Високошвидкісна виробнича лінія гарячого штампування для надвисокоміцної сталі (алюмінію)
Ключові особливості
Виробнича лінія призначена для оптимізації процесу виробництва автомобільних деталей шляхом застосування технології гарячого штампування.Цей процес, відомий як гаряче штампування в Азії та загартування пресом у Європі, передбачає нагрівання матеріалу заготовки до певної температури, а потім його пресування у відповідних формах за допомогою технології гідравлічного преса, підтримуючи тиск для досягнення бажаної форми та фазового перетворення матеріалу. металевий матеріал.Техніку гарячого тиснення можна класифікувати на прямі та непрямі методи гарячого тиснення.
Переваги
Однією з ключових переваг конструкційних компонентів гарячого штампування є їх відмінна здатність формуватися, що дозволяє виготовляти складні геометрії з винятковою міцністю на розрив.Висока міцність гарячештампованих деталей дозволяє використовувати більш тонкі металеві листи, зменшуючи вагу компонентів, зберігаючи структурну цілісність і стійкість до ударів.Серед інших переваг:
Зменшені операції з'єднання:Технологія гарячого штампування зменшує потребу в операціях зварювання або кріплення з’єднань, що призводить до підвищення ефективності та покращення цілісності продукту.
Зведено до мінімуму Springback і Warpage:Процес гарячого штампування зводить до мінімуму небажані деформації, такі як відкат деталей і викривлення, забезпечуючи точну точність розмірів і зменшуючи потребу в додатковій доопрацюванні.
Менше дефектів деталей:Деталі гарячого штампування мають менше дефектів, таких як тріщини та розколи, порівняно з методами холодного формування, що призводить до покращення якості продукції та зменшення відходів.
Тоннаж нижнього преса:Гаряче штампування зменшує необхідний тоннаж преса порівняно з методами холодного формування, що призводить до економії коштів і підвищення ефективності виробництва.
Налаштування властивостей матеріалу:Технологія гарячого штампування дозволяє налаштовувати властивості матеріалу на основі конкретних ділянок деталі, оптимізуючи продуктивність і функціональність.
Покращені мікроструктурні покращення:Гаряче штампування дає можливість покращити мікроструктуру матеріалу, що призводить до покращення механічних властивостей і збільшення довговічності продукту.
Оптимізовані етапи виробництва:Гаряче штампування виключає або скорочує проміжні етапи виробництва, що призводить до спрощення виробничого процесу, підвищення продуктивності та скорочення часу виконання.
Застосування продукту
Лінія високошвидкісного гарячого штампування високоміцної сталі (алюмінію) знаходить широке застосування у виробництві білих деталей кузова автомобілів.Сюди входять стійки, бампери, дверні балки та рейлінги на даху, які використовуються в легкових автомобілях.Крім того, використання передових сплавів, що дає змогу гарячого штампування, все більше досліджується в таких галузях, як аерокосмічна промисловість, оборона та ринки, що розвиваються.Ці сплави пропонують переваги вищої міцності та меншої ваги, яких важко досягти за допомогою інших методів формування.
Підсумовуючи, виробнича лінія високошвидкісного гарячого штампування з високоміцної сталі (алюмінію) забезпечує точне й ефективне виробництво деталей автомобільного кузова складної форми.Ця виробнича лінія забезпечує численні переваги завдяки чудовій здатності формуватись, скороченню операцій з’єднання, мінімізації дефектів і покращеним властивостям матеріалу.Його застосування поширюється на виробництво білих деталей кузова для пасажирських транспортних засобів і пропонує потенційні переваги в аерокосмічній галузі, обороні та на ринках, що розвиваються.Інвестуйте в високошвидкісну виробничу лінію гарячого штампування з високоміцної сталі (алюмінію), щоб досягти виняткової продуктивності, продуктивності та переваг у легкій конструкції в автомобільній та суміжних галузях промисловості.
Що таке гаряче тиснення?
Гаряче штампування, також відоме як загартування під пресом у Європі та формування під гарячим пресом в Азії, — це метод формування матеріалу, коли заготовку нагрівають до певної температури, а потім штампують і загартовують під тиском у відповідній матриці для досягнення бажаної форми та індукування фазове перетворення в металевому матеріалі.Технологія гарячого штампування передбачає нагрівання листів борної сталі (з початковою міцністю 500-700 МПа) до стану аустенізації, швидке переведення їх у матрицю для високошвидкісного штампування та загартування деталі в матриці зі швидкістю охолодження понад 27°. C/s з наступним періодом витримки під тиском для отримання надвисокоміцних сталевих компонентів з однорідною мартенситною структурою.
Переваги гарячого тиснення
Покращена межа міцності на розрив і здатність формувати складні геометрії.
Зменшена вага компонентів завдяки використанню тоншого листового металу, зберігаючи цілісність конструкції та стійкість до аварій.
Зменшення потреби в таких операціях з’єднання, як зварювання чи кріплення.
Мінімізовано відкидання та деформацію частини.
Менше дефектів деталей, таких як тріщини та розколи.
Нижчі вимоги до тоннажу преса порівняно з холодним формуванням.
Можливість адаптувати властивості матеріалу на основі конкретних зон деталей.
Покращена мікроструктура для кращої продуктивності.
Оптимізований виробничий процес із меншою кількістю робочих кроків для отримання готового продукту.
Ці переваги сприяють загальній ефективності, якості та продуктивності конструкційних компонентів гарячого штампування.
Детальніше про гаряче тиснення
1.Гаряче тиснення проти холодного тиснення
Гаряче штампування - це процес формування, який виконується після попереднього нагрівання сталевого листа, тоді як холодне штампування відноситься до прямого штампування сталевого листа без попереднього нагрівання.
Холодне тиснення має явні переваги перед гарячим.Однак він також демонструє деякі недоліки.Через більш високі напруги, спричинені процесом холодного штампування порівняно з гарячим, вироби холодного штампування більш сприйнятливі до розтріскування та розколювання.Тому для холодного штампування потрібне точне штамповальне обладнання.
Гаряче штампування передбачає нагрівання сталевого листа до високих температур перед штампуванням і одночасну загартування в матриці.Це призводить до повного перетворення мікроструктури сталі в мартенсит, що забезпечує високу міцність від 1500 до 2000 МПа.Отже, вироби гарячого штампування мають більш високу міцність порівняно з аналогами холодного штампування.
2. Потік процесу гарячого тиснення
Гаряче штампування, також відоме як «пресове зміцнення», передбачає нагрівання високоміцного листа з початковою міцністю 500-600 МПа до температур від 880 до 950 °C.Потім нагрітий лист швидко штампують і загартовують у штампі, досягаючи швидкості охолодження 20-300°C/с.Перетворення аустеніту в мартенсит під час загартування значно підвищує міцність компонента, дозволяючи виготовляти штамповані деталі з міцністю до 1500 МПа. Технології гарячого штампування можна класифікувати на дві категорії: пряме гаряче штампування та непряме гаряче штампування:
У прямому гарячому штампуванні попередньо нагріта заготовка безпосередньо подається в закриту матрицю для штампування та загартування.Подальші процеси включають охолодження, обрізання країв і пробивання отворів (або лазерне різання), а також очищення поверхні.
Fiture1: режим обробки гарячого тиснення - пряме гаряче тиснення
У процесі непрямого гарячого штампування етап попереднього формування холодного формування виконується перед початком етапів нагрівання, гарячого штампування, обрізки країв, пробивання отворів і очищення поверхні.
Основна відмінність між процесами непрямого гарячого тиснення та прямого гарячого тиснення полягає у включенні етапу попереднього формування холодного формування перед нагріванням у непрямому методі.При прямому гарячому штампуванні листовий метал безпосередньо подається в нагрівальну піч, тоді як при непрямому гарячому штампуванні холодноформований попередньо сформований компонент відправляється в нагрівальну піч.
Процес непрямого гарячого тиснення зазвичай складається з наступних етапів:
Попереднє формування методом холодного формування - Нагрівання - Гаряче штампування - Обрізка країв і пробивання отворів - Очищення поверхні
Fiture2: режим обробки гарячого тиснення - непряме гаряче тиснення
3. Основне обладнання для гарячого штампування включає в себе нагрівальну піч, прес для гарячого формування та форми для гарячого тиснення
Опалювальна піч:
Опалювальна піч оснащена функціями нагріву та контролю температури.Він здатний протягом заданого часу нагрівати високоміцні пластини до температури рекристалізації, досягаючи аустенітного стану.Він повинен мати можливість адаптуватися до вимог великомасштабного автоматизованого безперервного виробництва.Оскільки нагріту заготовку можуть обробляти лише роботи або механічні руки, піч вимагає автоматизованого завантаження та вивантаження з високою точністю позиціонування.Крім того, при нагріванні сталевих пластин без покриття слід забезпечити газовий захист для запобігання окислення поверхні та декарбонізації заготовки.
Прес гарячого формування:
Прес є ядром технології гарячого тиснення.Він повинен мати здатність до швидкого штампування і витримки, а також бути оснащений системою швидкого охолодження.Технічна складність пресів гарячого штампування значно перевищує складність звичайних пресів холодного штампування.В даний час лише кілька іноземних компаній освоїли дизайн і технологію виробництва таких пресів, і всі вони залежні від імпорту, що робить їх дорогими.
Прес-форми для гарячого тиснення:
Прес-форми для гарячого штампування виконують як етап формування, так і загартування.На стадії формування, коли заготовка подається в порожнину прес-форми, форма швидко завершує процес штампування, щоб забезпечити завершення формування деталей до того, як матеріал зазнає мартенситного фазового перетворення.Потім він переходить на стадію загартування та охолодження, де тепло від заготовки всередині форми безперервно передається до форми.Охолоджувальні труби, розташовані всередині прес-форми, миттєво відводять тепло через потоковий охолоджувач.Мартенситно-аустенітне перетворення починається при зниженні температури заготовки до 425°С.Перетворення між мартенситом і аустенітом закінчується, коли температура досягає 280 °C, і заготовка виймається при 200 °C.Роль кріплення форми полягає в тому, щоб запобігти нерівномірному тепловому розширенню та звуженню під час процесу гарту, що може призвести до значних змін у формі та розмірах деталі, що призведе до браку.Крім того, він підвищує ефективність теплопередачі між заготовкою та формою, сприяючи швидкому гарту та охолодженню.
Підсумовуючи, основне обладнання для гарячого штампування включає нагрівальну піч для досягнення потрібної температури, прес для швидкого штампування та витримки з системою швидкого охолодження та прес-форми для гарячого штампування, які виконують як етапи формування, так і загартування для забезпечення належного формування деталей. та ефективне охолодження.
Швидкість охолодження при гарту впливає не тільки на час виробництва, але й на ефективність перетворення між аустенітом і мартенситом.Швидкість охолодження визначає, яка кристалічна структура буде сформована, і пов’язана з ефектом остаточного зміцнення заготовки.Критична температура охолодження борної сталі становить близько 30 ℃/с, і лише тоді, коли швидкість охолодження перевищує критичну температуру охолодження, можна найбільшою мірою сприяти утворенню мартенситної структури.Коли швидкість охолодження менша за критичну швидкість охолодження, у структурі кристалізації заготовки з’являться немартенситні структури, такі як бейніт.Однак чим вище швидкість охолодження, тим краще, тим вище швидкість охолодження призведе до розтріскування сформованих деталей, і розумний діапазон швидкості охолодження потрібно визначати відповідно до складу матеріалу та умов процесу деталей.
Оскільки конструкція труби охолодження безпосередньо пов’язана з розміром швидкості охолодження, труба охолодження, як правило, розроблена з точки зору максимальної ефективності теплопередачі, тому напрямок розробленої труби охолодження є більш складним, і це важко отримати шляхом механічного свердління після завершення лиття форми.Щоб уникнути обмежень механічної обробки, зазвичай вибирається метод резервування водяних каналів перед литтям у форму.
Оскільки він працює протягом тривалого часу при температурах від 200 ℃ до 880 ~ 950 ℃ в суворих холодних і гарячих умовах, що чергуються, матеріал матриці для гарячого штампування повинен мати добру структурну жорсткість і теплопровідність, а також може протистояти сильному термовому тертю, створюваному заготовкою при висока температура та абразивний вплив частинок оксидного шару, що випав.Крім того, матеріал прес-форми також повинен мати хорошу корозійну стійкість до охолоджуючої рідини, щоб забезпечити плавний потік охолоджувальної труби.
Обрізка та пірсинг
Оскільки міцність деталей після гарячого штампування досягає приблизно 1500 МПа, якщо використовується різання пресом і штампування, вимоги до тоннажу обладнання є більшими, а знос різальної кромки матриці є серйозним.Тому для вирізання країв і отворів часто використовуються лазерні ріжучі установки.
4. Загальні марки сталі гарячого штампування
Виконання перед штампуванням
Виконання після штампування
В даний час поширеною маркою сталі для гарячого штампування є B1500HS.Міцність на розрив до штампування зазвичай становить 480-800 МПа, а після штампування міцність на розрив може досягати 1300-1700 МПа.Тобто, міцність на розрив сталевої пластини 480-800 МПа за допомогою гарячого штампування може отримати міцність на розрив деталей приблизно 1300-1700 МПа.
5. Використання сталі гарячого штампування
Застосування деталей гарячого штампування може значно підвищити безпеку автомобіля при зіткненні та реалізувати легкий кузов автомобіля в білому кольорі.Наразі технологія гарячого штампування застосована до білих частин кузова легкових автомобілів, таких як автомобіль, стійка A, стійка B, бампер, дверна балка та рейлінги на даху та інші частини. Дивіться малюнок 3 нижче для прикладу деталей, придатних для світла. -зважування.
малюнок 3: білі компоненти корпусу, придатні для гарячого тиснення
Мал. 4: Пресова лінія гарячого штампування 1200 тонн обладнання jiangdong
В даний час рішення для лінії виробництва гідравлічних пресів для гарячого штампування JIANGDONG MACHINERY є дуже зрілими та стабільними, у Китаї сфера формування гарячого штампування належить до провідного рівня, а також як віце-голова відділу ковальського обладнання Китайської верстатобудівної асоціації, а також підрозділи членів Комітету зі стандартизації ковальського обладнання Китаю, ми також провели дослідження та прикладну роботу щодо національного високошвидкісного гарячого штампування сталі та алюмінію, яке відіграло величезну роль у сприянні розвитку промисловості гарячого штампування в Китаї та навіть у світі. .
