Linia de producție de ștanțare la cald de mare viteză pentru oțel de înaltă rezistență (aluminiu)
Caracteristici cheie
Linia de producție este concepută pentru a optimiza procesul de fabricație a pieselor auto prin aplicarea tehnologiei de ștanțare la cald.Acest proces, cunoscut sub numele de ștanțare la cald în Asia și întărire prin presare în Europa, implică încălzirea materialului semifabricat la o anumită temperatură și apoi presarea acestuia în matrițe corespunzătoare folosind tehnologia presei hidraulice, menținând în același timp presiunea pentru a obține forma dorită și a suferi o transformare de fază a material metalic.Tehnica de ștanțare la cald poate fi clasificată în metode directe și indirecte de ștanțare la cald.
Avantaje
Unul dintre avantajele cheie ale componentelor structurale ștanțate la cald este formabilitatea lor excelentă, care permite producerea de geometrii complexe cu o rezistență excepțională la tracțiune.Rezistența ridicată a pieselor ștanțate la cald permite utilizarea de foi de metal mai subțiri, reducând greutatea componentelor, menținând în același timp integritatea structurală și performanța la impact.Alte avantaje includ:
Operațiuni de îmbinare reduse:Tehnologia de ștanțare la cald reduce necesitatea operațiunilor de conectare de sudură sau prindere, rezultând o eficiență îmbunătățită și o integritate sporită a produsului.
Springback și Warpage minimizate:Procesul de ștanțare la cald minimizează deformațiile nedorite, cum ar fi deformarea și deformarea piesei, asigurând precizie dimensională și reducând nevoia de reprelucrare suplimentară.
Mai puține defecte ale pieselor:Piesele ștanțate la cald prezintă mai puține defecte, cum ar fi fisuri și despicare, în comparație cu metodele de formare la rece, ceea ce duce la îmbunătățirea calității produsului și la reducerea deșeurilor.
Tonaj de presare mai mic:Ștanțarea 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 materialului:Tehnologia de ștanțare la cald permite personalizarea proprietăților materialului pe anumite zone ale piesei, optimizând performanța și funcționalitatea.
Îmbunătățiri microstructurale îmbunătățite:Ștanțarea la cald oferă capacitatea de a îmbunătăți microstructura materialului, rezultând proprietăți mecanice îmbunătățite și durabilitate crescută a produsului.
Etape de producție simplificate:Ștanțarea la cald elimină sau reduce etapele intermediare de producție, rezultând un proces de producție simplificat, productivitate sporită și timpi de livrare mai scurti.
Aplicații ale produsului
Linia de producție pentru ștanțare la cald de mare viteză din oțel de înaltă rezistență (aluminiu) își găsește o largă aplicație în producția de părți albe ale caroseriei auto.Acestea includ ansambluri de stâlpi, bare de protecție, grinzi de uși și ansambluri de șine de acoperiș utilizate în vehiculele de pasageri.În plus, utilizarea aliajelor avansate activate de ștanțarea la cald este din ce în ce mai explorată în industrii precum aerospațial, apărare și piețele emergente.Aceste aliaje oferă avantajele rezistenței mai mari și greutății reduse care sunt dificil de realizat prin alte metode de formare.
În concluzie, linia de producție pentru ștanțare la cald de mare viteză din oțel de înaltă rezistență (aluminiu) asigură o producție precisă și eficientă a pieselor de caroserie auto de formă complexă.Cu o formabilitate superioară, operațiuni de îmbinare reduse, defecte minime și proprietăți îmbunătățite ale materialului, această linie de producție oferă numeroase avantaje.Aplicațiile sale se extind la fabricarea de părți albe ale caroseriei pentru vehicule de pasageri și oferă beneficii potențiale în industria aerospațială, apărare și piețele emergente.Investește în linia de producție de ștanțare la cald de mare viteză din oțel de înaltă rezistență (aluminiu) pentru a obține performanțe remarcabile, productivitate și avantaje de design ușor în industriile auto și conexe
Ce este ștanțarea la cald?
Ștanțarea la cald, cunoscută și sub denumirea de întărire prin presare în Europa și formare prin presare la cald în Asia, este o metodă de formare a materialului în care un semifabricat este încălzit la o anumită temperatură și apoi ștanțat și stins sub presiune în matrița corespunzătoare pentru a obține forma dorită și a induce o transformare de fază în materialul metalic.Tehnologia de ștanțare la cald implică încălzirea foilor de oțel cu bor (cu rezistență inițială de 500-700 MPa) până la starea de austenitizare, transferându-le rapid pe matriță pentru ștanțare de mare viteză și călirea piesei din matriță la o viteză de răcire mai mare de 27°. C/s, urmată de o perioadă de menținere sub presiune, pentru a obține componente din oțel de rezistență ultra-înaltă cu structură martensitică uniformă.
Avantajele ștampilării la cald
Rezistența maximă la tracțiune îmbunătățită și capacitatea de a forma geometrii complexe.
Greutatea redusă a componentelor prin utilizarea tablei mai subțiri, menținând în același timp integritatea structurală și performanța la impact.
Nevoia redusă de operațiuni de îmbinare precum sudarea sau fixarea.
Partea redusă la minimum elastic înapoi și deformare.
Mai puține defecte ale pieselor, cum ar fi fisuri și despicari.
Cerințe de tonaj presă mai mici în comparație cu formarea la rece.
Abilitatea de a adapta proprietățile materialului pe baza zonelor specifice ale piesei.
Microstructuri îmbunătățite pentru o performanță mai bună.
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 ștanțate la cald.
Mai multe detalii despre ștanțarea la cald
1. Ștanțare la cald vs ștanțare la rece
Ștanțarea la cald este un proces de formare care se realizează după preîncălzirea tablei de oțel, în timp ce ștanțarea la rece se referă la ștanțarea directă a tablei de oțel fără preîncălzire.
Ștanțarea la rece are avantaje clare față de ștanțarea la cald.Cu toate acestea, prezintă și unele dezavantaje.Datorită solicitărilor mai mari induse de procesul de ștanțare la rece în comparație cu ștanțarea la cald, produsele ștanțate la rece sunt mai susceptibile la crăpare și despicare.Prin urmare, este necesar un echipament precis de ștanțare pentru ștanțarea la rece.
Ștanțarea la cald implică încălzirea tablei de oțel la temperaturi ridicate înainte de ștanțare și, simultan, călirea în matriță.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 ștanțate la cald prezintă o rezistență mai mare în comparație cu omologii ștanțate la rece.
2. Fluxul procesului de ștanțare la cald
Ștanțarea la cald, cunoscută și sub denumirea de „întărire prin presare”, implică încălzirea unei foi de înaltă rezistență cu o rezistență inițială de 500-600 MPa la temperaturi cuprinse între 880 și 950°C.Foaia încălzită este apoi ștanțată rapid și stinsă în matriță, realizând viteze de răcire de 20-300°C/s.Transformarea austenitei în martensite în timpul călirii sporește semnificativ rezistența componentei, permițând producerea de piese ștanțate cu rezistențe de până la 1500 MPa. Tehnicile de ștanțare la cald pot fi clasificate în două categorii: ștanțare directă la cald și ștanțare indirectă la cald:
În ștanțarea directă la cald, semifabricatul preîncălzit este introdus direct într-o matriță închisă pentru ștanțare și călire.Procesele ulterioare includ răcirea, tăierea marginilor și perforarea (sau tăierea cu laser) și curățarea suprafețelor.
Fiture1: modul de procesare a ștanțarii la cald - ștanțare directă la cald
În procesul de ștanțare indirectă la cald, etapa de preformare prin formare la rece este efectuată înainte de a intra în etapele de încălzire, ștanțare la cald, tăierea marginilor, perforarea găurilor și curățarea suprafețelor.
Principala diferență dintre procesele de ștanțare la cald indirectă și de ștanțare la cald directă constă în includerea etapei de pre-formare prin formare la rece înainte de încălzire în metoda indirectă.În ștanțarea directă la cald, tabla este alimentată direct în cuptorul de încălzire, în timp ce în ștanțarea la cald indirectă, componenta preformată formată la rece este trimisă în cuptorul de încălzire.
Fluxul procesului de ștanțare indirectă la cald implică de obicei următorii pași:
Preformare prin formare la rece--Încălzire-Ștanțare la cald--Tăierea marginilor și perforarea găurilor-Curățarea suprafețelor
Fiture2: mod de procesare a ștanțarii la cald - ștanțare la cald indirectă
3. Echipamentul principal pentru ștanțare la cald include un cuptor de încălzire, o presă de formare la cald și matrițe de ștanțare la cald
Cuptor de incalzire:
Cuptorul de încălzire este echipat cu capacități de încălzire și control al temperaturii.Este capabil să încălziți plăci de înaltă rezistență la temperatura de recristalizare într-un timp specificat, obținând o stare austenitică.Trebuie să se poată adapta la cerințele de producție continuă automatizată la scară largă.Deoarece țagla încălzită poate fi manipulată doar de roboți sau brațe mecanice, cuptorul necesită încărcare și descărcare automată cu o precizie ridicată de poziționare.În plus, la încălzirea plăcilor de oțel neacoperite, ar trebui să ofere protecție împotriva gazului pentru a preveni oxidarea suprafeței și decarbonizarea țaglei.
Presă de formare la cald:
Presa este nucleul tehnologiei de ștanțare la cald.Trebuie să aibă capacitatea de ștanțare și ținere rapidă, precum și să fie echipat cu un sistem de răcire rapidă.Complexitatea tehnică a preselor de formare la cald o depășește cu mult pe cea a preselor convenționale de ștanțare la rece.În prezent, doar câteva companii străine au stăpânit tehnologia de proiectare și fabricare a unor astfel de prese și toate sunt dependente de importuri, ceea ce le face scumpe.
Matrite pentru matritare la cald:
Formele de ștanțare la cald efectuează atât etape de formare, cât și de călire.În etapa de formare, odată ce țagla este introdusă în cavitatea matriței, matrița finalizează rapid procesul de ștanțare pentru a asigura finalizarea formării piesei înainte ca materialul să sufere transformarea în fază martensitică.Apoi, intră în etapa de călire și răcire, unde căldura de la piesa de prelucrat din interiorul matriței este transferată continuu în matriță.Țevile de răcire dispuse în matriță elimină instantaneu căldura prin lichidul de răcire care curge.Transformarea martensitic-austenitică începe când temperatura piesei de prelucrat scade la 425°C.Transformarea dintre martensită și austenită se încheie când temperatura atinge 280°C, iar piesa de prelucrat este scoasă la 200°C.Rolul prinderii matriței este de a preveni dilatarea și contracția termică neuniformă în timpul procesului de călire, care ar putea duce la modificări semnificative ale formei și dimensiunilor piesei, ducând la deșeuri.În plus, îmbunătățește eficiența transferului termic între piesa de prelucrat și matriță, promovând călirea și răcirea rapidă.
În rezumat, echipamentul principal pentru ștanțare la cald include un cuptor de încălzire pentru atingerea temperaturii dorite, o presă de formare la cald pentru ștanțare și menținere rapidă cu un sistem de răcire rapidă și matrițe de ștanțare la cald care realizează atât etape de formare, cât și de călire pentru a asigura formarea corectă a pieselor. și răcire eficientă.
Viteza de răcire de stingere nu afectează numai timpul de producție, ci afectează și eficiența conversiei dintre austenită și martensită.Viteza de răcire determină ce fel de structură cristalină se va forma și este legată de efectul final de întărire al piesei de prelucrat.Temperatura critică de răcire a oțelului cu bor este de aproximativ 30 ℃/s și numai atunci când viteza de răcire depășește temperatura critică de răcire poate fi promovată în cea mai mare măsură formarea structurii martensitice.Când viteza de răcire este mai mică decât viteza critică de răcire, structurile nemartensitice, cum ar fi bainita, vor apărea în structura de cristalizare a piesei de prelucrat.Cu toate acestea, cu cât viteza de răcire este mai mare, cu atât este mai bine, cu atât viteza de răcire mai mare va duce la fisurarea pieselor formate, iar intervalul rezonabil de viteză de răcire trebuie determinat în funcție de compoziția materialului și 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 a transferului de căldură, astfel încât direcția conductei de răcire proiectată este mai complexă și este dificilă. pentru a se obţine prin găurire mecanică după terminarea turnării matriţei.Pentru a evita limitarea prelucrării mecanice, se alege în general metoda de rezervare a canalelor de apă înainte de turnarea matriței.
Deoarece funcționează mult timp la 200 ℃ până la 880 ~ 950 ℃ în condiții severe de alternanță la rece și la cald, materialul matriței de ștanțare la cald trebuie să aibă rigiditate structurală și conductivitate termică bune și poate rezista la frecarea termică puternică generată de țagle la temperatura ridicată și efectul de uzură abrazivă al particulelor din stratul de oxid căzut.În plus, materialul matriței ar trebui să aibă, de asemenea, o rezistență bună la coroziune față de lichidul de răcire pentru a asigura curgerea lină a conductei de răcire.
Tunderea și piercingul
Deoarece rezistența pieselor după ștanțare la cald ajunge la aproximativ 1500MPa, dacă se utilizează tăierea și perforarea prin presare, cerințele de tonaj al echipamentului sunt mai mari, iar uzura tăietorului matriței este gravă.Prin urmare, unitățile de tăiere cu laser sunt adesea folosite pentru a tăia marginile și găurile.
4.Clasuri comune de oțel ștanțat la cald
Performanță înainte de ștanțare
Performanță după ștanțare
În prezent, gradul comun al oțelului ștanțat la cald este B1500HS.Rezistența la tracțiune înainte de ștanțare este în general între 480-800MPa, iar după ștanțare, rezistența la tracțiune poate ajunge la 1300-1700MPa.Adică, rezistența la tracțiune a plăcii de oțel de 480-800MPa, prin formare prin ștanțare la cald, poate obține rezistența la tracțiune a pieselor de aproximativ 1300-1700MPa.
5.Utilizarea oțelului ștanțat la cald
Aplicarea pieselor de ștanțare la cald poate îmbunătăți semnificativ siguranța la coliziune a automobilului și poate realiza greutatea ușoară a caroseriei automobilului în alb.În prezent, tehnologia de ștanțare la cald a fost aplicată părților albe ale caroseriei autoturismelor, cum ar fi mașina, stâlpul A, stâlpul B, bara de protecție, grinda ușii și șina de acoperiș și alte părți. Vezi figura 3 de mai jos pentru exemplu de piese potrivite pentru lumină -ponderare.
Figura 3: Componentele corpului albe potrivite pentru ștanțare la cald
Fig. 4: mașinăjiangdong linie de presă de ștanțare la cald de 1200 de tone
În prezent, soluțiile pentru liniile de producție de presă hidraulică de ștanțare la cald JIANGDONG MACHINERY au fost foarte mature și stabile, în domeniul de formare a ștanțarii la cald din China aparține nivelului de conducere și ca unitate de vicepreședinte al ramului de mașini de forjare a Asociației de mașini-unelte din China, precum și unitățile membre a Comitetului de standardizare a mașinilor de forjare din China, am întreprins, de asemenea, lucrările de cercetare și aplicare a ștanțarii la cald naționale de super mare viteză a oțelului și aluminiului, care a jucat un rol imens în promovarea dezvoltării industriei de ștanțare la cald în China și chiar în lume. .
