Nopea kuuma leimaustuotantolinja erittäin lujaan teräkseen (alumiini)
Keskeiset ominaisuudet
Tuotantolinja on suunniteltu optimoimaan autojen osien valmistusprosessi käyttämällä kuumaa leimaustekniikkaa. Tämä prosessi, joka tunnetaan nimellä Hot Stamping Aasiassa ja purista kovettumista Euroopassa, sisältää tyhjän materiaalin lämmittämisen tiettyyn lämpötilaan ja sitten painamalla sitä vastaavissa muotissa hydraulisen puristustekniikan avulla samalla kun paineen saavuttaa halutun muodon saavuttamiseksi ja metallimateriaalin vaihemuutosvaiheessa. Kuuma leimaustekniikka voidaan luokitella suoriksi ja epäsuoriksi kuuma -leimausmenetelmiin.
Edut
Yksi kuumaleimattujen rakenteellisten komponenttien tärkeimmistä eduista on niiden erinomainen muotoilu, joka mahdollistaa monimutkaisten geometrioiden tuotannon poikkeuksellisella vetolujuudella. Kuumaleimattujen osien suuri lujuus mahdollistaa ohuempien metallilevyjen käytön vähentäen komponenttien painoa pitäen samalla rakenteellisen eheyden ja kaatumisen suorituskyvyn. Muita etuja ovat:
Alennettu niveltoiminnot:Kuuma leimaustekniikka vähentää hitsaus- tai kiinnitystoimintojen tarvetta, mikä parantaa tehokkuutta ja parannetun tuotteen eheyttä.
Minimoitu joustaja ja loimi:Kuuma leimausprosessi minimoi ei -toivotut muodonmuutokset, kuten osa jouset ja loimi, varmistaen tarkan ulottuvuuden tarkkuuden ja vähentämällä lisämuutosten tarvetta.
Vähemmän osavirheitä:Kuumaleimattuja osia on vähemmän vikoja, kuten halkeamia ja halkeamista, verrattuna kylmämuodostusmenetelmiin, mikä parantaa tuotteen laatua ja vähentyneitä jätteitä.
Alempi lehdistö:Kuuma leimaaminen vähentää vaadittavaa puristimen vetohoitoa kylmänmuodostustekniikoihin verrattuna, mikä johtaa kustannussäästöihin ja lisääntyneeseen tuotannon tehokkuuteen.
Materiaalien ominaisuuksien mukauttaminen:Kuuma leimaustekniikka mahdollistaa materiaaliominaisuuksien mukauttamisen osien tiettyjen alueiden perusteella, suorituskyvyn ja toiminnallisuuden optimoinnin.
Parannetut mikrorakenteelliset parannukset:Kuuma leimaus tarjoaa kyvyn parantaa materiaalin mikrorakennetta, mikä johtaa parantuneisiin mekaanisiin ominaisuuksiin ja lisääntyneeseen tuotteen kestävyyteen.
Virtaviivaiset tuotantovaiheet:Kuuma leimaaminen eliminoi tai vähentää välituotteiden valmistusvaiheita, mikä johtaa yksinkertaistettuun tuotantoprosessiin, parannetulle tuottavuudelle ja lyhyemmille läpimenoaikoiksi.
Tuotesovellukset
Korkean lujuuden teräs (alumiini) nopea kuuma leimaustuotantolinja löytää laajan sovelluksen autojen valkoisten rungon osien valmistuksessa. Tähän sisältyy pylväskokoonpanot, puskurit, ovenpalkit ja kattoraidan kokoonpanot, joita käytetään henkilöautoissa. Lisäksi edistyneiden seoksien käyttöä, joita kuuma leimaaminen mahdollisti, tutkitaan yhä enemmän teollisuudenaloilla, kuten ilmailu-, puolustus- ja kehittyvillä markkinoilla. Nämä seokset tarjoavat korkeamman lujuuden ja vähentyneen painon edut, joita on vaikea saavuttaa muiden muotoilumenetelmien avulla.
Yhteenvetona voidaan todeta, että erittäin luja teräs (alumiini) nopea kuuma leimaustuotantolinja takaa tarkan ja tehokkaan kompleksin muotoisten autojen vartaloosien tuotannon. Tämä tuotantolinja tarjoaa erinomaisen muodostumisen, vähentyneen niveltoiminnan, minimoitujen vikojen ja tehostettujen materiaalien ominaisuuksien kanssa useita etuja. Sen sovellukset ulottuvat henkilöautojen valkoisten korin osien valmistukseen ja tarjoavat mahdollisia etuja ilmailu-, puolustus- ja kehittyvillä markkinoilla. Sijoita erittäin lujaan teräs (alumiini) nopea kuuma leimaustuotantolinja erinomaisen suorituskyvyn, tuottavuuden ja kevyiden suunnitteluetujen saavuttamiseksi auto- ja liittolaisten teollisuudenaloilla
Mikä on kuuma leimaus?
Kuuma leimaus, joka tunnetaan myös nimellä Press kovettelu Euroopassa ja Hot Press -muodostus Aasiassa, on materiaalimenetelmä, jossa tyhjiö lämmitetään tiettyyn lämpötilaan ja leimataan ja sammutetaan sitten paineen alla vastaavassa suulakkeessa halutun muodon saavuttamiseksi ja metallimateriaalin vaihemuutoksen indusoimiseksi. Kuuma leimaustekniikka käsittää booriteräslevyjen lämmittämisen (alkuperäisen lujuuden ollessa 500–700 MPa) austenitoivalle tilaan, siirtämällä ne nopeasti suulakeelle nopeaan leimaamiseen ja sammuttamalla suulakkeen sisällä jäähdytysnopeudella yli 27 ° C/s, mitä seuraa paineessa, ultra-High Strength Steel -komponenteilla.
Kuuman leimaamisen edut
Parannettu lopullinen vetolujuus ja kyky muodostaa monimutkaisia geometrioita.
Vähentynyt komponenttipaino käyttämällä ohuempaa ohutlevyä pitäen samalla rakenteellisen eheyden ja kaatumisen suorituskyvyn.
Vähentynyt tarve liittyä toimintoihin, kuten hitsaus tai kiinnitys.
Minimoitu osa keväällä takaisin ja vääntyminen.
Vähemmän osavaurioita, kuten halkeamia ja halkeamia.
Pienempi lehdistövaatimukset kylmän muodostumiseen verrattuna.
Kyky räätälöidä materiaalin ominaisuuksia tiettyjen osavyöhykkeiden perusteella.
Parannetut mikrorakenteet paremman suorituskyvyn saavuttamiseksi.
Virtaviivainen valmistusprosessi, jossa on vähemmän toimintavaiheita lopputuotteen saamiseksi.
Nämä edut edistävät kuuman leimatun rakennekomponenttien yleistä tehokkuutta, laatua ja suorituskykyä.
Lisätietoja kuuman leimaamisesta
1.Mako leimaus vs. kylmä leimaus
Kuuma leimaus on muodostumisprosessi, joka suoritetaan teräslevyn esilämmityksen jälkeen, kun taas kylmäleimaus tarkoittaa teräslevyn suoraa leimaamista esilämmittämättä.
Kylmällä leimauksella on selkeät edut kuumaan leimaamiseen nähden. Siinä on kuitenkin myös joitain haittoja. Kylmän leimausprosessin aiheuttamien korkeampien rasitusten vuoksi kuuma leimaaminen verrattuna kylmalepotetut tuotteet ovat alttiimpia halkeiluun ja halkeamiselle. Siksi kylmän leimaamiseen tarvitaan tarkkoja leimauslaitteita.
Kuuma leimaaminen käsittää teräslevyn lämmittämisen korkeisiin lämpötiloihin ennen kuin leimaaminen ja samanaikaisesti sammuttaminen muotissa. Tämä johtaa teräksen mikrorakenteen täydelliseen muutokseen martensiitiksi, mikä johtaa suureen lujuuteen välillä 1500 - 2000 MPa. Näin ollen kuumaleimattujen tuotteiden lujuus on suurempi verrattuna kylmäleimattuihin vastineisiin.
2.Vakojen leimausprosessin virtaus
Kuuma leimaus, joka tunnetaan myös nimellä "puristus kovettuminen", käsittää korkean lujuuden kuumentamisen, jonka alkulujuus on 500-600 MPa lämpötiloihin välillä 880-950 ° C. Sitten lämmitetty arkki leimataan nopeasti ja sammutetaan suulakkeessa, saavuttaen jäähdytysnopeudet 20-300 ° C/s. Austeniitin muuntaminen martensiitiksi sammutuksen aikana parantaa merkittävästi komponentin voimakkuutta, mikä mahdollistaa leimattujen osien tuotannon, jonka vahvuudet ovat jopa 1500 MPa.Matoleima -tekniikoita voidaan luokitella kahteen luokkaan: suora kuuma leimaaminen ja epäsuora kuuma leimaus:
Suorassa kuuma -leimaamisessa esilämmitetty tyhji syötetään suoraan suljetulle suulakelevylle leimaamiseksi ja sammuttamiseksi. Myöhempiin prosesseihin kuuluvat jäähdytys, reunan leikkaus ja reiän reikä (tai laserleikkaus) ja pintapuhdistuksen.
FITURE1: Kuuman leimauskäsittelytila-Direct Hot Stamping
Epäsuorassa kuumassa leimausprosessissa kylmämuotoilu esikäsittelyvaihe suoritetaan ennen lämmityksen, kuuman leimaamisen, reunan leikkaamisen, reikien rei'ityksen ja pintapuhdistuksen vaiheiden syöttämistä.
Suurin ero epäsuoran kuuman leimaamisen ja suorien kuumien leimausprosessien välillä on kylmän muodostumisen esiasetusvaiheen sisällyttäminen ennen lämmitystä epäsuoraan menetelmään. Suorassa kuumassa leimaamisessa ohutlevy syötetään suoraan lämmitysuuniin, kun taas epäsuorassa kuumassa leimaamisessa kylmämuotoinen ennalta muotoiltu komponentti lähetetään lämmitysuuniin.
Epäsuoran kuuman leimaamisen prosessivirta sisältää tyypillisesti seuraavat vaiheet:
Kylmämuodostus Esikäsittely-lämmittävä kuuma leimaus-reunan leikkaus ja rei'ityspinnan puhdistus
FITURE2: Kuuma leimauskäsittely
3.Hyökkäysten päälaitteet sisältävät lämmitysuunin, kuuman muodostuspuristimen ja kuumat leimaamot
Lämmitysuuni:
Lämmitysuuni on varustettu lämmitys- ja lämpötilanhallintaominaisuuksilla. Se pystyy lämmittämään korkealujuuden levyt uudelleenkiteytyslämpötilaan tietyn ajan kuluessa saavuttaen austeniittisen tilan. Sen on kyettävä sopeutumaan laajamittaisiin automatisoituihin jatkuviin tuotantovaatimuksiin. Koska lämmitetty aihio voidaan hoitaa vain robotit tai mekaaniset varret, uuni vaatii automatisoidun lastauksen ja purkamisen korkealla paikannustarkkuudella. Lisäksi lämmitettäessä päällystettyjä teräslevyjä sen tulisi tarjota kaasunsuojaus aihion pinnan hapettumisen ja hiilidioksidisaation estämiseksi.
Kuuma muotoilu lehdistö:
Lehdistö on kuuman leimaustekniikan ydin. Sillä on oltava kyky nopeaan leimaamiseen ja pitämiseen, samoin kuin varustettava nopea jäähdytysjärjestelmä. Kuumien muotoilupuristimien tekninen monimutkaisuus ylittää huomattavasti tavanomaisten kylmäleimauspuristimien monimutkaiset. Tällä hetkellä vain harvat ulkomaiset yritykset ovat hallinneet tällaisten puristimien suunnittelu- ja valmistustekniikan, ja ne ovat kaikki riippuvaisia tuonnista, mikä tekee niistä kalliita.
Kuumat leimaamot:
Kuumat leimausmuotit suorittavat sekä muodostumis- että sammutusvaiheet. Muodostusvaiheessa, kun aihio syötetään muotin onteloon, home suorittaa nopeasti leimausprosessin varmistaakseen osan muodostumisen loppuun ennen kuin materiaali läpäisee martensiittisen vaihemuutoksen. Sitten se tulee sammutus- ja jäähdytysvaiheeseen, jossa muotin sisällä olevan työkappaleen lämpö siirretään jatkuvasti muottiin. Muotin sisällä järjestetyt jäähdytysputket poistavat lämmön heti virtaavan jäähdytysnesteen läpi. Martensitic-austeniittinen muutos alkaa, kun työkappaleen lämpötila laskee 425 ° C: seen. Martensiitin ja austeniitin välinen muutos loppuu, kun lämpötila saavuttaa 280 ° C ja työkappale otetaan pois 200 ° C: ssa. Muotin hallussapidon tehtävänä on estää epätasainen lämmön laajeneminen ja supistuminen sammutusprosessin aikana, mikä voi johtaa merkittäviin muutoksiin osan muodossa ja mittoissa, mikä johtaa romuun. Lisäksi se parantaa lämmönsiirtotehokkuutta työkappaleen ja muotin välillä edistäen nopeaa sammutusta ja jäähdytystä.
Yhteenvetona voidaan todeta, että kuuman leimaamisen päälaitteet sisältävät lämmitysuunin halutun lämpötilan saavuttamiseksi, kuuman muodostuspuristimen nopeaan leimaamiseen ja pitämiseen nopealla jäähdytysjärjestelmällä sekä kuumien leimausmuottien, jotka suorittavat sekä muotoilu- että sammutusvaiheet oikean osan muodostumisen ja tehokkaan jäähdytyksen varmistamiseksi.
Sammutusjäähdytysnopeus ei vaikuta vain tuotanto -aikaan, vaan vaikuttaa myös austeniitin ja martensiitin muuntamistehokkuuteen. Jäähdytysnopeus määrittää, millainen kiteinen rakenne muodostuu ja liittyy työkappaleen lopulliseen kovettumisvaikutukseen. Booriteräksen kriittinen jäähdytyslämpötila on noin 30 ℃/s, ja vain kun jäähdytysnopeus ylittää kriittisen jäähdytyslämpötilan, martensiittisen rakenteen muodostumista voidaan edistää suurimmassa määrin. Kun jäähdytysnopeus on pienempi kuin kriittinen jäähdytysnopeus, ei-martensiittinen rakenne, kuten bainiitti, esiintyy työkappaleen kiteytymisrakenteessa. Mitä suurempi jäähdytysnopeus, sitä parempi, sitä korkeampi jäähdytysnopeus johtaa kuitenkin muodostettujen osien halkeiluun, ja kohtuullinen jäähdytysnopeus on määritettävä osien materiaalikoostumuksen ja prosessiolosuhteiden mukaan.
Koska jäähdytysputken suunnittelu liittyy suoraan jäähdytysnopeuden kokoon, jäähdytysputki on yleensä suunniteltu suurimman lämmönsiirtotehokkuuden näkökulmasta, joten suunnitellun jäähdytysputken suunta on monimutkaisempi, ja se on vaikea saada mekaanisella porauksella muotinvalun valmistumisen valmistumisen jälkeen. Mekaanisen prosessoinnin rajoittamisen välttämiseksi vesikanavien varausmenetelmä ennen muotin valua on yleensä valittu.
Koska se toimii pitkään 200 ℃ - 880 ~ 950 ℃ vakavissa kylmissä ja kuumissa vuorottelevissa olosuhteissa, kuumalla leimausmuottimateriaalilla on oltava hyvä rakenteellinen jäykkyys ja lämmönjohtavuus, ja se voi vastustaa aihion aiheuttamaa voimakasta lämpökitkaa korkeassa lämpötilassa ja pudotettujen oksidikerrospartikkeleiden hioma -kulutusvaikutuksessa. Lisäksi muotimateriaalilla tulisi myös olla hyvä korroosionkestäjäjä jäähdytysnesteen varmistamiseksi jäähdytysputken sileän virtauksen varmistamiseksi.
Leikkaus ja lävistys
Koska osien vahvuus kuuman leimaamisen jälkeen saavuttaa noin 1500mPa, jos puristimen leikkaamista ja lävistystä käytetään, laitteiden vetovetovaatimukset ovat suurempia ja suulakkeen huippuluokan kuluminen on vakava. Siksi laserleikkausyksiköitä käytetään usein reunojen ja reikien leikkaamiseen.
4.Common -luokat kuuma leimausteräs
Suorituskyky ennen leimaamista
Suorituskyky leimaamisen jälkeen
Tällä hetkellä kuuman leimausteräksen yleinen luokka on B1500HS. Vetolujuus ennen leimaamista on yleensä välillä 480-800MPA, ja leimaamisen jälkeen vetolujuus voi saavuttaa 1300-1700MPA: n. Toisin sanoen 480-800MPA-teräslevyn vetolujuus kuuman leimaamisen muodostumisen kautta voi saada vetolujuuden noin 1300-1700MPA-osia.
5. Kuuman leimausteräksen käyttö
Kuumaleimaisten osien levitys voi parantaa merkittävästi auton törmäysturvallisuutta ja toteuttaa autokappaleen kevyt valkoinen. Tällä hetkellä henkilöautojen valkoisten korin osiin, kuten auto, pylväs, B-pylväs, puskuri, ovenpalkki ja kattokisko ja muut osat, on tällä hetkellä levitetty kuumaa leimaustekniikkaa. Kuva 3 alla olevat osat sopivat kevyeen painoon.
Kuva 3 ： Valkoisen rungon komponentit, jotka sopivat kuumaan leimaamiseen
Kuva 4: Jiangdong Machinery 1200 tonnin kuuma leimauspuristimen linja
Tällä hetkellä Jiangdong Machinery Hot Stamping Hydraulic Press Production Line -ratkaisut ovat olleet erittäin kypsät ja vakaat, Kiinan Hot Stamping Forming Field kuuluu johtavalle tasolle ja kun Kiinan työstötyöryhmän yhdistys takaa koneiden sivukonttorin varapuheenjohtajan yksikön sekä Kiinan kansallisen supernopeuden hot -standardisointikomitean jäsenyksiköt, jotka ovat myös aloittaneet kansallisen supernopeuden leimaamisen ja valuma -alan roolin. Kuuman leimausteollisuuden kehityksen edistäminen Kiinassa ja jopa maailmassa.
