Vysokorýchlostná výrobná linka na lisovanie za tepla pre ultra vysokopevnostnú oceľ (hliník)
Kľúčové vlastnosti
Výrobná linka je navrhnutá tak, aby optimalizovala výrobný proces automobilových dielov pomocou technológie lisovania za tepla.Tento proces, známy ako lisovanie za horúca v Ázii a vytvrdzovanie lisovaním v Európe, zahŕňa zahriatie materiálu polotovaru na špecifickú teplotu a jeho následné lisovanie v zodpovedajúcich formách pomocou technológie hydraulického lisovania pri súčasnom udržiavaní tlaku na dosiahnutie požadovaného tvaru a fázovej transformácii polotovaru. kovový materiál.Techniku lisovania za tepla možno rozdeliť na priame a nepriame metódy lisovania za tepla.
Výhody
Jednou z kľúčových výhod za tepla lisovaných konštrukčných dielov je ich vynikajúca tvarovateľnosť, ktorá umožňuje výrobu zložitých geometrií s výnimočnou pevnosťou v ťahu.Vysoká pevnosť za tepla lisovaných dielov umožňuje použitie tenších kovových plechov, čím sa znižuje hmotnosť komponentov pri zachovaní štrukturálnej integrity a odolnosti proti nárazu.Medzi ďalšie výhody patrí:
Znížený počet spojovacích operácií:Technológia lisovania za horúca znižuje potrebu operácií zvárania alebo upevňovania spojov, čo vedie k vyššej účinnosti a lepšej integrite produktu.
Minimalizované odpruženie a warpage:Proces lisovania za tepla minimalizuje nežiaduce deformácie, ako je spätné pruženie dielu a deformácia, čím sa zaisťuje presná rozmerová presnosť a znižuje sa potreba dodatočných prepracovaní.
Menej chýb dielov:Časti lisované za tepla vykazujú menej defektov, ako sú praskliny a štiepenie, v porovnaní s metódami tvárnenia za studena, čo vedie k zlepšeniu kvality produktu a zníženiu odpadu.
Nižšia lisovacia tonáž:Lisovanie za tepla znižuje požadovanú tonáž lisu v porovnaní s technikami tvárnenia za studena, čo vedie k úspore nákladov a zvýšeniu efektivity výroby.
Prispôsobenie vlastností materiálu:Technológia lisovania za tepla umožňuje prispôsobenie vlastností materiálu na základe špecifických oblastí dielu, čím sa optimalizuje výkon a funkčnosť.
Vylepšené mikroštrukturálne vylepšenia:Razenie za horúca ponúka schopnosť zlepšiť mikroštruktúru materiálu, čo vedie k zlepšeniu mechanických vlastností a zvýšenej trvanlivosti produktu.
Zjednodušené výrobné kroky:Razenie za horúca eliminuje alebo znižuje medzikroky výroby, čo vedie k zjednodušeniu výrobného procesu, zvýšenej produktivite a kratším dodacím lehotám.
Aplikácie produktov
Výrobná linka na vysokorýchlostné lisovanie za tepla z vysokopevnostnej ocele (hliník) nachádza široké uplatnenie pri výrobe bielych dielov karosérií automobilov.Patria sem zostavy stĺpikov, nárazníky, nosníky dverí a zostavy strešných líšt používané v osobných vozidlách.Okrem toho sa v odvetviach, ako je letectvo, obrana a rozvíjajúce sa trhy, stále viac skúma použitie pokročilých zliatin, ktoré umožňuje lisovanie za tepla.Tieto zliatiny ponúkajú výhody vyššej pevnosti a nižšej hmotnosti, ktoré je ťažké dosiahnuť inými spôsobmi tvárnenia.
Na záver možno konštatovať, že výrobná linka na vysokorýchlostné lisovanie za tepla z vysokopevnostnej ocele (hliník) zabezpečuje presnú a efektívnu výrobu zložitých tvarovaných dielov karosérií automobilov.Vďaka vynikajúcej tvarovateľnosti, zníženým operáciám spájania, minimalizácii defektov a zlepšeným materiálovým vlastnostiam poskytuje táto výrobná linka množstvo výhod.Jeho aplikácie sa rozširujú na výrobu bielych dielov karosérií pre osobné vozidlá a ponúkajú potenciálne výhody v letectve, obrane a rozvíjajúcich sa trhoch.Investujte do výrobnej linky na vysokorýchlostné lisovanie za tepla z vysokopevnostnej ocele (hliníka), aby ste dosiahli vynikajúci výkon, produktivitu a ľahké konštrukčné výhody v automobilovom a príbuznom priemysle.
Čo je horúca razba?
Razenie za horúca, v Európe známe aj ako vytvrdzovanie lisovaním a lisovanie za tepla v Ázii, je metóda tvarovania materiálu, pri ktorej sa polotovar zahreje na určitú teplotu a potom sa lisuje a ochladzuje pod tlakom v zodpovedajúcej matrici, aby sa dosiahol požadovaný tvar a vyvolala fázová premena v kovovom materiáli.Technológia lisovania za tepla zahŕňa zahriatie bórových oceľových plechov (s počiatočnou pevnosťou 500-700 MPa) do austenitizačného stavu, ich rýchle prenesenie do lisovnice na vysokorýchlostné lisovanie a ochladenie dielu v lisovnici rýchlosťou chladenia väčšou ako 27° C/s, po ktorej nasleduje obdobie udržiavania pod tlakom, aby sa získali oceľové komponenty s ultra vysokou pevnosťou s rovnomernou martenzitickou štruktúrou.
Výhody horúcej razby
Vylepšená konečná pevnosť v ťahu a schopnosť vytvárať zložité geometrie.
Znížená hmotnosť komponentov použitím tenšieho plechu pri zachovaní štrukturálnej integrity a odolnosti proti nárazu.
Znížená potreba spojovacích operácií, ako je zváranie alebo upevňovanie.
Minimalizovaná časť pruženia a deformácie.
Menej chýb dielov, ako sú praskliny a trhliny.
Nižšie požiadavky na tonáž lisu v porovnaní s tvárnením za studena.
Schopnosť prispôsobiť vlastnosti materiálu na základe špecifických častí zón.
Vylepšené mikroštruktúry pre lepší výkon.
Zjednodušený výrobný proces s menším počtom operačných krokov na získanie hotového produktu.
Tieto výhody prispievajú k celkovej účinnosti, kvalite a výkonu za tepla lisovaných konštrukčných komponentov.
Viac podrobností o horúcej razbe
1. Razenie za tepla vs razenie za studena
Razenie za tepla je proces tvárnenia, ktorý sa vykonáva po predhriatí oceľového plechu, zatiaľ čo razenie za studena sa vzťahuje na priame razenie oceľového plechu bez predhrievania.
Razenie za studena má oproti razeniu za tepla jasné výhody.Vykazuje však aj určité nevýhody.V dôsledku vyššieho napätia spôsobeného procesom lisovania za studena v porovnaní s lisovaním za tepla sú výrobky lisované za studena náchylnejšie na praskanie a štiepenie.Na lisovanie za studena je preto potrebné presné raziace zariadenie.
Razenie za tepla zahŕňa zahriatie oceľového plechu na vysoké teploty pred razením a súčasné kalenie v matrici.To vedie k úplnej premene mikroštruktúry ocele na martenzit, výsledkom čoho je vysoká pevnosť v rozsahu od 1500 do 2000 MPa.V dôsledku toho výrobky lisované za tepla vykazujú vyššiu pevnosť v porovnaní s náprotivkami lisovanými za studena.
2. Tok procesu lisovania za tepla
Razenie za horúca, tiež známe ako „vytvrdzovanie lisovaním“, zahŕňa zahrievanie vysokopevnostného plechu s počiatočnou pevnosťou 500-600 MPa na teploty medzi 880 a 950 °C.Zahriaty list je potom rýchlo vyrazený a ochladený v matrici, čím sa dosiahne rýchlosť chladenia 20-300 °C/s.Transformácia austenitu na martenzit počas kalenia výrazne zvyšuje pevnosť súčiastky, čo umožňuje výrobu lisovaných dielov s pevnosťou až 1500 MPa. Techniky lisovania za tepla možno rozdeliť do dvoch kategórií: priame lisovanie za tepla a nepriame lisovanie za tepla:
Pri priamom lisovaní za horúca sa predhriaty polotovar priamo privádza do uzavretej matrice na lisovanie a kalenie.Následné procesy zahŕňajú chladenie, orezávanie hrán a dierovanie (alebo rezanie laserom) a čistenie povrchu.
Fiture1: režim spracovania lisovaním za tepla - priame lisovanie za tepla
V procese nepriameho lisovania za tepla sa krok predtvarovania za studena vykonáva pred vstupom do fáz zahrievania, lisovania za tepla, orezávania hrán, dierovania a čistenia povrchu.
Hlavný rozdiel medzi nepriamym lisovaním za tepla a priamym lisovaním za tepla spočíva v zahrnutí kroku predtvarovania tvárnenia za studena pred ohrevom v nepriamej metóde.Pri priamom lisovaní za tepla sa plech privádza priamo do vyhrievacej pece, zatiaľ čo pri nepriamom lisovaní za tepla sa za studena tvarovaný predtvarovaný diel posiela do vyhrievacej pece.
Proces nepriameho lisovania za tepla zvyčajne zahŕňa nasledujúce kroky:
Predtvarovanie tvárnením za studena - Zahrievanie - Razenie za tepla - Orezávanie hrán a dierovanie - Čistenie povrchu
Fiture2: režim spracovania lisovaním za tepla - nepriame lisovanie za tepla
3.Hlavné vybavenie na lisovanie za tepla zahŕňa vykurovaciu pec, lis na tvarovanie za tepla a formy na lisovanie za tepla
Vykurovacia pec:
Vykurovacia pec je vybavená funkciami vykurovania a regulácie teploty.Je schopný zahriať vysokopevnostné platne na rekryštalizačnú teplotu v stanovenom čase, čím sa dosiahne austenitický stav.Musí byť schopný prispôsobiť sa rozsiahlym požiadavkám automatizovanej nepretržitej výroby.Keďže s vyhrievaným predvalkom môžu manipulovať iba roboty alebo mechanické ramená, pec vyžaduje automatické nakladanie a vykladanie s vysokou presnosťou polohovania.Okrem toho, pri ohrievaní nepotiahnutých oceľových dosiek by mala poskytovať ochranu pred plynom, aby sa zabránilo povrchovej oxidácii a dekarbonizácii predvalku.
Lis na tvarovanie za tepla:
Lis je jadrom technológie horúcej razby.Musí mať schopnosť rýchleho razenia a držania, ako aj byť vybavený systémom rýchleho chladenia.Technická zložitosť lisov na tvárnenie za tepla ďaleko prevyšuje konvenčné lisy na razenie za studena.V súčasnosti má len niekoľko zahraničných firiem zvládnutú konštrukciu a technológiu výroby takýchto lisov a všetky sú závislé od dovozu, čím sú drahé.
Formy na razenie za horúca:
Formy na razenie za horúca vykonávajú fázy tvarovania aj kalenia.Vo fáze tvarovania, keď je predvalok privedený do dutiny formy, forma rýchlo dokončí proces razenia, aby sa zabezpečilo dokončenie tvorby dielu predtým, ako materiál prejde martenzitickou fázovou transformáciou.Potom vstupuje do fázy kalenia a chladenia, kde sa teplo z obrobku vo vnútri formy nepretržite prenáša do formy.Chladiace rúrky usporiadané vo forme okamžite odvádzajú teplo cez prúdiacu chladiacu kvapalinu.Martenziticko-austenitická premena začína, keď teplota obrobku klesne na 425 °C.Transformácia medzi martenzitom a austenitom končí, keď teplota dosiahne 280 °C a obrobok sa vyberie pri 200 °C.Úlohou držania formy je zabrániť nerovnomernej tepelnej rozťažnosti a kontrakcii počas procesu kalenia, čo by mohlo viesť k výrazným zmenám tvaru a rozmerov dielu, čo by mohlo viesť k šrotu.Okrem toho zvyšuje účinnosť prenosu tepla medzi obrobkom a formou, čím podporuje rýchle kalenie a chladenie.
Stručne povedané, hlavné zariadenie na lisovanie za tepla zahŕňa ohrievaciu pec na dosiahnutie požadovanej teploty, lis na tvarovanie za tepla na rýchle lisovanie a udržiavanie s rýchlym chladiacim systémom a formy na lisovanie za horúca, ktoré vykonávajú fázy tvarovania aj ochladzovania, aby sa zabezpečila správna tvorba dielov. a efektívne chladenie.
Rýchlosť chladenia kalením ovplyvňuje nielen čas výroby, ale ovplyvňuje aj účinnosť konverzie medzi austenitom a martenzitom.Rýchlosť ochladzovania určuje, aký druh kryštalickej štruktúry sa vytvorí a súvisí s konečným vytvrdzovacím účinkom obrobku.Kritická teplota chladenia bórovej ocele je asi 30 ℃/s a len keď rýchlosť chladenia prekročí kritickú teplotu chladenia, môže sa v najväčšej miere podporiť tvorba martenzitickej štruktúry.Keď je rýchlosť ochladzovania nižšia ako kritická rýchlosť ochladzovania, v štruktúre kryštalizácie obrobku sa objavia nemartenzitické štruktúry, ako je bainit.Čím vyššia je však rýchlosť ochladzovania, tým lepšie, tým vyššia rýchlosť ochladzovania povedie k praskaniu tvarovaných častí a primeraný rozsah rýchlosti ochladzovania je potrebné určiť podľa materiálového zloženia a procesných podmienok častí.
Pretože konštrukcia chladiaceho potrubia priamo súvisí s veľkosťou rýchlosti chladenia, chladiace potrubie je vo všeobecnosti navrhnuté z hľadiska maximálnej účinnosti prenosu tepla, takže smer navrhovanej chladiacej rúrky je zložitejší a je ťažké získať mechanickým vŕtaním po dokončení odlievania formy.Aby sa predišlo obmedzovaniu mechanickým spracovaním, vo všeobecnosti sa volí spôsob rezervovania vodných kanálikov pred odlievaním do formy.
Pretože pracuje po dlhú dobu pri 200 ℃ až 880 ~ 950 ℃ v silných studených a horúcich striedavých podmienkach, materiál lisovacej formy za horúca musí mať dobrú štrukturálnu tuhosť a tepelnú vodivosť a môže odolávať silnému tepelnému treniu generovanému predvalkom pri vysoká teplota a účinok abrazívneho opotrebovania odpadnutých častíc oxidovej vrstvy.Okrem toho by mal mať materiál formy tiež dobrú odolnosť proti korózii voči chladiacej kvapaline, aby sa zabezpečil hladký tok chladiaceho potrubia.
Strihanie a piercing
Pretože pevnosť dielov po lisovaní za horúca dosahuje približne 1500 MPa, ak sa použije lisovacie rezanie a dierovanie, požiadavky na tonáž zariadenia sú väčšie a opotrebovanie reznej hrany je vážne.Preto sa laserové rezacie jednotky často používajú na rezanie hrán a otvorov.
4. Bežné druhy ocele na razenie za tepla
Výkon pred razením
Výkon po vyrazení
V súčasnosti je bežnou triedou ocele na lisovanie za tepla B1500HS.Pevnosť v ťahu pred razením je vo všeobecnosti medzi 480-800 MPa a po razení môže pevnosť v ťahu dosiahnuť 1300-1700 MPa.To znamená, že pevnosť v ťahu 480-800MPa oceľového plechu prostredníctvom lisovania za tepla môže získať pevnosť v ťahu približne 1300-1700MPa častí.
5. Použitie ocele na razenie za tepla
Aplikácia dielov lisovaných za tepla môže výrazne zlepšiť bezpečnosť automobilu pri kolízii a dosiahnuť odľahčenie karosérie automobilu v bielej farbe.V súčasnosti sa technológia lisovania za tepla aplikovala na biele časti karosérie osobných automobilov, ako sú auto, stĺpik A, stĺpik B, nárazník, nosník dverí a strešná lišta a ďalšie diely. Pozrite si obrázok 3 nižšie, napríklad diely vhodné pre svetlo - váženie.
obrázok 3：Biele komponenty tela vhodné na lisovanie za tepla
Obr. 4: Stroj na lisovanie za horúca 1200 ton Jiangdong
V súčasnosti sú riešenia výrobnej linky hydraulického lisu na lisovanie za horúca JIANGDONG MACHINERY veľmi vyspelé a stabilné, v oblasti lisovania za tepla v Číne patrí oblasť tvárnenia za horúca na poprednú úroveň a ako podpredsednícka jednotka pobočky kovacích strojov China Machine Tool Association, ako aj členské jednotky z výboru pre normalizáciu čínskych kovacích strojov sme tiež vykonali výskumnú a aplikačnú prácu národného super vysokorýchlostného lisovania ocele a hliníka za tepla, ktoré zohralo obrovskú úlohu pri podpore rozvoja priemyslu lisovania za tepla v Číne a dokonca aj vo svete. .
