Die hoëspoed-warmstempelproduksielyn vir ultra-sterkte staal (aluminium)
Belangrike kenmerke
Die produksielyn is ontwerp om die vervaardigingsproses van motoronderdele te optimaliseer deur die toepassing van warmdruktegnologie. Hierdie proses, bekend as warmdruk in Asië en persverharding in Europa, behels die verhitting van die blanko materiaal tot 'n spesifieke temperatuur en dan die pers daarvan in ooreenstemmende vorms met behulp van hidrouliese perstegnologie terwyl druk gehandhaaf word om die verlangde vorm te verkry en 'n fasetransformasie van die metaalmateriaal te ondergaan. Die warmdruktegniek kan geklassifiseer word in direkte en indirekte warmdrukmetodes.
Voordele
Een van die belangrikste voordele van warmgestempelde strukturele komponente is hul uitstekende vormbaarheid, wat die produksie van komplekse geometrieë met uitsonderlike treksterkte moontlik maak. Die hoë sterkte van warmgestempelde onderdele maak die gebruik van dunner metaalplate moontlik, wat die gewig van komponente verminder terwyl strukturele integriteit en botsprestasie gehandhaaf word. Ander voordele sluit in:
Verminderde voegbewerkings:Warmdruktegnologie verminder die behoefte aan sweis- of bevestigingsverbindingsbedrywighede, wat lei tot verbeterde doeltreffendheid en verbeterde produkintegriteit.
Geminimaliseerde Terugspringing en Vervorming:Die warmstempelproses verminder ongewenste vervormings, soos terugvering en kromtrekking van dele, wat presiese dimensionele akkuraatheid verseker en die behoefte aan addisionele herbewerking verminder.
Minder Onderdeeldefekte:Warmgestempelde onderdele toon minder defekte, soos krake en splete, in vergelyking met koue vormmetodes, wat lei tot verbeterde produkgehalte en verminderde afval.
Laer Pers Tonnage:Warmdruk verminder die vereiste perstonnage in vergelyking met koue vormingstegnieke, wat lei tot kostebesparings en verhoogde produksiedoeltreffendheid.
Aanpassing van Materiaaleienskappe:Warmdruktegnologie maak voorsiening vir die aanpassing van materiaaleienskappe gebaseer op spesifieke areas van die onderdeel, wat prestasie en funksionaliteit optimaliseer.
Verbeterde Mikrostrukturele Verbeterings:Warmdruk bied die vermoë om die mikrostruktuur van die materiaal te verbeter, wat lei tot verbeterde meganiese eienskappe en verhoogde produkduursaamheid.
Gestroomlynde produksiestappe:Warmdruk elimineer of verminder tussentydse vervaardigingstappe, wat lei tot 'n vereenvoudigde produksieproses, verbeterde produktiwiteit en korter levertye.
Produk Toepassings
Die hoësterkte-staal (aluminium) hoëspoed-warmstempelproduksielyn vind wyd gebruik in die vervaardiging van wit motorbakonderdele. Dit sluit in pilaarsamestellings, buffers, deurbalke en dakrelingsamestellings wat in passasiersvoertuie gebruik word. Daarbenewens word die gebruik van gevorderde legerings wat deur warmstempeling moontlik gemaak word, toenemend ondersoek in nywerhede soos lugvaart, verdediging en opkomende markte. Hierdie legerings bied die voordele van hoër sterkte en verminderde gewig wat moeilik is om deur ander vormmetodes te bereik.
Ten slotte, die Hoësterkte Staal (Aluminium) Hoëspoed Warm Stamp Produksielyn verseker presiese en doeltreffende produksie van kompleks-gevormde motorbakonderdele. Met superieure vormbaarheid, verminderde lasbewerkings, geminimaliseerde defekte en verbeterde materiaaleienskappe, bied hierdie produksielyn talle voordele. Die toepassings daarvan strek tot die vervaardiging van wit bakonderdele vir passasiersvoertuie en bied potensiële voordele in lugvaart, verdediging en ontluikende markte. Belê in die Hoësterkte Staal (Aluminium) Hoëspoed Warm Stamp Produksielyn om uitstekende prestasie, produktiwiteit en liggewig-ontwerpvoordele in die motor- en verwante nywerhede te behaal.
Wat is warmstempelwerk?
Warmdrukwerk, ook bekend as persverharding in Europa en warmpersvorming in Asië, is 'n metode van materiaalvorming waar 'n blanko tot 'n sekere temperatuur verhit word en dan onder druk in die ooreenstemmende matrys gestempel en geblus word om die verlangde vorm te verkry en 'n fasetransformasie in die metaalmateriaal te veroorsaak. Warmdrukwerktegnologie behels die verhitting van boorstaalplate (met 'n aanvanklike sterkte van 500-700 MPa) tot die austenitiserende toestand, die vinnige oordrag daarvan na die matrys vir hoëspoedstempelwerk, en die blus van die onderdeel binne die matrys teen 'n afkoeltempo van meer as 27°C/s, gevolg deur 'n tydperk van hou onder druk, om ultra-hoësterkte staalkomponente met 'n eenvormige martensitiese struktuur te verkry.
Die voordele van warm stampwerk
Verbeterde uiteindelike treksterkte en die vermoë om komplekse geometrieë te vorm.
Verminderde komponentgewig deur dunner plaatmetaal te gebruik terwyl strukturele integriteit en botsprestasie behoue bly.
Verminderde behoefte aan verbindingsoperasies soos sweiswerk of bevestiging.
Geminimaliseerde terugveer en kromtrekking van dele.
Minder onderdeeldefekte soos krake en splete.
Laer perstonnagevereistes in vergelyking met koue vorming.
Vermoë om materiaaleienskappe aan te pas op grond van spesifieke onderdeelsones.
Verbeterde mikrostrukture vir beter prestasie.
Gestroomlynde vervaardigingsproses met minder operasionele stappe om 'n finale produk te verkry.
Hierdie voordele dra by tot die algehele doeltreffendheid, kwaliteit en werkverrigting van warmgestempelde strukturele komponente.
Meer besonderhede oor warmstempelwerk
1. Warm stempel teenoor koue stempel
Warm stampwerk is 'n vormingsproses wat uitgevoer word na voorverhitting van die staalplaat, terwyl koue stampwerk verwys na die direkte stamp van die staalplaat sonder voorverhitting.
Koue stampwerk het duidelike voordele bo warm stampwerk. Dit het egter ook 'n paar nadele. As gevolg van die hoër spanning wat deur die koue stampproses veroorsaak word in vergelyking met warm stampwerk, is koudgestempelde produkte meer vatbaar vir krake en splitsing. Daarom is presiese stamptoerusting nodig vir koue stampwerk.
Warmgestempelde produkte behels die verhitting van die staalplaat tot hoë temperature voor gestempelde produkte en gelyktydige afkoeling in die matrys. Dit lei tot 'n volledige transformasie van die staal se mikrostruktuur in martensiet, wat lei tot 'n hoë sterkte wat wissel van 1500 tot 2000 MPa. Gevolglik vertoon warmgestempelde produkte hoër sterkte in vergelyking met koudgestempelde eweknieë.
2. Warm Stamping Proses Vloei
Warmdrukwerk, ook bekend as "persverharding", behels die verhitting van 'n hoësterkteplaat met 'n aanvanklike sterkte van 500-600 MPa tot temperature tussen 880 en 950°C. Die verhitte plaat word dan vinnig in die matrys gestempel en geblus, wat verkoelingstempo's van 20-300°C/s bereik. Die transformasie van austeniet na martensiet tydens bluswerk verbeter die sterkte van die komponent aansienlik, wat die produksie van gestempelde onderdele met sterktes van tot 1500 MPa moontlik maak. Warmdruktegnieke kan in twee kategorieë geklassifiseer word: direkte warmdrukwerk en indirekte warmdrukwerk:
In die direkte warmstempelwerk word die voorverhitte blanko direk in 'n geslote matrys ingevoer vir stempelwerk en afkoeling. Daaropvolgende prosesse sluit in afkoeling, randsny en gaatjies pons (of lasersny), en oppervlakreiniging.
Figuur 1: warmstempelverwerkingsmodus -- direkte warmstempel
In die indirekte warmstempelproses word die koue vorming-voorvormingstap uitgevoer voordat die stadiums van verhitting, warmstempeling, randsny, gaatjiepons en oppervlakreiniging betree word.
Die hoofverskil tussen indirekte warmdruk en direkte warmdrukprosesse lê in die insluiting van die koue vorming-voorvormingstap voor verhitting in die indirekte metode. In direkte warmdruk word die plaatmetaal direk in die verhittingsoond gevoer, terwyl in indirekte warmdruk die koudgevormde voorgevormde komponent in die verhittingsoond gestuur word.
Die prosesvloei van indirekte warmstempel behels tipies die volgende stappe:
Koue vorming voorvorming--Verhitting-Warm stampwerk--Rand afsny en gaatjies pons-Oppervlak skoonmaak
Figuur 2: warmstempelverwerkingsmodus - indirekte warmstempel
3. Die hooftoerusting vir warmstempelwerk sluit 'n verhittingsoond, warmvormpers en warmstempelvorms in.
Verhittingsoond:
Die verhittingsoond is toegerus met verhittings- en temperatuurbeheervermoëns. Dit is in staat om hoësterkteplate binne 'n bepaalde tyd tot die herkristallisasietemperatuur te verhit en sodoende 'n austenitiese toestand te bereik. Dit moet kan aanpas by grootskaalse outomatiese deurlopende produksievereistes. Aangesien die verhitte staaf slegs deur robotte of meganiese arms hanteer kan word, vereis die oond outomatiese laai en aflaai met hoë posisioneringsakkuraatheid. Daarbenewens moet dit, wanneer onbedekte staalplate verhit word, gasbeskerming bied om oppervlakoksidasie en dekarbonisering van die staaf te voorkom.
Warmvormpers:
Die pers is die kern van die warmdruktegnologie. Dit moet die vermoë hê vir vinnige stempelwerk en hou, asook toegerus wees met 'n vinnige verkoelingstelsel. Die tegniese kompleksiteit van warmvormperse oortref dié van konvensionele koue stempelperse verreweg. Tans het slegs 'n paar buitelandse maatskappye die ontwerp- en vervaardigingstegnologie van sulke perse bemeester, en hulle is almal afhanklik van invoere, wat hulle duur maak.
Warm stempelvorms:
Warmdrukvorms voer beide vorm- en blusfases uit. In die vormfase, sodra die billet in die vormholte ingevoer is, voltooi die vorm die stempelproses vinnig om die voltooiing van die onderdeelvorming te verseker voordat die materiaal die martensitiese fasetransformasie ondergaan. Dan gaan dit die blus- en verkoelingsfase binne, waar die hitte van die werkstuk binne die vorm voortdurend na die vorm oorgedra word. Verkoelingspype wat binne die vorm gerangskik is, verwyder onmiddellik hitte deur die vloeiende koelmiddel. Die martensities-austenitiese transformasie begin wanneer die werkstuktemperatuur tot 425°C daal. Die transformasie tussen martensiet en austeniet eindig wanneer die temperatuur 280°C bereik, en die werkstuk word by 200°C uitgehaal. Die rol van die vorm se houvas is om ongelyke termiese uitsetting en sametrekking tydens die blusproses te voorkom, wat kan lei tot beduidende veranderinge in die vorm en afmetings van die onderdeel, wat tot skroot kan lei. Daarbenewens verbeter dit die termiese oordragdoeltreffendheid tussen die werkstuk en die vorm, wat vinnige blus en verkoeling bevorder.
Kortliks, die hooftoerusting vir warmstempelwerk sluit 'n verhittingsoond in om die verlangde temperatuur te bereik, 'n warmvormpers vir vinnige stempelwerk en hou met 'n vinnige verkoelingstelsel, en warmstempelvorms wat beide vorm- en blusfases uitvoer om behoorlike onderdeelvorming en doeltreffende verkoeling te verseker.
Die blusverkoelingspoed beïnvloed nie net die produksietyd nie, maar ook die omskakelingsdoeltreffendheid tussen austeniet en martensiet. Die verkoelingspoed bepaal watter soort kristallyne struktuur gevorm sal word en hou verband met die finale verhardingseffek van die werkstuk. Die kritieke verkoelingstemperatuur van boorstaal is ongeveer 30 ℃/s, en slegs wanneer die verkoelingspoed die kritieke verkoelingstemperatuur oorskry, kan die vorming van 'n martensitiese struktuur tot die grootste mate bevorder word. Wanneer die verkoelingspoed minder as die kritieke verkoelingspoed is, sal nie-martensitiese strukture soos bainiet in die kristallisasiestruktuur van die werkstuk verskyn. Hoe hoër die verkoelingspoed egter, hoe beter, hoe hoër die verkoelingspoed sal lei tot die krake van die gevormde dele, en die redelike verkoelingspoedbereik moet bepaal word volgens die materiaalsamestelling en prosestoestande van die dele.
Aangesien die ontwerp van die verkoelingspyp direk verband hou met die grootte van die verkoelingspoed, word die verkoelingspyp oor die algemeen ontwerp vanuit die perspektief van die maksimum hitte-oordragdoeltreffendheid, dus is die rigting van die ontwerpte verkoelingspyp meer kompleks, en dit is moeilik om dit deur meganiese boorwerk te verkry na die voltooiing van die vormgieting. Om te verhoed dat dit deur meganiese verwerking beperk word, word die metode van die reservering van waterkanale voor die vormgieting oor die algemeen gekies.
Omdat dit vir 'n lang tyd by 200℃ tot 880~950℃ onder die streng koue en warm afwisselende toestande werk, moet die warmstempelmateriaal goeie strukturele styfheid en termiese geleidingsvermoë hê, en die sterk termiese wrywing wat deur die billet by hoë temperatuur gegenereer word, en die skuur-effek van die gevalle oksiedlaagdeeltjies kan weerstaan. Daarbenewens moet die vormmateriaal ook goeie korrosiebestandheid teen die koelmiddel hê om die gladde vloei van die verkoelingspyp te verseker.
Sny en deurboor
Omdat die sterkte van die onderdele na warmstempel ongeveer 1500 MPa bereik, is die toerusting se tonnemaatvereistes groter as perssny en ponswerk gebruik word, en die snykantslytasie is ernstig. Daarom word lasersny-eenhede dikwels gebruik om rande en gate te sny.
4. Algemene grade van warmstempelstaal
Prestasie voor stampwerk
Prestasie na stampwerk
Tans is die algemene graad van warmstempelstaal B1500HS. Die treksterkte voor stempeling is gewoonlik tussen 480-800 MPa, en na stempeling kan die treksterkte 1300-1700 MPa bereik. Dit wil sê, die treksterkte van 480-800 MPa staalplaat, deur warmstempelvorming, kan die treksterkte van ongeveer 1300-1700 MPa onderdele behaal.
5. Die gebruik van warmstempelstaal
Die toepassing van warmstempelonderdele kan die botsingsveiligheid van die motor aansienlik verbeter en die liggewig van die motorbak in wit verwesenlik. Tans word warmstempeltegnologie toegepas op die wit bakonderdele van passasiersmotors, soos die motor, A-pilaar, B-pilaar, buffer, deurbalk en dakreling en ander onderdele. Sien figuur 3 hieronder vir voorbeelde van onderdele wat geskik is vir liggewig.
figuur 3: Wit liggaamskomponente geskik vir warmstempelwerk
Fig. 4: Jiangdong-masjinerie 1200 Ton Warm Stampperslyn
Tans is JIANGDONG MACHINERY se produksielynoplossings vir warmstempel-hidrouliese perse baie volwasse en stabiel. In China se warmstempelvormingsveld behoort dit tot die toonaangewende vlak. As die vise-voorsitter van die China Machine Tool Association se smeemasjinerie-tak, sowel as die lid-eenhede van die China Forging Machinery Standardization Committee, het ons ook die navorsing en toepassingswerk van die nasionale superhoëspoed-warmstempel van staal en aluminium onderneem, wat 'n groot rol gespeel het in die bevordering van die ontwikkeling van die warmstempelbedryf in China en selfs die wêreld.
