea duce la schimbări semnificative ale formei și dimensiunilor piesei, ceea ce duce la resturi. În plus, îmbunătățește eficiența transferului termic între piesa de lucru și matriță, promovând stingerea rapidă și răcirea.
În rezumat, echipamentul principal pentru ștampilarea la cald include un cuptor de încălzire pentru obținerea temperaturii dorite, o presă de formare la cald pentru ștampilarea rapidă și menținerea cu un sistem de răcire rapid și forme de ștampilare la cald care efectuează atât etape de formare, cât și de stingere pentru a asigura formarea partidelor adecvate și o răcire eficientă.
Viteza de răcire de stingere nu numai că afectează timpul de producție, dar afectează și eficiența de conversie între austenită și martensită. Rata de răcire determină ce fel de structură cristalină va fi formată și este legată de efectul final de întărire al piesei de lucru. Temperatura critică de răcire a oțelului de bor este de aproximativ 30 ℃/s și numai atunci când rata de răcire depășește temperatura critică de răcire, se poate promova formarea structurii martensitice în cea mai mare măsură. Când rata de răcire este mai mică decât rata de răcire critică, în structura de cristalizare a piesei de lucru vor apărea structuri non-marartensitice, cum ar fi bainitul. Cu toate acestea, cu cât rata de răcire este mai mare, cu atât mai bună, cu atât rata de răcire este mai mare va duce la fisurarea pieselor formate, iar intervalul de rată de răcire rezonabil trebuie să fie determinat în funcție de compoziția materială și de condițiile de proces ale pieselor.
Deoarece proiectarea conductei de răcire este direct legată de dimensiunea vitezei de răcire, conducta de răcire este în general proiectată din perspectiva eficienței maxime de transfer de căldură, astfel încât direcția conductei de răcire proiectate este mai complexă și este dificil de obținut prin foraj mecanic după finalizarea turnării matriței. Pentru a evita să fie restricționat prin procesarea mecanică, metoda de rezervare a canalelor de apă înainte de turnarea matriței este în general selectată.
Deoarece funcționează mult timp la 200 ℃ până la 880 ~ 950 ℃ în condiții severe alternative la rece și la cald, materialul de matriță de ștampilare la cald trebuie să aibă o rigiditate structurală bună și conductivitate termică și poate rezista frecării termice puternice generate de bilet la temperatură ridicată și efectul de uzură abraziv al particulelor de strat de oxid scăzut. În plus, materialul de mucegai ar trebui să aibă, de asemenea, o bună rezistență la coroziune la lichid de răcire pentru a asigura fluxul neted al conductei de răcire.
Tăiere și piercing
Deoarece rezistența pieselor după ștampilarea la cald ajunge la aproximativ 1500MPa, dacă se utilizează tăierea și perforarea presei, cerințele de tonaj pentru echipament sunt mai mari, iar uzura de tăiere a matriței este gravă. Prin urmare, unitățile de tăiere cu laser sunt adesea folosite pentru a tăia marginile și găurile.
4. Grade comune de oțel de ștampilare fierbinte
Performanță înainte de ștampilare
Performanță după ștampilare
În prezent, gradul comun al oțelului de ștampilare la cald este B1500HS. Rezistența la tracțiune înainte de ștampilare este în general între 480-800MPa, iar după ștampilare, rezistența la tracțiune poate ajunge la 1300-1700MPa. Adică, rezistența la tracțiune a plăcii de oțel de 480-800MPa, prin formarea de ștampilă la cald, poate obține rezistența la tracțiune de aproximativ 1300-1700MPA.
5. Utilizarea oțelului de ștampilare fierbinte
Aplicarea pieselor de ștampilă la cald poate îmbunătăți în mod semnificativ siguranța de coliziune a automobilului și poate realiza greutatea ușoară a corpului auto în alb. În prezent, tehnologia de ștampilare fierbinte a fost aplicată pe părțile albe ale corpului mașinilor de pasageri, cum ar fi mașina, un stâlp, un stâlp B, bara de protecție, grinda ușii și șina de acoperiș și alte părți.
Figura 3 ： Componente ale corpului alb adecvate pentru ștampilarea fierbinte
Fig. 4: Jiangdong Machinery 1200 tone Linie de presă de ștampilare la cald
At present, JIANGDONG MACHINERY hot stamping hydraulic press production line solutions have been very mature and stable, in China's hot stamping forming field belongs to the leading level, and as the China Machine Tool Association forging machinery branch vice chairman unit as well as the member units of China Forging Machinery Standardization Committee, we have also undertaken the research and application work of the national super high speed hot stamping of steel and aluminum, which has played a huge role in Promovarea dezvoltării industriei de ștampilare la cald în China și chiar în lume.
