Ātrgaitas karstās štancēšanas ražošanas līnija īpaši augstas stiprības tēraudam (alumīnijam)
Galvenās iezīmes
Ražošanas līnija ir izstrādāta, lai optimizētu automobiļu detaļu ražošanas procesu, izmantojot karstās štancēšanas tehnoloģiju. Šis process, kas Āzijā pazīstams kā karstā štancēšana un Eiropā — presēšana, ietver sagataves materiāla uzsildīšanu līdz noteiktai temperatūrai un pēc tam tā presēšanu atbilstošās veidnēs, izmantojot hidrauliskās presēšanas tehnoloģiju, vienlaikus saglabājot spiedienu, lai sasniegtu vēlamo formu un metāla materiāls piedzīvotu fāžu transformāciju. Karstās štancēšanas tehniku var iedalīt tiešās un netiešās karstās štancēšanas metodēs.
Priekšrocības
Viena no karstās štancēšanas konstrukcijas elementu galvenajām priekšrocībām ir to lieliskā formējamība, kas ļauj ražot sarežģītas ģeometrijas ar izcilu stiepes izturību. Karstās štancēšanas detaļu augstā izturība ļauj izmantot plānākas metāla loksnes, samazinot elementu svaru, vienlaikus saglabājot konstrukcijas integritāti un triecienizturību. Citas priekšrocības ietver:
Samazinātas savienošanas operācijas:Karstās štancēšanas tehnoloģija samazina nepieciešamību pēc metināšanas vai stiprināšanas savienojumu darbībām, kā rezultātā uzlabojas efektivitāte un produkta integritāte.
Minimizēta atspere un deformācija:Karstās štancēšanas process samazina nevēlamas deformācijas, piemēram, detaļu atsitienu un deformāciju, nodrošinot precīzu izmēru precizitāti un samazinot nepieciešamību pēc papildu apstrādes.
Mazāk detaļu defektu:Karstās štancēšanas detaļām ir mazāk defektu, piemēram, plaisu un šķelšanās, salīdzinot ar aukstās formēšanas metodēm, kā rezultātā uzlabojas produkta kvalitāte un samazinās atkritumi.
Zemākas preses tonnas:Karstā štancēšana samazina nepieciešamo preses tonnāžu salīdzinājumā ar aukstās formēšanas metodēm, tādējādi ietaupot izmaksas un palielinot ražošanas efektivitāti.
Materiāla īpašību pielāgošana:Karstās štancēšanas tehnoloģija ļauj pielāgot materiāla īpašības, pamatojoties uz konkrētām detaļas zonām, optimizējot veiktspēju un funkcionalitāti.
Uzlaboti mikrostrukturālie uzlabojumi:Karstās štancēšanas tehnoloģija piedāvā iespēju uzlabot materiāla mikrostruktūru, kā rezultātā uzlabojas mehāniskās īpašības un palielinās produkta izturība.
Optimizēti ražošanas posmi:Karstā štancēšana novērš vai samazina ražošanas starpposmus, kā rezultātā tiek vienkāršots ražošanas process, uzlabota produktivitāte un īsāki izpildes laiki.
Produkta pielietojums
Augstas stiprības tērauda (alumīnija) ātrgaitas karstās štancēšanas ražošanas līnija tiek plaši izmantota automobiļu balto virsbūvju detaļu ražošanā. Tas ietver statņu komplektus, bamperus, durvju sijas un jumta sliežu komplektus, ko izmanto pasažieru transportlīdzekļos. Turklāt karstās štancēšanas nodrošināto moderno sakausējumu izmantošana arvien vairāk tiek pētīta tādās nozarēs kā kosmosa, aizsardzības un jaunattīstības tirgi. Šie sakausējumi piedāvā tādas priekšrocības kā lielāka izturība un samazināts svars, ko ir grūti sasniegt ar citām formēšanas metodēm.
Noslēgumā jāsaka, ka augstas stiprības tērauda (alumīnija) ātrgaitas karstās štancēšanas ražošanas līnija nodrošina precīzu un efektīvu sarežģītas formas automašīnu virsbūvju detaļu ražošanu. Pateicoties izcilai formējamībai, samazinātām savienošanas operācijām, samazinātiem defektiem un uzlabotām materiālu īpašībām, šī ražošanas līnija sniedz daudzas priekšrocības. Tās pielietojums attiecas uz baltu virsbūvju detaļu ražošanu vieglajiem automobiļiem un piedāvā potenciālus ieguvumus kosmosa, aizsardzības un jaunattīstības tirgos. Investējiet augstas stiprības tērauda (alumīnija) ātrgaitas karstās štancēšanas ražošanas līnijā, lai sasniegtu izcilu veiktspēju, produktivitāti un vieglas konstrukcijas priekšrocības autobūves un saskarnozaru nozarēs.
Kas ir karstā štancēšana?
Karstā štancēšana, kas Eiropā pazīstama arī kā presēšanas sacietēšana un Āzijā kā karstā presformēšana, ir materiāla formēšanas metode, kurā sagatave tiek uzkarsēta līdz noteiktai temperatūrai un pēc tam atbilstošajā matricā štancēta un zem spiediena rūdīta, lai sasniegtu vēlamo formu un izraisītu fāžu transformāciju metāla materiālā. Karstās štancēšanas tehnoloģija ietver bora tērauda loksņu (ar sākotnējo stiprību 500–700 MPa) uzkarsēšanu līdz austenitizācijas stāvoklim, to ātru pārvietošanu uz matricu ātrgaitas štancēšanai un detaļas rūdīšanu matricā ar dzesēšanas ātrumu, kas lielāks par 27 °C/s, kam seko turēšana zem spiediena, lai iegūtu īpaši augstas stiprības tērauda detaļas ar vienmērīgu martensīta struktūru.
Karstās štancēšanas priekšrocības
Uzlabota galīgā stiepes izturība un spēja veidot sarežģītas ģeometrijas.
Samazināts komponentu svars, izmantojot plānāku lokšņu metālu, vienlaikus saglabājot konstrukcijas integritāti un triecienizturību.
Samazināta nepieciešamība pēc savienošanas darbībām, piemēram, metināšanas vai stiprināšanas.
Minimizēta detaļu atgriešanās un deformācija.
Mazāk detaļu defektu, piemēram, plaisu un šķelšanās.
Zemākas presēšanas tonnāžas prasības salīdzinājumā ar auksto formēšanu.
Spēja pielāgot materiāla īpašības, pamatojoties uz konkrētām detaļu zonām.
Uzlabotas mikrostruktūras labākai veiktspējai.
Optimizēts ražošanas process ar mazāk darbības posmiem gatavā produkta iegūšanai.
Šīs priekšrocības veicina karstās štancēšanas konstrukcijas komponentu kopējo efektivitāti, kvalitāti un veiktspēju.
Sīkāka informācija par karsto štancēšanu
1. Karstā štancēšana pret auksto štancēšanu
Karstā štancēšana ir formēšanas process, kas tiek veikts pēc tērauda loksnes iepriekšējas uzsildīšanas, savukārt aukstā štancēšana attiecas uz tērauda loksnes tiešu štancēšanu bez iepriekšējas uzsildīšanas.
Aukstajai štancēšanai ir nepārprotamas priekšrocības salīdzinājumā ar karsto štancēšanu. Tomēr tai ir arī daži trūkumi. Aukstās štancēšanas procesā radīto lielāko spriegumu dēļ salīdzinājumā ar karsto štancēšanu auksti štancēti izstrādājumi ir vairāk pakļauti plaisāšanai un šķelšanai. Tāpēc aukstajai štancēšanai ir nepieciešams precīzs štancēšanas aprīkojums.
Karstās štancēšanas procesā tērauda loksne tiek uzkarsēta augstā temperatūrā pirms štancēšanas un vienlaikus rūdīta matricā. Tas noved pie pilnīgas tērauda mikrostruktūras pārveidošanās par martensītu, kā rezultātā tiek iegūta augsta izturība no 1500 līdz 2000 MPa. Līdz ar to karstās štancēšanas izstrādājumiem ir lielāka izturība salīdzinājumā ar aukstās štancēšanas izstrādājumiem.
2. Karstās zīmogošanas procesa plūsma
Karstā štancēšana, kas pazīstama arī kā "presēšanas rūdīšana", ietver augstas stiprības loksnes ar sākotnējo stiprību 500–600 MPa uzkarsēšanu līdz temperatūrai no 880 līdz 950 °C. Pēc tam uzkarsētā loksne tiek ātri štancēta un rūdīta matricā, sasniedzot dzesēšanas ātrumu 20–300 °C/s. Austenīta pārveidošanās par martensītu rūdīšanas laikā ievērojami palielina detaļas izturību, ļaujot ražot štancētas detaļas ar stiprību līdz 1500 MPa. Karstās štancēšanas metodes var iedalīt divās kategorijās: tiešā karstā štancēšana un netiešā karstā štancēšana:
Tiešajā karstās štancēšanas tehnikā iepriekš uzkarsēta sagatave tiek tieši padota slēgtā matricā štancēšanai un rūdīšanai. Turpmākie procesi ietver dzesēšanu, malu apgriešanu un caurumu izciršanu (vai lāzergriešanu), kā arī virsmas tīrīšanu.
Fiture1: karstās štancēšanas apstrādes režīms — tieša karstā štancēšana
Netiešajā karstās štancēšanas procesā aukstās formēšanas priekšapstrādes posms tiek veikts pirms sildīšanas, karstās štancēšanas, malu apgriešanas, caurumu izciršanas un virsmas tīrīšanas posmiem.
Galvenā atšķirība starp netiešo karsto štancēšanu un tiešo karsto štancēšanu ir aukstās formēšanas iepriekšējas formēšanas posma iekļaušana pirms karsēšanas netiešajā metodē. Tiešajā karstajā štancēšanā lokšņu metāls tiek tieši padots karsēšanas krāsnī, savukārt netiešajā karstajā štancēšanā auksti formētais iepriekš veidotais komponents tiek nosūtīts karsēšanas krāsnī.
Netiešās karstās štancēšanas procesa plūsma parasti ietver šādas darbības:
Aukstā formēšana, iepriekšēja formēšana -- Apkure -- Karstā štancēšana -- Malu apgriešana un caurumu izciršana -- Virsmas tīrīšana
Fiture2: karstās štancēšanas apstrādes režīms — netieša karstā štancēšana
3. Galvenā karstās štancēšanas iekārta ietver apkures krāsni, karstās formēšanas presi un karstās štancēšanas veidnes
Apkures krāsns:
Apkures krāsns ir aprīkota ar sildīšanas un temperatūras kontroles iespējām. Tā spēj noteiktā laikā uzkarsēt augstas stiprības plāksnes līdz rekristalizācijas temperatūrai, sasniedzot austenīta stāvokli. Tai jāspēj pielāgoties liela mēroga automatizētas nepārtrauktas ražošanas prasībām. Tā kā uzkarsēto sagatavi var apstrādāt tikai ar robotiem vai mehāniskām rokām, krāsnij ir nepieciešama automatizēta iekraušana un izkraušana ar augstu pozicionēšanas precizitāti. Turklāt, karsējot nepārklātas tērauda plāksnes, tai jānodrošina gāzes aizsardzība, lai novērstu sagataves virsmas oksidēšanos un dekarbonizāciju.
Karstās formēšanas prese:
Prese ir karstās štancēšanas tehnoloģijas pamatā. Tai ir jāspēj ātri štancēt un noturēt formu, kā arī jābūt aprīkotai ar ātras dzesēšanas sistēmu. Karstās formēšanas presu tehniskā sarežģītība ievērojami pārsniedz parasto aukstās štancēšanas presu sarežģītību. Pašlaik tikai daži ārvalstu uzņēmumi ir apguvuši šādu presu projektēšanas un ražošanas tehnoloģiju, un tie visi ir atkarīgi no importa, kas padara tās dārgas.
Karstās štancēšanas veidnes:
Karstās štancēšanas veidnes veic gan formēšanas, gan rūdīšanas posmus. Formēšanas posmā, kad sagatave tiek padota veidnes dobumā, veidne ātri pabeidz štancēšanas procesu, lai nodrošinātu detaļas formēšanas pabeigšanu, pirms materiāls piedzīvo martensīta fāzes transformāciju. Pēc tam tā nonāk rūdīšanas un dzesēšanas posmā, kur siltums no veidnē esošās sagataves nepārtraukti tiek pārnests uz veidni. Veidnē izvietotās dzesēšanas caurules acumirklī novada siltumu caur plūstošo dzesēšanas šķidrumu. Martensīta-austenīta transformācija sākas, kad sagataves temperatūra nokrītas līdz 425 °C. Pāreja starp martensītu un austenītu beidzas, kad temperatūra sasniedz 280 °C, un sagatave tiek izņemta 200 °C temperatūrā. Veidnes noturēšanas loma ir novērst nevienmērīgu termisko izplešanos un saraušanos rūdīšanas procesa laikā, kas varētu izraisīt ievērojamas detaļas formas un izmēru izmaiņas, kā rezultātā varētu rasties brāķi. Turklāt tā uzlabo siltuma pārneses efektivitāti starp sagatavi un veidni, veicinot ātru rūdīšanu un dzesēšanu.
Rezumējot, galvenais karstās štancēšanas aprīkojums ietver sildīšanas krāsni vēlamās temperatūras sasniegšanai, karstās formēšanas presi ātrai štancēšanai un noturēšanai ar ātras dzesēšanas sistēmu, kā arī karstās štancēšanas veidnes, kas veic gan formēšanas, gan dzēšanas posmus, lai nodrošinātu pareizu detaļu formēšanu un efektīvu dzesēšanu.
Rūdīšanas dzesēšanas ātrums ietekmē ne tikai ražošanas laiku, bet arī konversijas efektivitāti starp austenītu un martensītu. Dzesēšanas ātrums nosaka, kāda veida kristāliskā struktūra tiks izveidota, un tas ir saistīts ar sagataves galīgo sacietēšanas efektu. Bora tērauda kritiskā dzesēšanas temperatūra ir aptuveni 30 ℃/s, un tikai tad, kad dzesēšanas ātrums pārsniedz kritisko dzesēšanas temperatūru, martensītiskas struktūras veidošanās var tikt veicināta vislielākajā mērā. Ja dzesēšanas ātrums ir mazāks par kritisko dzesēšanas ātrumu, sagataves kristalizācijas struktūrā parādīsies nemartensītiskas struktūras, piemēram, bainīts. Tomēr, jo augstāks ir dzesēšanas ātrums, jo labāk, jo lielāks dzesēšanas ātrums novedīs pie veidoto detaļu plaisāšanas, un saprātīgs dzesēšanas ātruma diapazons jānosaka atkarībā no detaļu materiāla sastāva un procesa apstākļiem.
Tā kā dzesēšanas caurules konstrukcija ir tieši saistīta ar dzesēšanas ātruma izmēru, dzesēšanas caurule parasti tiek projektēta, ņemot vērā maksimālo siltuma pārneses efektivitāti, tāpēc projektētās dzesēšanas caurules virziens ir sarežģītāks, un to ir grūti noteikt ar mehānisku urbšanu pēc veidņu liešanas pabeigšanas. Lai izvairītos no mehāniskās apstrādes ierobežojumiem, pirms veidņu liešanas parasti tiek izvēlēta ūdens kanālu rezervēšanas metode.
Tā kā karstās štancēšanas veidnes materiāls var ilgstoši darboties 200 ℃ līdz 880–950 ℃ temperatūrā mainīgos aukstuma un karstuma apstākļos, tam jābūt ar labu konstrukcijas stingrību un siltumvadītspēju, kā arī tam jāspēj izturēt spēcīgo termisko berzi, ko rada sagatave augstā temperatūrā, un abrazīvā nodiluma efektu, ko rada nokritušā oksīda slāņa daļiņu nodilums. Turklāt veidnes materiālam jābūt arī labai izturībai pret dzesēšanas šķidruma koroziju, lai nodrošinātu vienmērīgu dzesēšanas caurules plūsmu.
Apgriešana un pīrsings
Tā kā detaļas izturība pēc karstās štancēšanas sasniedz aptuveni 1500 MPa, ja tiek izmantota presgriešana un perforēšana, iekārtu tonnāžas prasības ir lielākas, un griešanas malu nodilums ir nopietns. Tāpēc lāzergriešanas iekārtas bieži izmanto malu un caurumu griešanai.
4. Karstās štancēšanas tērauda izplatītākās kategorijas
Veiktspēja pirms štancēšanas
Veiktspēja pēc štancēšanas
Pašlaik karstās štancēšanas tērauda izplatītākā klase ir B1500HS. Stiepes izturība pirms štancēšanas parasti ir no 480 līdz 800 MPa, un pēc štancēšanas stiepes izturība var sasniegt 1300–1700 MPa. Tas nozīmē, ka 480–800 MPa tērauda plāksnes stiepes izturība, izmantojot karstās štancēšanas formēšanu, var sasniegt aptuveni 1300–1700 MPa stiepes izturību.
5. Karstās štancēšanas tērauda izmantošana
Karstās štancēšanas detaļu pielietošana var ievērojami uzlabot automašīnas sadursmju drošību un panākt vieglu automašīnas virsbūvi baltā krāsā. Pašlaik karstās štancēšanas tehnoloģija tiek pielietota vieglo automašīnu baltajām virsbūves daļām, piemēram, automašīnai, A statnim, B statnim, bamperim, durvju sijai un jumta sliedei, kā arī citām detaļām. Skatiet 3. attēlu zemāk, lai parādītu detaļu piemērus, kas piemēroti vieglai masai.
3. attēls: baltas korpusa detaļas, kas piemērotas karstajai štancēšanai
4. attēls: Dzjandunas mašīnu 1200 tonnu karstās štancēšanas preses līnija
Pašlaik JIANGDONG MACHINERY karstās štancēšanas hidrauliskās preses ražošanas līnijas risinājumi ir bijuši ļoti nobrieduši un stabili, Ķīnas karstās štancēšanas formēšanas jomā pieder pie vadošā līmeņa, un kā Ķīnas Darbgaldu asociācijas kalšanas mašīnu filiāles priekšsēdētāja vietnieka vienība, kā arī Ķīnas Kalšanas mašīnu standartizācijas komitejas locekļu vienības, mēs esam veikuši arī valsts īpaši ātrgaitas tērauda un alumīnija karstās štancēšanas pētniecības un pielietošanas darbu, kam ir bijusi milzīga loma karstās štancēšanas nozares attīstības veicināšanā Ķīnā un pat pasaulē.
