Metalдық штамптау – бұл құрылымдық материалдар үшін ең қатал өндірістік орталардың бірі. Жоғары күшті престер өте үлкен қысымда жарықсыз, бұралыссыз немесе құрал-жабдықтың қымбат тетіктерін зақымдамай, таза деформацияланатын материалды талап етеді. Осы жоғары дәрежелі өндірістік ортада әрбір ыстық дайындалған болат рулонын қоректендіру кезінде штамптау болатының қаттылығын бақылау – бөлшек сапасын тұрақты ұстау, жарамсыз бөлшектердің пайда болуын азайту және престік қалыптарға инвестицияларды қорғау үшін негізгі мақсат болып табылады. Қаттылық параметрлерінде немесе негізгі партиялар арасындағы беріктік ауытқуларында жіберілген қате тікелей құралдың зақымдануына, престің ұзақ уақытқа тоқтауына немесе серпімді қалпына келу қасиетінің болжанбайтын өзгерістеріне байланысты өлшемдік сәйкессіздікке әкелуі мүмкін. Аймақтық престік цехтардағы терең мамандық тәжірибесі көрсеткендей, көптеген тұрақты пішіндеу ақаулары рулоны разматывательге жеткенше-ақ пайда болады. Келетін жеткізілімдер бойынша механикалық қасиеттерді стандарттау – престік жолдың тұрақты жұмысының негізін құрайды.
Сығылған материалдың қаттылығы мен беріктігінің параметрлерін ашу
Жазық домалақ болат саласында инженерлер әдетте қысымдық цехқа жарамдылығын бағалау үшін Роквелл B немесе Бринелл сияқты дәстүрлі индентация әдістерін қолданбайды. Оның орнына, тартылу қасиеттері — яғни аққыштық шегі мен соңғы тартылу беріктігі — материалдың қаттылығы мен пішіндеуге жарамдылығының нағыз көрсеткіштері болып табылады.
Жоғары жылдамдықты қысымдық операциялар үшін аққыштық шегі ең маңызды айнымалы болып табылады. Ол тұрақты пластикалық деформацияны бастау үшін қажетті дәл күш порогын анықтайды. Егер келетін материал қысымдық орнату күткен аққыштық шегінен жоғары мәндер көрсетсе, металл өндеу қалыбына енуге қарсылық көрсетеді, бұл соққылаушы бұрыштар мен радиустық жиектерге аса күшті тағылу тудырады. Керісінше, төмен беріктікті материал тым ерте аққыштыққа ұшырайды, нәтижесінде теңсіз жұқару немесе жүктеме әсерінен конструкциялық иілу пайда болады.
Қысымдық өңдеуге арналған ыстық домалақ болат маркаларының санаттандырылуы
| Болат маркаларының классификациясы |
Тұрақтылық күші |
Тартылу күші |
Ұзару диапазоны |
Негізгі қысымдық қолданыстар |
| Жұмсақ пішіндеу маркалары |
180 – 250 МПа |
280 – 380 МПа |
28 – 35% |
Терең тарту, күрделі автомобиль корпусы, күрделі геометриялық формалы бекітпе пластиналары |
| Орташа беріктіктегі конструкциялық маркалар |
250 – 350 МПа |
380 – 480 МПа |
22 – 28% |
Жүк көлігі шасси компоненттері, ауыр бекітпе пластиналары, конструкциялық күшейту үшін қосымша пластиналар |
| Жоғары беріктіктегі конструкциялық маркалар |
350 – 550 MPa |
480 – 620 MPa |
15 – 22% |
Ağır jүкті avtoköllerdıń kerneylerı, jüktı kóteretıng qosymsha elementterı, soqtırıwdan qorǵaw elementterı |
Mehanıkalıq berıktıq penı parşylyqty teńestıru
Press zavodında ónımnyń tıýkarlıq kórseltkıshınerın jete mınıw úshın mehanıkalıq berıktıq penı sózılıwshılıq arasyndagı qatay tártepke kóz qoyıw kerek. Qızdırylgan polosa bolıp tabılatın barlıq polosa túrınde berıktıq ósken sańda sózılıwshılıq tábıǵı túsedi. Bul túzıq baylanys minimum bükılu radiusy, sózılıw orany, shet sózılıwı mümkındıkterın anıqtaydı.
Press zavodları strukturalyq komponentterdı óńdegen kезде, tańdalınǵan qızdırylgan polosa sonǵy ónımnyń bezbetlik standarttaryn qanaǵatlandırıw ushın jete berıktıq kórsetıwı kerek. Bıraq eger sózılıwshılıq kompleks, tıyıq radiuslı bükıluwlar ushın talap etıletın seviyenıń astynda qalsá, bükılu osı boyınsha syrtqy geraldıq aymarynda mikro-şıtqılar mıńdettı türde payda bolady.
Ауыл шаруашылығы техникасын өндіру бойынша нақты мысал осы тепе-теңдікті көрсетеді. Трактор рамасының тірек элементтерін 350 МПа аққыштық шегі бар ыстық дайындалған болат рулоннан өндіретін ауыр жабдық пресстік цехында маңызды 90-градустық радиус сызығы бойынша қатты қыртыс трещиналарына байланысты қабылданбайтын 12% ақаулық пайда болды. Құрал-жабдықтың реттелуі жарылуларды тоқтатпайды, себебі негізгі материалдың созылу қабілеті жеткіліксіз болды.
Материалдық сипаттаманы қайта құру арқылы 280 МПа ағу шегі мен 30% созылумен сәйкес келетін нормаланған құрылымдық марка ұсынылды, нәтижесінде қалдықтардың пайызы 1,5%-дан төмендеді. Бір уақытта, матрицаның тозуы қатты төмендеді, бұл соғу құрылғысын қолданудың кезеңін 40%-дан астам ұзартты. Қосымша штамптау жолдарында жұмыс істейтін құрылымдық емес жабын тақталары немесе алдын ала боялған екіншілік қорғау қабықтары үшін арнайы пішілуге болатын PPGI болат рулонын қолдану терең тарту процесінің жұмысын жақсартады және алдын ала аяқталған беттің бүтіндігін сақтайды. Механикалық сипаттамаларды нақты пішілеу механизміне дәл келтіру өндіріс циклдары кезінде қымбат тұратын сынақ-қателерді болдырмақшы әрекеттерді жоюға мүмкіндік береді.
Серпінді қайту механикасын және құрал-жабдықтарды компенсациялауды басқару
Спрингбэк — бұл пресс поршеньі өз жүрісін аяқтап, кері оралғаннан кейін қалыңдықта қалатын серпімді керілу. Басу қысымы жойылған сәтте пішілген болат бастапқы жазық профиліне қарай бөлшекті түрде қайта оралады. Бұл серпімді қалпына келу шамасы материалдың аққыштық шегі мен қалыңдық қатынастарымен тікелей байланысты.
Аққыштық шегі 250 МПа болатын төмен беріктікті материалдар әдетте стандартты тік бұрышты калыптағы иілу кезінде болжанатын 2–3 градус спрингбэк береді. Аққыштық шегі 400 МПа болатын жоғары беріктікті материалдарды штамптағанда, қолданылатын құрал-жабдық геометриясы өзгермеген кезде серпімді қалпына келу шамасы тез 6–8 градусқа дейін көтерілуі мүмкін.
Бұл серпімді босатуды компенсациялау үшін қалыптауыштардың қуыстарына қосымша иілу бұрыштарын енгізеді. Қажетті бұрыштық компенсация материалдың ағу шегінің оның серпімділік модуліне қатынасымен тура пропорционал болады. 300 МПа ағу шегімен жұмыс істейтін стандартты ыстық дайындалған рулон үшін 90-градустық ауада иілу қалыптауышындағы типтік қосымша иілу рұқсаты 3–4 градус аралығында болады.
Жоғары көлемді өндірісте нағыз операциялық қауп-бір партиядан екіншісіне дейінгі айырымдар. Егер бір келетін ыстық дайындалған болат рулон 290 МПа-да келсе, ал келесі жеткізілген рулон 340 МПа-да тіркелсе, физикалық серпілу сипаттамасы күшті тербеліске ұшырайды. Бұл тұрақсыздық шектен тыс бөлшектерге, жинақтау кезіндегі орналасу сәйкессіздіктеріне және үнемі престің орнатылуын өзгертуге әкеледі. Тапсырыс спецификацияларын қатаң етіп белгілеу—барлық жеткізілетін рулондар бойынша ағу шегінің дәлдігін ±20 МПа шегінде шектеу—серпілу әрекетінің тұрақтылығын, бұрыштық қайталанушылықтың болжануын және әрбір сменада өлшемдік шығыстың біркелкілігін қамтамасыз етеді.
Жоғары кернеумен қалыптау кезіндегі беттің бүтіндігін қарастыру
Механикалық қалыптау болатының қаттылығын реттеу конструкциялық трещиналар мен серпімділік мәселелерін шешеді, бірақ құралдардың тұрақтылығы мен жабық беттің сапасы үшін жалпы парақ бетінің сапасы да осындай маңызды. Тазартылмаған материалдағы стандартты прокат қабаты жоғары пішімдеу қысымы астында ыдырап, қалып бетін ұнтақтап, пішімдеу қуыстарына терең ену үшін абразивті бөлшектерге айналады.
Шеткі микротрещиналар мен қабат ойыстары терең тарту немесе қатты иілу операциялары кезінде жоғары кернеу концентрациясы нүктелері ретінде қызмет етеді. Кернеу әсерінен бұл кішкентай беттік ақаулар тез қабырғаның толық қалыңдығына дейінгі трещиналарға ұзарады.
Қатаң тарту қолданыстары немесе ашық компоненттер үшін тазартылған және майланған ыстық дөңгелектелген болат орамы жоғары сапалы өңдеу негізін қамтамасыз етеді. Тазарту баннысы қатты тот бетін толығымен жояды, сондықтан қойма құралдарына кірмей тұрып, автоматтандырылған толық тексеруге негізгі болат түйіршігі ашылады. Жеңіл, біркелкі май қабатын қолдану тартудың үйкелісін азайтады, матрицалардың бетіндегі жылу шығарылуын баяулатады және металдың ерте кезде тіркелуін (галинг) болдырмаған.
Тұрақты штамптау шығысы үшін өнеркәсіптік жабдықтандыру тізбегін оптимизациялау
Штамптау болатының қаттылығын дәл реттеу үшін штамптау зауыттары мен мамандандырылған болат қызметі операциялары арасында тығыз ынтымақтастық қажет. Тұрақты механикалық қасиеттер дөңгелектеу цехында басталады, мұнда алғысқа лайық жаңғырту жүйелері мен дәл термомеханикалық басқару процесі (TMCP) параметрлері әрбір негізгі орамның ішкі орамынан бастап сыртқы ұшына дейін түйіршік құрылымын және беріктік деңгейін тұрақты етеді.
Yuanhe Steel globaldy senimden qaranqasiz taza materialdar sergiysy bolyp isleydi, oziyshylyq shoyyndy, oramalyq pormalau zhaqynan zherdegi qurlyshtyru talaptaryna arnalghan tolyq jazylgan polat zhygynyn barlyq turlerini satady. Q195 den bastylap Q460 ge shekemgi kogamdyq polat turlerinin keng diapazonyn qamtydy, Yuanhe Steel 195 MPa den 460 MPa ge shekemgi ozyq kushtyn butyn diapazonyn qamtydy.
10 000 metrik tonnadan asymaytyn ozyq qorystyng ozyq kollanylysy menen 6-14 kun aralygynda gyrymdy ozyq isleu merzimderin saghlyqta utyrudy, Yuanhe Steel zhogyndy press operatsiyalarynyng zherdegi isleu jadtyryna saylysqa tuzyldyrylghan, tolqynsyz izdelgen materialdy aluyna kepegiliktiradi.
Қорытынды
Жоғары қысым бөлмесінің тиімділігін, ұзақ өмірлік қалыптарды және дәл бөлшек шектерін қамтамасыз ету үшін парақтық материалды таңдауға кешенді тәсіл қажет. Ақылды шектеулермен ақылды ауқымдардағы ақылды күштерді басқару, пластикалық қабілетті құрылымдық талаптарға сәйкестендіру және қолайлы беттік жабынын қолдану арқылы штамптау орындары потенциалды пішімдеу тежегіштерін сұйық, болжанатын өндірістік жұмыс ағымдарына айналдыра алады.