Výrobní linka pro vysokorychlostní lisování za tepla pro ultra-vysokopevnostní ocel (hliník)
Klíčové vlastnosti
Výrobní linka je navržena tak, aby optimalizovala výrobní proces automobilových dílů pomocí technologie lisování za tepla.Tento proces, známý jako lisování za tepla v Asii a kalení lisováním v Evropě, zahrnuje zahřátí polotovaru na určitou teplotu a jeho následné lisování v odpovídajících formách pomocí technologie hydraulického lisu, přičemž se udržuje tlak, aby se dosáhlo požadovaného tvaru a došlo k fázové transformaci polotovaru. kovový materiál.Techniku horké ražby lze rozdělit na metody přímé a nepřímé horké ražby.
Výhody
Jednou z klíčových výhod za tepla lisovaných konstrukčních dílů je jejich vynikající tvarovatelnost, která umožňuje výrobu složitých geometrií s mimořádnou pevností v tahu.Vysoká pevnost za tepla lisovaných dílů umožňuje použití tenčích plechů, čímž se snižuje hmotnost součástí při zachování strukturální integrity a odolnosti proti nárazu.Mezi další výhody patří:
Snížené spojovací operace:Technologie ražení za tepla snižuje potřebu svařovacích nebo upevňovacích spojovacích operací, což má za následek zlepšenou účinnost a lepší integritu produktu.
Minimalizovaný Springback a Warpage:Proces lisování za tepla minimalizuje nežádoucí deformace, jako je zpětné odpružení součásti a deformace, čímž je zajištěna přesná rozměrová přesnost a snižuje se potřeba dodatečného přepracování.
Méně vad dílů:Díly lisované za tepla vykazují méně defektů, jako jsou praskliny a štěpení, ve srovnání s metodami tváření za studena, což vede ke zlepšení kvality produktu a snížení odpadu.
Nižší lisovací tonáž:Lisování za tepla snižuje požadovanou tonáž lisu ve srovnání s technikami tváření za studena, což vede k úspoře nákladů a zvýšení efektivity výroby.
Přizpůsobení vlastností materiálu:Technologie ražení za tepla umožňuje přizpůsobení vlastností materiálu na základě specifických oblastí součásti, čímž se optimalizuje výkon a funkčnost.
Vylepšená mikrostrukturální vylepšení:Horká ražba nabízí schopnost zlepšit mikrostrukturu materiálu, což má za následek zlepšené mechanické vlastnosti a zvýšenou odolnost produktu.
Zjednodušené výrobní kroky:Horká ražba eliminuje nebo omezuje mezikroky výroby, což má za následek zjednodušený výrobní proces, zvýšenou produktivitu a kratší dodací lhůty.
Aplikace produktů
Výrobní linka pro vysokorychlostní lisování za tepla z vysokopevnostní oceli (hliník) nachází široké uplatnění při výrobě bílých dílů karoserie automobilů.To zahrnuje sestavy sloupků, nárazníky, dveřní nosníky a sestavy střešních kolejnic používaných v osobních vozidlech.Kromě toho se v odvětvích, jako je letectví, obrana a rozvíjející se trhy, stále více zkoumá použití pokročilých slitin, které umožňuje lisování za tepla.Tyto slitiny nabízejí výhody vyšší pevnosti a nižší hmotnosti, kterých je obtížné dosáhnout jinými metodami tváření.
Závěrem lze říci, že výrobní linka vysokorychlostního lisování za tepla z vysokopevnostní oceli (hliníku) zajišťuje přesnou a efektivní výrobu složitě tvarovaných dílů karoserie automobilů.Díky vynikající tvarovatelnosti, sníženému počtu operací spojování, minimalizaci defektů a zlepšeným vlastnostem materiálu poskytuje tato výrobní linka četné výhody.Jeho aplikace se rozšiřují na výrobu bílých dílů karoserie pro osobní vozidla a nabízejí potenciální výhody v letectví, obraně a na rozvíjejících se trzích.Investujte do výrobní linky pro vysokorychlostní lisování za tepla z vysokopevnostní oceli (hliník), abyste dosáhli vynikajícího výkonu, produktivity a lehkých konstrukčních výhod v automobilovém a příbuzném průmyslu
Co je to ražba za tepla?
Horké lisování, také známé jako zpevnění lisováním v Evropě a tvarování lisováním za tepla v Asii, je metoda tvarování materiálu, při které se polotovar zahřeje na určitou teplotu a poté se lisuje a kalí pod tlakem v odpovídající matrici, aby se dosáhlo požadovaného tvaru a indukce. fázové přeměny v kovovém materiálu.Technologie lisování za tepla zahrnuje zahřátí bórových ocelových plechů (s počáteční pevností 500-700 MPa) do austenitizačního stavu, jejich rychlé přenesení do formy pro vysokorychlostní lisování a kalení součásti v matrici při rychlosti chlazení větší než 27° C/s, po které následuje perioda udržování pod tlakem, aby se získaly ocelové součásti s ultra vysokou pevností s rovnoměrnou martenzitickou strukturou.
Výhody horké ražby
Vylepšená konečná pevnost v tahu a schopnost vytvářet složité geometrie.
Snížená hmotnost součástí díky použití tenčího plechu při zachování strukturální integrity a odolnosti proti nárazu.
Snížená potřeba spojovacích operací, jako je svařování nebo upevňování.
Minimalizovaná část odpružení a deformace.
Méně defektů součástí, jako jsou praskliny a praskliny.
Nižší požadavky na tonáž lisu ve srovnání s tvářením za studena.
Schopnost přizpůsobit vlastnosti materiálu na základě specifických zón dílů.
Vylepšené mikrostruktury pro lepší výkon.
Zjednodušený výrobní proces s méně provozními kroky k získání hotového produktu.
Tyto výhody přispívají k celkové účinnosti, kvalitě a výkonu za tepla lisovaných konstrukčních součástí.
Další podrobnosti o horké ražbě
1. Horká ražba vs ražba za studena
Horké lisování je proces tváření, který se provádí po předehřátí ocelového plechu, zatímco lisování za studena se týká přímého lisování ocelového plechu bez předehřívání.
Studená ražba má jasné výhody oproti ražbě za tepla.Vykazuje však také některé nevýhody.Vzhledem k vyššímu napětí vyvolanému procesem lisování za studena ve srovnání s lisováním za tepla jsou výrobky lisované za studena náchylnější k praskání a štěpení.Proto je pro lisování za studena nutné přesné razicí zařízení.
Lisování za tepla zahrnuje zahřátí ocelového plechu na vysoké teploty před lisováním a současné kalení v matrici.To vede k úplné přeměně mikrostruktury oceli na martenzit, což má za následek vysokou pevnost v rozmezí 1500 až 2000 MPa.V důsledku toho výrobky lisované za tepla vykazují vyšší pevnost ve srovnání s protějšky lisovanými za studena.
2. Tok procesu ražení za tepla
Horká ražba, také známá jako „zpevnění lisováním“, zahrnuje zahřátí vysoce pevného plechu s počáteční pevností 500-600 MPa na teploty mezi 880 a 950 °C.Zahřátý plech je pak rychle vyražen a zchlazen v matrici, přičemž se dosáhne rychlosti chlazení 20-300 °C/s.Transformace austenitu na martenzit během kalení výrazně zvyšuje pevnost součásti, což umožňuje výrobu lisovaných dílů s pevností až 1500 MPa. Techniky lisování za tepla lze rozdělit do dvou kategorií: přímé lisování za tepla a nepřímé lisování za tepla:
Při přímém lisování za tepla je předehřátý polotovar přímo přiváděn do uzavřené matrice pro lisování a kalení.Následné procesy zahrnují chlazení, ořezávání hran a děrování (nebo řezání laserem) a čištění povrchu.
Fiture1: režim zpracování lisováním za tepla – přímé lisování za tepla
V procesu nepřímého lisování za tepla se krok předtvarování za studena provádí před vstupem do fází ohřevu, lisování za tepla, ořezávání hran, děrování a čištění povrchu.
Hlavní rozdíl mezi procesy nepřímého ražení za tepla a přímého ražení za tepla spočívá v zahrnutí kroku předtvarování tvářením za studena před ohřevem u nepřímé metody.Při přímém ražení za tepla je plech přímo přiváděn do ohřívací pece, zatímco při nepřímém ražení za tepla se za studena tvarovaný předtvarovaný díl posílá do ohřívací pece.
Proces nepřímého lisování za tepla obvykle zahrnuje následující kroky:
Předtvarování tvářením za studena - Zahřívání - Lisování za tepla - Ořezávání hran a děrování - Čištění povrchu
Fiture2: režim zpracování lisováním za tepla – nepřímé lisování za tepla
3. Hlavní zařízení pro lisování za tepla zahrnuje ohřívací pec, lis na tváření za tepla a formy pro lisování za tepla
Topná pec:
Ohřívací pec je vybavena funkcemi ohřevu a regulace teploty.Je schopen zahřát vysokopevnostní desky na teplotu rekrystalizace během stanovené doby, čímž se dosáhne austenitického stavu.Musí být schopen se přizpůsobit požadavkům na automatizovanou kontinuální výrobu ve velkém měřítku.Vzhledem k tomu, že se zahřátým předvalkem mohou manipulovat pouze roboty nebo mechanická ramena, pec vyžaduje automatické nakládání a vykládání s vysokou přesností polohování.Kromě toho by při ohřevu nepotažených ocelových plechů měl poskytovat ochranu proti plynům, aby se zabránilo povrchové oxidaci a dekarbonizaci předvalku.
Lis pro tváření za tepla:
Lis je jádrem technologie horké ražby.Musí mít schopnost rychlého lisování a držení a také musí být vybaven systémem rychlého chlazení.Technická náročnost lisů pro tváření za tepla daleko převyšuje konvenční lisy pro lisování za studena.V současné době jen několik zahraničních společností zvládlo konstrukci a technologii výroby takových lisů a všechny jsou závislé na dovozu, což je činí drahými.
Formy pro ražení za tepla:
Formy pro ražení za tepla provádějí jak tvářecí, tak kalicí fáze.Ve fázi tváření, jakmile je předvalek přiveden do dutiny formy, forma rychle dokončí lisovací proces, aby se zajistilo dokončení formování součásti předtím, než materiál projde transformací martenzitické fáze.Poté vstupuje do fáze kalení a chlazení, kde je teplo z obrobku uvnitř formy plynule přenášeno do formy.Chladicí trubky umístěné uvnitř formy okamžitě odvádějí teplo proudící chladicí kapalinou.Martenziticko-austenitická přeměna začíná, když teplota obrobku klesne na 425 °C.Přeměna mezi martenzitem a austenitem končí, když teplota dosáhne 280 °C a obrobek se vyjme při 200 °C.Úlohou držení formy je zabránit nerovnoměrnému tepelnému roztahování a smršťování během procesu kalení, což by mohlo mít za následek výrazné změny tvaru a rozměrů součásti vedoucí ke zmetkovitosti.Navíc zvyšuje účinnost přenosu tepla mezi obrobkem a formou, čímž podporuje rychlé kalení a chlazení.
Stručně řečeno, hlavní zařízení pro lisování za tepla zahrnuje ohřívací pec pro dosažení požadované teploty, lis pro tvarování za tepla pro rychlé lisování a udržování s rychlým chladicím systémem a formy pro lisování za tepla, které provádějí jak tvarování, tak kalení, aby byla zajištěna správná tvorba dílů. a efektivní chlazení.
Rychlost ochlazování kalením ovlivňuje nejen dobu výroby, ale ovlivňuje také účinnost konverze mezi austenitem a martenzitem.Rychlost ochlazování určuje, jaký druh krystalické struktury se vytvoří, a souvisí s konečným vytvrzovacím efektem obrobku.Kritická teplota ochlazování borové oceli je asi 30 °C/s, a pouze když rychlost ochlazování překročí kritickou teplotu ochlazování, může být v největší míře podporována tvorba martenzitické struktury.Když je rychlost ochlazování nižší než kritická rychlost ochlazování, objeví se v krystalizační struktuře obrobku nemartenzitické struktury, jako je bainit.Čím vyšší je však rychlost ochlazování, tím lépe, tím vyšší rychlost ochlazování povede k praskání tvarovaných dílů a rozumný rozsah rychlosti ochlazování je třeba určit podle materiálového složení a procesních podmínek dílů.
Protože konstrukce chladicí trubky přímo souvisí s velikostí rychlosti chlazení, je chladicí trubka obecně navržena z hlediska maximální účinnosti přenosu tepla, takže směr navržené chladicí trubky je složitější a je obtížné získat mechanickým vrtáním po dokončení odlévání do formy.Aby se předešlo omezení mechanickým opracováním, volí se obecně způsob rezervace vodních kanálků před litím do formy.
Vzhledem k tomu, že pracuje po dlouhou dobu při 200 ℃ až 880 ~ 950 ℃ za silných střídavých podmínek za studena a za tepla, musí mít materiál raznice pro lisování za tepla dobrou strukturální tuhost a tepelnou vodivost a může odolat silnému tepelnému tření generovanému předvalkem při vysoká teplota a účinek abrazivního opotřebení upadlých částic oxidové vrstvy.Kromě toho by materiál formy měl mít také dobrou odolnost proti korozi vůči chladicí kapalině, aby byl zajištěn hladký tok chladicí trubky.
Ořezávání a piercing
Protože pevnost dílů po lisování za tepla dosahuje asi 1500 MPa, pokud se používá lisovací řezání a děrování, požadavky na tonáž zařízení jsou větší a opotřebení řezné hrany je vážné.Proto se laserové řezací jednotky často používají k řezání hran a otvorů.
4. Běžné jakosti oceli pro lisování za tepla
Výkon před ražením
Výkon po vyražení
V současnosti je běžnou jakostí oceli pro lisování za tepla B1500HS.Pevnost v tahu před lisováním je obecně mezi 480-800 MPa a po lisování může pevnost v tahu dosáhnout 1300-1700 MPa.To znamená, že pevnost v tahu ocelového plechu 480-800 MPa prostřednictvím tváření za tepla může získat pevnost v tahu asi 1300-1700 MPa dílů.
5. Použití oceli pro lisování za tepla
Použití dílů lisovaných za tepla může výrazně zlepšit kolizní bezpečnost automobilu a realizovat nízkou hmotnost karoserie automobilu v bílé barvě.V současné době byla technologie ražení za tepla aplikována na bílé části karoserie osobních automobilů, jako je automobil, sloupek A, sloupek B, nárazník, nosník dveří a střešní lišta a další díly. Viz obrázek 3 níže, například díly vhodné pro světlo -vážení.
obrázek 3：Bílé součásti těla vhodné pro lisování za tepla
Obr. 4: Lisovací linka pro lisování za tepla 1200 tun jiangdongského stroje
V současné době jsou řešení výrobní linky hydraulického lisu pro lisování za tepla JIANGDONG MACHINERY velmi vyspělá a stabilní, v oblasti tváření za horka v Číně patří na přední úroveň a jako jednotka místopředsedy pobočky China Machine Tool Association kovacích strojů a také členské jednotky z Čínského výboru pro standardizaci kovacích strojů jsme také provedli výzkum a aplikační práci národního super vysokorychlostního lisování oceli a hliníku za tepla, které hrálo obrovskou roli při podpoře rozvoje průmyslu lisování za tepla v Číně a dokonce ve světě. .
