Nagysebességű melegsajtoló gyártósor ultra nagy szilárdságú acélhoz (alumínium)
Főbb jellemzők
A gyártósort úgy tervezték, hogy optimalizálja az autóipari alkatrészek gyártási folyamatát a melegsajtolásos technológia alkalmazásával. Ez az eljárás, amelyet Ázsiában melegsajtolásnak, Európában pedig préselésnek neveznek, magában foglalja a nyersanyag meghatározott hőmérsékletre történő melegítését, majd hidraulikus préstechnológiával megfelelő formákba préselését, miközben nyomást tartanak fenn a kívánt alak elérése és a fémanyag fázisátalakítása érdekében. A melegsajtolásos technika közvetlen és közvetett melegsajtolási módszerekre osztható.
Előnyök
A melegen sajtolt szerkezeti elemek egyik legfontosabb előnye a kiváló alakíthatóságuk, amely lehetővé teszi komplex geometriák előállítását kivételes szakítószilárdsággal. A melegen sajtolt alkatrészek nagy szilárdsága lehetővé teszi vékonyabb fémlemezek használatát, csökkentve az alkatrészek súlyát, miközben megőrzik a szerkezeti integritást és az ütközési teljesítményt. További előnyök:
Csökkentett illesztési műveletek:A melegsajtolásos technológia csökkenti a hegesztési vagy rögzítési csatlakozási műveletek szükségességét, ami jobb hatékonyságot és fokozott termékintegritást eredményez.
Minimalizált visszarugózás és vetemedés:A melegsajtolásos eljárás minimalizálja a nemkívánatos deformációkat, például az alkatrészek visszarugózását és vetemedését, biztosítva a pontos méretpontosságot és csökkentve a további utólagos megmunkálás szükségességét.
Kevesebb alkatrészhiba:A melegen sajtolt alkatrészek kevesebb hibát, például repedést és hasadást mutatnak a hidegalakítási módszerekhez képest, ami jobb termékminőséget és kevesebb hulladékot eredményez.
Alsó présűrtartalom:A melegsajtolás csökkenti a szükséges présűrítményt a hidegalakítási technikákhoz képest, ami költségmegtakarításhoz és fokozott termelési hatékonysághoz vezet.
Anyagtulajdonságok testreszabása:A melegsajtolásos technológia lehetővé teszi az anyagtulajdonságok testreszabását az alkatrész meghatározott területei alapján, optimalizálva a teljesítményt és a funkcionalitást.
Továbbfejlesztett mikroszerkezeti fejlesztések:A hőnyomás lehetővé teszi az anyag mikroszerkezetének javítását, ami jobb mechanikai tulajdonságokat és nagyobb terméktartósságot eredményez.
Egyszerűsített gyártási lépések:A meleg sajtolás kiküszöböli vagy csökkenti a közbenső gyártási lépéseket, ami egyszerűsített gyártási folyamatot, fokozott termelékenységet és rövidebb átfutási időket eredményez.
Termékalkalmazások
A nagy szilárdságú acél (alumínium) nagysebességű melegsajtoló gyártósor széles körben alkalmazható az autóipari fehér karosszériaelemek gyártásában. Ide tartoznak az oszlopszerelvények, lökhárítók, ajtógerendák és a személygépjárművekben használt tetősín-szerelvények. Ezenkívül a melegsajtolás által lehetővé tett fejlett ötvözetek használatát egyre inkább vizsgálják olyan iparágakban, mint a repülőgépipar, a védelem és a feltörekvő piacok. Ezek az ötvözetek a nagyobb szilárdság és a csökkentett súly előnyeit kínálják, amelyeket más alakítási módszerekkel nehéz elérni.
Összefoglalva, a nagy szilárdságú acél (alumínium) nagy sebességű melegsajtoló gyártósor biztosítja az összetett alakú autóipari karosszériaelemek precíz és hatékony gyártását. A kiváló alakíthatóságnak, a csökkentett illesztési műveleteknek, a minimalizált hibáknak és a továbbfejlesztett anyagtulajdonságoknak köszönhetően ez a gyártósor számos előnnyel rendelkezik. Alkalmazásai kiterjednek a személygépkocsik fehér karosszériaelemeinek gyártására, és potenciális előnyöket kínálnak a repülőgépiparban, a védelmi iparban és a feltörekvő piacokon. Fektessen be a nagy szilárdságú acél (alumínium) nagy sebességű melegsajtoló gyártósorba, hogy kiemelkedő teljesítményt, termelékenységet és könnyűszerkezetes kialakítási előnyöket érjen el az autóiparban és a rokon iparágakban.
Mi a meleg sajtolás?
A melegsajtolás, más néven préseléses edzés Európában és melegsajtolás Ázsiában, egy olyan anyagalakítási módszer, amelynek során egy nyersdarabot bizonyos hőmérsékletre hevítenek, majd nyomás alatt a megfelelő szerszámban sajtolják és edzik, hogy elérjék a kívánt formát és fázisátalakulást idézzenek elő a fémanyagban. A melegsajtolási technológia magában foglalja a bóracél lemezek (500-700 MPa kezdeti szilárdságú) ausztenitesedési állapotba hevítését, gyors áthelyezését a szerszámba nagysebességű sajtoláshoz, majd az alkatrésznek a szerszámban való 27°C/s-nál nagyobb hűtési sebességgel történő edzését, majd egy ideig nyomás alatt tartást, hogy ultra nagy szilárdságú, egyenletes martenzites szerkezetű acél alkatrészeket kapjanak.
A forró sajtolás előnyei
Fokozott szakítószilárdság és komplex geometriák kialakításának képessége.
Csökkentett alkatrész súly vékonyabb lemezfelületek használatával, miközben megőrzi a szerkezeti integritást és az ütközési teljesítményt.
Csökken az olyan illesztési műveletek iránti igény, mint a hegesztés vagy a rögzítés.
Minimálisra csökkentett alkatrész-visszarugózás és vetemedés.
Kevesebb alkatrészhiba, például repedés és hasadás.
Alacsonyabb présűrtartalom-igény a hidegalakításhoz képest.
Lehetőség az anyagtulajdonságok testreszabására az adott alkatrészzónák alapján.
Továbbfejlesztett mikroszerkezetek a jobb teljesítmény érdekében.
Egyszerűsített gyártási folyamat, kevesebb műveleti lépéssel a késztermék előállításához.
Ezek az előnyök hozzájárulnak a melegen sajtolt szerkezeti alkatrészek általános hatékonyságához, minőségéhez és teljesítményéhez.
További részletek a forró sajtolásról
1. Meleg sajtolás vs. hideg sajtolás
A melegsajtolás az acéllemez előmelegítése után végrehajtott alakítási eljárás, míg a hidegsajtolás az acéllemez előmelegítés nélküli közvetlen sajtolását jelenti.
A hidegsajtolásnak egyértelmű előnyei vannak a melegsajtolással szemben. Ugyanakkor vannak hátrányai is. A hidegsajtolás által a melegsajtoláshoz képest előidézett nagyobb feszültségek miatt a hidegsajtolt termékek hajlamosabbak a repedésre és a törésre. Ezért a hidegsajtoláshoz precíz sajtolóberendezésre van szükség.
A melegsajtolás során az acéllemezt a sajtolás előtt magas hőmérsékletre hevítik, majd egyidejűleg a szerszámban edzik. Ez az acél mikroszerkezetének teljes martenzites átalakulásához vezet, ami 1500 és 2000 MPa közötti nagy szilárdságot eredményez. Következésképpen a melegsajtolt termékek nagyobb szilárdságot mutatnak a hidegsajtolt társaikhoz képest.
2. Forró sajtolási folyamat
A melegsajtolás, más néven „préseléses edzés”, egy nagy szilárdságú, 500-600 MPa kezdeti szilárdságú lemez 880 és 950 °C közötti hőmérsékletre történő hevítését jelenti. A hevített lemezt ezután gyorsan sajtolják és edzik a szerszámban, 20-300 °C/s hűtési sebességet elérve. Az ausztenit martenzitté alakulása a kioltás során jelentősen növeli az alkatrész szilárdságát, lehetővé téve akár 1500 MPa szilárdságú sajtolt alkatrészek gyártását. A melegsajtolási technikák két kategóriába sorolhatók: közvetlen melegsajtolás és közvetett melegsajtolás:
A közvetlen meleg sajtolás során az előmelegített nyersdarabot közvetlenül egy zárt szerszámba vezetik sajtolás és edzés céljából. A következő folyamatok közé tartozik a hűtés, az élvágás és a lyukasztás (vagy lézervágás), valamint a felülettisztítás.
Fiture1: forró sajtolási feldolgozási mód - közvetlen forró sajtolás
Az indirekt melegsajtolásos eljárás során a hidegalakításos előformázási lépést a hevítés, melegsajtolás, élvágás, lyukasztás és felülettisztítás szakaszai előtt hajtják végre.
A közvetett és a közvetlen melegsajtolás közötti fő különbség a hidegalakítási előalakítási lépés beépítésében rejlik a közvetett módszerben a melegítés előtt. Közvetlen melegsajtolás esetén a fémlemezt közvetlenül a fűtőkemencébe vezetik, míg közvetett melegsajtolás esetén a hidegen formázott előalakított alkatrészt küldik a fűtőkemencébe.
A közvetett meleg sajtolás folyamata jellemzően a következő lépéseket foglalja magában:
Hidegen formázás - előformázás - melegítés - meleg sajtolás - élvágás és lyukasztás - felülettisztítás
Fiture2: meleg sajtolási feldolgozási mód - közvetett meleg sajtolás
3. A forró sajtolás fő berendezései közé tartozik a fűtőkemence, a forró formázóprés és a forró sajtolóformák
Fűtőkemence:
A hevítőkemence fűtési és hőmérséklet-szabályozási képességekkel rendelkezik. Képes nagy szilárdságú lemezeket meghatározott időn belül átkristályosodási hőmérsékletre hevíteni, ausztenites állapotot elérve. Alkalmazkodnia kell a nagyméretű, automatizált, folyamatos gyártási követelményekhez. Mivel a hevített tuskót csak robotok vagy mechanikus karok tudják kezelni, a kemence automatizált be- és kirakodást igényel nagy pozicionálási pontossággal. Ezenkívül bevonat nélküli acéllemezek hevítésekor gázvédelmet kell biztosítania a tuskó felületi oxidációjának és dekarbonizációjának megakadályozása érdekében.
Meleg formázóprés:
A prés a melegsajtolási technológia lelke. Gyors sajtolásra és tartásra van szüksége, valamint gyors hűtőrendszerrel kell felszerelni. A melegalakító prések technikai bonyolultsága messze meghaladja a hagyományos hidegsajtoló présekét. Jelenleg csak néhány külföldi vállalat sajátította el az ilyen prések tervezési és gyártási technológiáját, és mindegyikük importfüggő, ami drágává teszi őket.
Forró sajtolóformák:
A meleg sajtolóformák mind alakítási, mind edzési fázisokat végeznek. Az alakítási szakaszban, miután a tuskót betáplálják a formaüregbe, a forma gyorsan befejezi a sajtolási folyamatot, hogy biztosítsa az alkatrész kialakításának befejezését, mielőtt az anyag martenzites fázisátalakuláson menne keresztül. Ezután belép a edzési és hűtési szakaszba, ahol a formában lévő munkadarab hője folyamatosan átkerül a formába. A formában elhelyezett hűtőcsövek azonnal elvezetik a hőt az áramló hűtőfolyadékon keresztül. A martenzites-ausztenites átalakulás akkor kezdődik, amikor a munkadarab hőmérséklete 425°C-ra csökken. A martenzites és ausztenites átalakulás akkor ér véget, amikor a hőmérséklet eléri a 280°C-ot, és a munkadarabot 200°C-on veszik ki. A forma tartóerejének szerepe, hogy megakadályozza az egyenetlen hőtágulást és összehúzódást a edzési folyamat során, ami az alkatrész alakjának és méreteinek jelentős változását eredményezheti, ami selejthez vezethet. Ezenkívül növeli a hőátadás hatékonyságát a munkadarab és a forma között, elősegítve a gyors edzést és hűtést.
Összefoglalva, a melegsajtoláshoz szükséges fő berendezések közé tartozik egy fűtőkemence a kívánt hőmérséklet eléréséhez, egy melegalakító prés a gyors sajtoláshoz és tartáshoz gyors hűtőrendszerrel, valamint melegsajtológépek, amelyek mind a formázási, mind a kioltási szakaszokat elvégzik a megfelelő alkatrészformálás és a hatékony hűtés biztosítása érdekében.
A kioltási hűtési sebesség nemcsak a gyártási időt befolyásolja, hanem az ausztenit és martenzit közötti átalakulási hatékonyságot is. A hűtési sebesség határozza meg, hogy milyen kristályos szerkezet alakul ki, és összefügg a munkadarab végső keményedésével. A bóracél kritikus hűtési hőmérséklete körülbelül 30 ℃/s, és csak akkor segítheti elő a martenzites szerkezet kialakulását a legnagyobb mértékben, ha a hűtési sebesség meghaladja a kritikus hűtési hőmérsékletet. Ha a hűtési sebesség kisebb, mint a kritikus hűtési sebesség, nem martenzites szerkezetek, például bainit jelennek meg a munkadarab kristályosodási szerkezetében. Minél nagyobb a hűtési sebesség, annál jobb, annál nagyobb a hűtési sebesség, ami a formázott alkatrészek repedéséhez vezet, és az ésszerű hűtési sebességtartományt az alkatrészek anyagösszetétele és feldolgozási körülményei alapján kell meghatározni.
Mivel a hűtőcső kialakítása közvetlenül összefügg a hűtési sebesség méretével, a hűtőcsövet általában a maximális hőátadási hatékonyság szempontjából tervezik, így a tervezett hűtőcső iránya összetettebb, és a formaöntés befejezése után nehéz mechanikus fúrással elérni. A mechanikai feldolgozás korlátozásának elkerülése érdekében általában a vízcsatornák öntése előtti lefoglalásának módszerét választják.
Mivel a meleg sajtoló szerszám anyaga hosszú ideig 200 ℃ és 880 ~ 950 ℃ között, váltakozó hideg és meleg körülmények között működik, jó szerkezeti merevséggel és hővezető képességgel kell rendelkeznie, és ellen kell állnia a magas hőmérsékleten a buga által keltett erős hősúrlódásnak és a lehullott oxidréteg-részecskék kopási hatásának. Ezenkívül a forma anyagának jó korrózióállósággal kell rendelkeznie a hűtőfolyadékkal szemben, hogy biztosítsa a hűtőcső zökkenőmentes áramlását.
Vágás és piercing
Mivel a meleg sajtolás utáni alkatrészek szilárdsága eléri a körülbelül 1500 MPa-t, ha préselést és lyukasztást alkalmaznak, a berendezések súlyigénye nagyobb, és a szerszám vágóélének kopása jelentős. Ezért gyakran használnak lézervágó egységeket élek és lyukak vágásához.
4. A melegen sajtolt acél általános minőségei
Teljesítmény bélyegzés előtt
Teljesítmény bélyegzés után
Jelenleg a melegen sajtolt acél általános minősége a B1500HS. A sajtolás előtti szakítószilárdság általában 480-800 MPa között van, sajtolás után pedig elérheti a 1300-1700 MPa-t. Ez azt jelenti, hogy a 480-800 MPa-s acéllemez szakítószilárdsága melegen sajtolással körülbelül 1300-1700 MPa szakítószilárdságot érhet el.
5. Meleg sajtolóacél használata
A meleg sajtolású alkatrészek alkalmazása jelentősen javíthatja az autó ütközésbiztonságát, és fehér színben is megvalósíthatja a könnyű karosszériaelemek előállítását. Jelenleg a meleg sajtolási technológiát személygépkocsik fehér karosszériaelemein alkalmazzák, mint például az autó, az A-oszlop, a B-oszlop, a lökhárító, az ajtógerendák és a tetősín, valamint más alkatrészek esetében. Lásd az alábbi 3. ábrát a könnyű súlyozásra alkalmas alkatrészek példáiért.
3. ábra: Fehér testalkatrészek, amelyek alkalmasak meleg sajtolásra
4. ábra: jiangdong gépek 1200 tonnás melegsajtoló préssor
Jelenleg a JIANGDONG MACHINERY melegsajtolással foglalkozó hidraulikus présgyártó sor megoldásai nagyon kiforrottak és stabilak, Kína melegsajtolási területén a vezető szinthez tartozik, és mint a Kínai Szerszámgép Szövetség kovácsgépek ágának alelnöki egysége, valamint a Kínai Kovácsgépek Szabványügyi Bizottságának tagegységei, az acél és alumínium országos szupergyors melegsajtolásának kutatási és alkalmazási munkáját is elvégeztük, amely hatalmas szerepet játszott a melegsajtolás ipar fejlődésének előmozdításában Kínában és a világban is.
