Горячая штамповка листовая: Технология штамповки — РПРЗ — ООО «Ростовский Прессово-Раскройный Завод»

Содержание

Штамповка металла (горячая, холодная) — технология, плюсы и минусы

Штамповка металла — процесс изменения формы и размеров металлических заготовок под действием давления. Подробное знакомство с технологией проведения работ поможет понять секреты популярности данного способа обработки металлопроката.

Содержание

  • 1 Горячая объемная штамповка металла
    • 1.1 Особенности горячего штампования
      • 1.1.1 Закрытый способ
      • 1.1.2 Открытый способ
    • 1.2 Штамповочные ручьи
    • 1.3 Дополнительные операции
    • 1.4 Преимущества и недостатки горячей штамповки
  • 2 Холодная штамповка металла
    • 2.1 Листовое штампование
      • 2.1.1 Виды операций, проводимые во время листовой штамповки
    • 2.2 Плюсы и минусы метода
    • 2.3 Объемная холодная штамповка
      • 2.3.1 Холодное выдавливание
      • 2.3.2 Высадка
      • 2.3.3 Холодная объемная штамповка металла в открытых штампах
    • 2.4 Достоинства и недостатки объемной штамповки
  • 3 Заключение

Горячая объемная штамповка металла

Особенностью метода заключается в деформации заготовки после нагревания ее до определенной температуры. Формообразование происходит в результате принудительного перераспределения разогретого металла по выемкам внутренней поверхности штампа.

Особенности горячего штампования

Процесс основан на использовании пластичности металла, которая увеличивается при нагревании. Перед началом формовки болванки равномерно прогреваются на специальных установках с автоматическим управлением. Они обеспечивают поддержание необходимой температуры по всему объему заготовок и исключают образование оксидных пленок.

Оборудование, применяемое для термообработки:

  • Электроконтактные установки. Нагрев осуществляется электрическим током, проходящим по заготовке.
  • Индукционные системы. Прогревание болванки происходит за счет вихревых токов, возникающих в поверхностном слое болванки.
  • Газовые печи. Температура заготовок повышается в изолированной камере, наполненной инертным газом.

Горячая объемная штамповка металла проводится обученным персоналом, обладающим практическими навыками и опытом работы на данном виде производства.

Данным способом производят два вида деталей:

  • Удлиненные. Это могут быть: рычаги, валы, воротки и другие. Работа проводится плашмя и завершается фасонированием в заготовительных вальцах ковки.
  • Дисковые. В их число входят: кольца, диски, шестерни, крышки. В данном случае применяется метод осадки в торец заготовки с применением штамповочных переходов.
Закрытый способ

Для получения изделий необходимой формы используются прессы с выступом наверху и пустотами внизу. Между неподвижной и подвижной частями имеется минимальный зазор. Полости для разъема располагаются по отношению друг к другу под углом 90°. Метод используется, в тех случаях, когда размеры готового изделия и поковки совпадают по параметрам.

Открытый способ

В данном случае между рабочими деталями имеется больший зазор для стекания лишнего металла. Для удаления облоя используются обрезные и пробивные штампы и кривошипные прессы. Технология может применяться для штамповки изделий любого размера. Безупречная поверхность, однородная структура и экономия металла – преимущества открытого способа.

Штамповочные ручьи

Создание сложных форм с перепадами толщин и высот, выступами и изгибами осуществляется благодаря поверхностям, имеющим специальные впадины, заготовительные и штамповочные ручьи.

Они бывают нескольких видов:

  • Протяжные. Применяются для увеличения длины отдельных участков путем нанесения частых ударов с одновременным кантованием детали.
  • Заготовительные. Необходимы для фасонирования заготовки и придания готовому изделию формы с минимальным отходом металла.
  • Пережимные. Используются для уменьшения высоты с одновременным увеличением ширины отдельного участка заготовки.
  • Подкатные. Обеспечивают равномерное распределение металла по оси заготовки с увеличением диаметра отдельных частей.
  • Гибочные. Применяются для формирования поковки, угол изгиба которой составляет 90°.

Окончательное необходимое формоизменение детали происходит в штамповочных ручьях. Они бывают:

  • Черновые. Для приближения размеров заготовки к требуемым габаритам детали и снижения износа чистового ручья.
  • Чистовые. Они устанавливаются в середине штампа, и используется окончательной формовки изделий. При его изготовлении учитываются припуски на усадку. Выдавливаемый металл оттекает через облойную канавку.

Дополнительные операции

На заключительном этапе после удаления лишнего материала в чистовом ручье проводится коррекция формы детали. Это требуется для правки ее искривленных осей. Изделия из легированных сталей и больших размеров обрабатываются в горячем состоянии. Продукция мелкого калибра корректируется после термообработки и остывания.

Доведение физических свойств до необходимых значений происходит во время заключительного нагревания. Термообработка снимает остаточное напряжение, уменьшает зернистость и повышает пластичность.

Очистка от окалины проводится механической обработкой. Процедура для крупных изделий проходит в дробеструйных комплексах. Мелкие детали очищаются в галтовочных барабанах.

Для снижения шероховатости и получения точных размеров применяется калибровка продукции. После нее не требуется проводить финишную обработку, достаточно отшлифовать полученные детали. Для работы применяются специальные штампы с особо точными ручьями, повторяющими конфигурацию поковки.

Преимущества и недостатки горячей штамповки

Достоинства:

  • Экономия металла за счет снижения потерь.
  • Возможность изготовления деталей сложных форм.
  • Снижение трудоемкости.
  • Получение изделий точной формы и конфигурации.
  • Высокий уровень производительности.

К минусам метода относятся:

  • Высокая стоимость проектирования и изготовления оснастки.
  • Сложность и энергоемкость процесса.
  • Максимальный вес не превышает 4 тонны.

Горячий метод используется для выпуска больших серий и в случаях, когда сложность форм и толщина изделий не позволяет провести штампование холодным способом.

Холодная штамповка металла

Холодный способ представляет собой технологическую операцию, при которой металлическая заготовка без предварительного нагрева подвергается деформации.

Листовое штампование

Детали данным методом изготовляют прессованием металлических листов, полос или рулонов. Толщина получаемой продукции не превышает 10 мм. Листовая штамповка металла востребована при массовом производстве изделий, абсолютно идентичных по форме и размерам.

Для проведения работ используется два вида прессов:

  • Универсальные. Они предназначены для вырубки, сгибания и вытяжки.
  • Специальные. С их помощью осуществляется глубокая вытяжка и специфическое выгибание деталей.

Листовая штамповка металла может проводиться на механизированном оборудовании или на пресс-автоматах.

Заготовки для работ при необходимости нарезаются с помощью механических или гидравлических ножниц. Широкие листы режутся на дисковых инструментах с цилиндрическими ножками. Криволинейный контур выполняется дисковыми или коническими ножницами.

Виды операций, проводимые во время листовой штамповки

Детали изготавливают двумя способами:

  • Формоизменяющий. К нему относятся: скручивание, прогибание, навивание, обжим, формование, вытягивание, отбортовка. За время прохождения операции материал заготовки не разрушается, меняется только форма и размер.
  • Разделяющий. В него входят: нарезка, прокалывание, обрезка, пробивка и зачистка. Заготовки в данном случае разделяются во время сдвига по заданному контуру.

Плюсы и минусы метода

К недостаткам холодного листового штампования металла относится высокая стоимость оборудования. Окупаемость процесса происходит быстро только в серийном производстве.

Преимуществами данного метода являются:

  • Возможность выполнять параллельно несколько операций.
  • Получение взаимозаменяемых деталей.
  • Рост производительности и эффективности.
  • Экономичность массового и серийного производства.
  • Получение прочных деталей с сохранением их минимальной массы.
  • Точность размеров и высокое качество поверхности.

Холодное штампование рассчитано на производство изделий массой, не превышающей 1 тонну. Производство изделий большего веса не рекомендуется.

Объемная холодная штамповка

Этот универсальный метод востребован в производстве разнообразных изделий из металла. Существует несколько видов объемного штампования.

Холодное выдавливание

Заготовка помещается в полость, из которой металл выдавливается в отверстия, расположенные в рабочем механизме. Проводится на кривошипных или гидравлических прессах. Различают четыре варианта выдавливания:

  • прямое;
  • обратное;
  • боковое;
  • комбинированное.

Возможность получения изделий без разрушения и деформации заготовок – плюсы выдавливания.

Высадка

Процесс осуществляется на специальных автоматах. Штамповке подвергается прут или проволока. Они размещаются в рабочую зону и разрезаются на заготовки установленных размеров. Отрезанные части переносятся в штамповочный механизм.

Холодная объемная штамповка металла в открытых штампах

Способ основан на формовании деталей путем заполнения металлом полости штампа. Чтобы облегчить процесс и ослабить сопротивление металлической основы, детали расчленяют на переходы, между которыми они подвергаются отжигу. Благодаря этому повышается пластичность металла, сокращается риск разрушения деталей и увеличивается допустимая степень формоизменения.

Холодное объемное штампование осуществляется в открытых штампах. В условиях холодной деформации закрытая штамповка используются для получения изделий из цветных металлов.

Достоинства и недостатки объемной штамповки

Основным минусом данного метода является быстрое изнашивание штампов. Причиной тому служат значительные механические нагрузки, которые испытывает на себе применяемое оборудование.

Преимущества объемной штамповки:

  • Получение высококачественных изделий без окалины.
  • Прочность произведенных деталей и точность размеров за счет отсутствия окисления.
  • Высокая производительность.
  • Минимальная шероховатость поверхности изделий.
  • Возможность полной или частичной автоматизации.
  • Не нужно нагревать материал.
  • Эффективность использования металла.

Качество изготовления продукции зависит от правильной сборки и работы штампа.

Заключение

Штамповка металла – востребованный способ для выпуска продукции. Секрет популярности данного способа обработки деталей состоит в высокой скорости производства изделий любых размеров и форм.

Используемая литература и источники:

  • Холодная объемная штамповка. Справочник под редакцией Навроцкого Г. А., Машиностроение, 1973.
  • Основы технологии автоматизированного холодновысадочного производства Амиров М. Г., Лавриненко Ю. А. Уфа.: 1992
  • Пластичность, её прогнозирование и использование при обработке металлов давлением Дзугутов М. Я., Металлургия, 1984.
  • Статья на Википедии про штамповку

Листовая и объемная штамповка — ООО НПО «Союз оснастка»

Штамповка — метод обработки материалов под давлением, путем деформации с изменением формы и размера заготовок из металлов и других неметаллических изделий. Наиболее востребованными видами штамповки являются листовая и объемная. Инструментом штамповки являются прессы, предназначенные для механизации и автоматизации деформации.

Листовая штамповка

Листовая штамповка получила широкое распространение благодаря таким преимуществам, как:

  • высокая производительность;

  • точность и качество штамповки;

  • экономичность;

  • простота организации автоматизации и механизации процесса штамповки;

  • возможность использования при мелкосерийном и массовом производстве и др.

В качестве материалов для штамповки применяются пластичные металлы (низкоуглеродистая сталь, пластичная легированная сталь, медь, латунь, алюминиевые и магниевые сплавы, титан и т. д.), неметаллические материалы (композитные материалы, кожа, органическое стекло, картон и т.д.).

Заготовками для листовой штамповки выступают: прокатный лист, полосы, ленты и т.д. Из заготовок изготавливаются изделия разнообразных форм и размеров, от миниатюрных до крупногабаритных. Листовая штамповка применяется в большинстве отраслей промышленности, с ее помощью создаются и элементы микросхем, и детали для авиационной промышленности.

Объемная штамповка

Объемная штамповка – это метод изменения формы заготовки в штампах. Данный вид штамповки используется для серийного и массового производства деталей, и изделий двумя методами – горячей объемной штамповкой и холодной объемно штамповкой.

Горячая объемная штамповка заключается в придании предварительно разогретой до ковочной температуры заготовке определенной формы и размера. Материалом для горячей объемной штамповки служат поковки круглого, квадратного и прямоугольного профиля. Данный вид штамповки достаточно энергоемок по сравнению с холодной объемно штамповкой, но имеет такие преимущества, как высокая производительность труда, высокая точность и качество поверхностей изделий, низкий уровень отходов материала.

Холодная объемная поковка осуществляется без предварительного подогрева заготовки, поэтому изделие не подвержено усадке и риску образования горячих трещин и царапин. Метод холодной объемной штамповки используется для изготовления высокоточных и высоконагруженных деталей.

При объемной штамповке могут быть использованы два вида форм – открытые формы и закрытые формы.

Листовая и объемная штамповка в Екатеринбурге

Корпорация «Союз оснастка» осуществляет различные виды штамповки в Екатеринбурге, а также изготавливает штампы любой сложности по образцам и чертежам Заказчика.

Заказать изготовление листовую и объемную штамповку можно по телефону: +7 (343) 217-28-29 или оставив заявку на нашем сайте, Вы также можете отправить письменную заявку на наш электронный адрес [email protected].

    Горячее тиснение 101 | Macrodyne

    Что такое горячее тиснение?

    Горячая штамповка, известная как закалка под прессом в Европе и горячая штамповка в Азии, представляет собой процесс термической формовки листового металла, при котором формование и металлургическая термообработка происходят во время процесса штамповки. Закалка под прессом была первоначально разработана в 1970-х годах для производства сельскохозяйственных инструментов из закаленной стали, но с тех пор она оказала большое коммерческое влияние на производство легких и высокопрочных белых кузовов в автомобильной промышленности. Снижение расхода топлива и безопасность транспортных средств привели к повсеместному использованию компонентов из сверхвысокопрочной стали, что стало возможным благодаря появлению процесса горячей штамповки.

     

    Раннее развитие и продвижение горячей штамповки было сосредоточено на низкоуглеродистой стали 22MnB5, легированной марганцем и бором, из-за традиционного использования и доступности в секторе белого тела. При нагреве листа 22MnB5 выше 900 °C микроструктура металла преобразуется из ферритной стали в аустенитную, затем при быстром охлаждении в штампе стальная фаза превращается в мартенситную с пределом прочности до 1500 МПа [220 KSI ]. С тех пор были разработаны более высокоуглеродистые марки стали со специальными покрытиями и усовершенствованными химическими составами с пределом прочности до 2000 МПа [29]. 0 KSI] и множество существенных преимуществ процесса и свойств материала.

     

    Для горячей штамповки требуется программируемый сервогидравлический пресс с высокой скоростью подачи и возможностью выдержки для многократного контроля веса в процессах горячей штамповки и охлаждения. Вспомогательное оборудование обычно включает в себя печь с роликовым подом или штабелированную печь для нагрева листового металла, робототехнику или устройства подачи материала, систему охлаждения матрицы и операции обрезки деталей. Тип рамы пресса, системы направляющих, скорость, грузоподъемность, направление подачи материала, быстрая смена матрицы и возможность загрузки вне центра должны быть тщательно оценены, чтобы убедиться, что пресс оптимизирован для конкретных операций горячего тиснения.

    Материалы Соображения

    Любой металл, поддающийся термообработке или трудно поддающийся формованию, может выиграть от горячей штамповки, когда производство сложных высокопрочных деталей является преимуществом. Некоторые примеры материалов представлены в таблице 1 ниже.

     

    9 0026

    9002 7 37MnB5

    90 105

    Таблица 1: Примеры листового металла для горячей штамповки.

     

    Не все металлы будут демонстрировать высокую прочность, характерную для борсодержащих сталей, при горячей штамповке. Добавление бора в углеродистые стали способствует фазовому превращению в мартенсит при быстром охлаждении. Стальные листы, не легированные для фазового превращения, не могут быть закалены до сверхвысокой прочности, однако регулировка твердости посредством зонного охлаждения и нагрева может использоваться для управления микроструктурой и, следовательно, свойствами материала. Большинство сплавов цветных металлов будут демонстрировать ограниченное улучшение твердости, но горячее штампование может улучшить формуемость сложных форм, устранить пружинение и уменьшить количество дефектов во многих областях применения.

     

    Коррозия, обезуглероживание и образование накипи на листовых материалах при высоких температурах в печи являются проблемой для горячей штамповки. Для стали без покрытия требуется атмосфера инертного газа, чтобы свести к минимуму образование накипи. Коррозионно-стойкие покрытия, такие как алюминий-кремний, часто наносят на листовую сталь, чтобы исключить необходимость удаления окалины. Добавление определенных легирующих элементов также может уменьшить коррозию и в некоторых случаях снизить потребность в охлаждении, необходимом для поддержания твердости, и сделать возможным многоэтапное формование.

     

    Металлурги и производители стали приложили значительные усилия для улучшения материалов, используемых для горячей штамповки. На рисунке 1 ниже показано соотношение между удлинением и пределом прочности на разрыв для борсодержащей стали 22MnB5 в отожженном и горячештампованном состояниях по сравнению с другими составами стали, такими как мягкая сталь и обычные высокопрочные стали. Наложенная справа фазовая диаграмма температура-время иллюстрирует условия, необходимые для производства мартенситной стали, а также временные и температурные зоны, в которых в 22MnB5 могут возникать другие фазы.

    Рис. 1: Свойства материала и циклы охлаждения для 22MnB5.

    Преимущества горячей штамповки

    Преимуществами конструкционных компонентов горячей штамповки являются исключительный предел прочности при растяжении в состоянии после формования и сложные геометрические формы, которые могут быть сформированы. Повышенная прочность горячештампованных деталей позволяет снизить вес компонентов за счет использования более тонкого листового металла, сохраняя при этом как структурную целостность, так и ударопрочность. Другие преимущества перечислены ниже:

    1. Меньше операций по соединению сваркой или креплением.
    2. Меньше упругости и коробления деталей.
    3. Меньшее количество дефектов деталей, таких как трещины и сколы.
    4. Уменьшенный тоннаж пресса по сравнению с холодной штамповкой.
    5. Возможность настройки свойств материалов по зонам деталей.
    6. Способность улучшать полученные микроструктуры.
    7. Меньше рабочих шагов до готового продукта.

    Когда использовать горячее тиснение

    Горячая штамповка работает лучше всего, когда требуются сверхвысокопрочные сплавы с высокой прокаливаемостью, которые очень трудно формовать при комнатной температуре, для удовлетворения строгих требований к продукту. В качестве распространенного примера низкоуглеродистые стали, легированные бором, и другие стальные сплавы с улучшенными составами используются для изготовления белых кузовных деталей легковых автомобилей, таких как стойки, бамперы, дверные балки и рейлинги на крыше. См. рисунок 2 ниже для примера деталей, подходящих для облегчения веса.

    Рис. 2: Компоненты белого корпуса, подходящие для горячего тиснения

    На этом высококонкурентном и строго регулируемом рынке продолжает расти количество деталей кузова, изготовленных методом горячей штамповки, и степень снижения веса.

     

    Использование в авиации, аэрокосмической промышленности, обороне и на других развивающихся рынках начинает ощущать преимущества более высокой прочности и меньшего веса, которые стали возможными благодаря горячей штамповке труднодеформируемых усовершенствованных сплавов.

    Рассмотрение процесса

    Принятие решения о том, является ли горячая штамповка предпочтительным процессом изготовления деталей, является сложной задачей. Необходимо учитывать объемы производства, производительность, стоимость детали, функцию детали и производственные допуски. Особое внимание необходимо уделить выбору подходящего сорта материала, который может извлечь выгоду из процесса термообработки для получения наилучшей возможной детали. Предварительно сформированные и адаптированные заготовки часто желательны для получения оптимальных свойств материала детали. Горячештампованные детали часто слишком тверды, чтобы их можно было обрезать на прессе, поэтому после формовки может потребоваться специальная лазерная обрезка.

    Альтернативные процессы

    Процессы, позволяющие достичь аналогичных результатов, включают;

     

    Штамповка металла [Холодный]: если формуемый материал достаточно пластичен при комнатной температуре, то аналогичные высокопрочные детали можно изготавливать без необходимости нагревания и отжига листового металла. Для производства точных деталей обычно требуются более традиционные методы проектирования деталей и штампов для управления возвратом пружины.

     

    Горячая штамповка: Обычно используется для сплавов цветных металлов, которые трудно деформировать при комнатной температуре. После формовки часто требуется контролируемый процесс охлаждения и старения для восстановления микроструктур, затвердевших на твердый раствор, которые присутствовали до отжига листа путем нагревания.

     

    Гидроформинг: Усовершенствованный процесс формования листов и труб, в котором используется гидравлическое давление вместо фиксированного пуансона для получения геометрических форм, не подходящих для штамповки, включая формы с подрезами или выпуклости.

     

    Изготовление: Для прототипирования или мелкосерийного производства детали могут быть изготовлены из нескольких листов с помощью сварки или других способов соединения. В большинстве случаев изготовление подходит только тогда, когда объем производства недостаточно высок, чтобы оправдать стоимость специального инструмента.

    Процесс горячей штамповки

    Обзор

    Горячая штамповка включает быструю закалку сверхвысокопрочных сталей, которые были нагреты и отформованы. Процесс начинается с раскладки заготовки, которую загружают в печь или топку для нагрева. Нагретая заготовка с помощью системы подачи пресса передается в гидравлический пресс для горячей штамповки, который очень быстро закрывается для создания тоннажа, а затем удерживает деталь, пока она не остынет. Когда этот процесс завершен, закаленный компонент автоматически выгружается из гидравлического пресса с помощью системы разгрузки пресса для окончательной обработки. На рисунке 3 ниже показаны основные элементы горячего тиснения.

    Рис. 3: Элементы процесса прямого и непрямого горячего тиснения

    Прямое горячее тиснение более распространено в промышленности. Непрямая горячая штамповка добавляет стадию холодной штамповки перед нагревом.

    Факторы успеха

    Прямое горячее тиснение более распространено в промышленности. Непрямая горячая штамповка добавляет стадию холодной штамповки перед нагревом.

    Всестороннее изучение всех параметров, влияющих на горячее тиснение, выходит за рамки данной статьи. Вместо этого мы рассмотрим несколько ключевых факторов, влияющих на приемлемую экономику процесса: свойства материалов, закалочные инструменты, производительность и снижение дефектов.

     

    Свойства материала:

    Высокая прокаливаемость материала обеспечивает более высокую прочность, что напрямую снижает вес детали. В автомобильном секторе это означает лучшую экономию топлива и повышенную безопасность пассажиров. Высокая прочность на растяжение – не единственное требование. Ударопрочность также зависит от энергопоглощающих свойств пластичной стали, присутствующих в зонах деформации. Усовершенствованные высокопрочные стали должны отвечать обеим этим требованиям. Ключевыми методами для достижения этих результатов являются специальные заготовки и зональная термообработка в закалочной оснастке.

     

    Инструменты для формовки и закалки:

    Хорошо спроектированный инструмент для формовки и закалки имеет решающее значение для успешного производства детали. Зоны высокой прочности должны быть быстро закалены, чтобы получить желаемые свойства материала. Изолированные зоны компонентов, требующие большей пластичности, охлаждаются медленнее, а в некоторых случаях инструмент нагревается для достижения надлежащей микроструктуры. Специализированные стали для инструментов для горячей обработки, которые могут выдерживать суровые условия многократного термоциклирования, необходимы для минимизации износа матрицы и уменьшения выхода инструмента из строя. Рабочие поверхности инструмента часто упрочняют азотированием и другими методами осаждения материала, чтобы противостоять истиранию и увеличить срок службы инструмента.

     

    Производительность:

    Закалка под прессом — это значительно более медленный процесс, чем традиционная штамповка, главным образом из-за времени, необходимого для закалки детали. Типичная скорость цикла прессования составляет от 10 до 30 секунд, при этом более толстые материалы занимают больше времени из-за дополнительного времени, необходимого для закалки. Дополнительная задержка также может быть связана с необходимостью лазерной обрезки, когда закаленная деталь слишком тверда для постобработки прессом и штамповки. Одним из методов, который использовался для сокращения времени цикла, является добавление кремния в состав сплава, что позволяет использовать более высокие температуры закалки для облегчения более быстрого многоэтапного формования с штамповкой горячим прессованием и обрезкой.

     

    Уменьшение дефектов:

    Горячая штамповка приводит к тому, что в результате процесса отжига становится возможным формование глубоких и сложных форм, но высокие температуры делают сталь липкой. Высокая температура также означает, что на лист нельзя наносить смазку, и трение представляет собой серьезную проблему. Кроме того, покрытия материалов, используемые для предотвращения обезуглероживания и образования накипи во время нагрева заготовки, могут быть очень абразивными по отношению к поверхности инструмента. В результате управление трением имеет решающее значение, чтобы избежать чрезмерного утончения, расщепления и растрескивания детали, а также чрезмерного износа штампа в результате истирания.

    Конструкция деталей и инструментов для предотвращения дефектов

    Конструкция деталей и пресс-инструментов для уменьшения и предотвращения дефектов в процессе горячей штамповки в первую очередь сосредоточена на поддержании температуры формования и управлении потоком материала. Если листовой металл остывает слишком быстро до завершения формовки, то, вероятно, произойдет затвердевание и растрескивание детали. Если трение при формовании нельзя контролировать или уменьшить эффективно, на деталях появятся морщины.

     

    Сведение к минимуму отрицательного воздействия трения и поддержание текучести материала является серьезной проблемой для горячей штамповки. Повышенные температуры не позволяют использовать какие-либо формовочные смазки, а в горячем состоянии металл становится очень мягким и липким. Насколько это возможно, при проектировании следует стремиться минимизировать контакт поверхности между геометрией детали и заготовкой из листового металла. Минимизация контакта позволит обеспечить более свободный поток материала, однако поток также необходимо контролировать во время цикла, чтобы предотвратить образование складок на фланце и смещение деталей.

     

    Поддержание температуры листового металла, достаточной для предотвращения затвердевания и растрескивания в процессе формовки, является еще одной серьезной проблемой. Сжатие материала во время охлаждения может затруднить контроль геометрии детали. В сочетании с этой проблемой износ инструмента в результате истирания и термоциклирования может сократить срок службы инструмента и ухудшить качество детали. Инструментальные стали для горячей обработки обычно требуются для минимизации эффектов теплового удара, деформаций при деформации и износа. Износ можно еще больше уменьшить, применяя упрочняющую обработку поверхности, такую ​​как азотирование, к готовым полостям матрицы. Поддержание хорошего качества поверхности позволяет сократить продолжительность циклов и более контролируемое упрочнение деталей во время закалки.

    Некоторые распространенные методы, способствующие успешному проектированию деталей и инструментов, перечислены ниже в Таблице 2. 05

    90 039

    Материал Марка сплава Прочность
    Легированная сталь бора, 0,22% C 22MnB5 1500 МПа
    Борсодержащая сталь, 0,30% C 30MnB5 1800 МПа
    Борсодержащая сталь, 0,37% C 2000 МПа
    Алюминиевый сплав, серия 6000 6061-T6 300 МПа
    Алюминиевый сплав, серия 7000 7075-T76 500 МПа
    Магниевый сплав 9 0030

    		 AZ31B-H 300 МПа
    Титановый сплав Ti-6Al-4V 900 МПа
    Медно-никелевый сплав C71500 500 МПа

    Минимизация матрицы и глухих контактов

    Уменьшение трения

    Прокладки для открытых зазоров на фланцах

    Ограничение высоты складок

    Подушечки для закрытых зазоров на фланцах

    Проглаживание складок

    Централизованные подушечки для палочек

    Пустое место

    Штифтовые или кромочные калибры

    Боковое смещение

    Динамический калибрование

    Усадка

    Упрочнение поверхности штампа

    Износ инструмента / время цикла

    Ограничение использования прижимных пластин

    Снижение трения

    Таблица 2: Стратегии проектирования деталей и инструментов.

    Обновлено в сентябре 2021 г.

    Конфигурация пресса

    Основные параметры

    Настройка пресса для производства горячештампованных деталей начинается с требований к процессу изготовления детали. Для конфигурации требуется информация о типе материала, спецификациях деталей, объеме производства, скорости производства и целевых ценах. Затем эти факторы оказывают непосредственное влияние на требования к обработке, формованию и закалке, которые, в свою очередь, влияют на характеристики установки и оснастки. На приведенной ниже диаграмме зависимости температуры от времени процесса показаны этапы процесса, которые будут определять требования к процессу и достижимую производительность.

    Рис. 4: Температура в зависимости от времени процесса горячего штамповки

    При покупке пресса для горячего тиснения или полностью автоматизированной линии для горячего тиснения следует учитывать несколько ключевых переменных.

    1. Гидравлические системы и системы управления для пресса для горячего тиснения должны быть полностью программируемыми и обеспечивать воспроизводимое управление усилием, по этой причине во многих приложениях для горячего тиснения используются сервогидравлические прессы. В этих системах масло должно быть очень чистым, и в дополнение к стандартным картриджным фильтрам, возможно, стоит рассмотреть возможность использования онлайновых или автономных систем фильтрации.
    2. Сервогидравлика, как правило, имеет гораздо более сложную конструкцию, и большинству клиентов нравится удаленное подключение от OEM-производителя к прессу для устранения неполадок.
    3. Несмотря на то, что существует множество различных конструкций схем, обычно прессу требуется схема предварительного прессования, которую при необходимости можно быстро переключить на прессование с полной нагрузкой.
    4. Поскольку прессы для горячего тиснения дороги и, как правило, требуют обработки нескольких изделий с несколькими матрицами, тележки для матриц вместе с автоматическими системами зажима матриц популярны для сокращения времени смены матриц и увеличения годового производства.

    Рис. 5: Линия пресса Macrodyne 1000 тонн для горячего тиснения

    Размер станины

    Станина пресса должна вмещать в себя самый большой предполагаемый набор инструментов. Для прямоугольных или сложных форм заготовок ориентация детали внутри станины будет определять общие размеры станины. Грубая оценка размера кровати может быть рассчитана на основе размера бланка. Широкий доступ к станине со всех четырех сторон пресса для горячего тиснения выгоден для автоматизированной передачи материала и быстрой смены инструмента.

    Тоннаж и скорость

    Система управления гидравлическим прессом для горячей штамповки должна обеспечивать полностью программируемое и воспроизводимое управление тоннажем для оптимизации процесса и снижения энергопотребления. Пресс должен быть в состоянии произвести достаточное усилие, чтобы сформировать деталь и удерживать/затвердеть, но следует избегать чрезмерного усилия. Тоннаж, который применяется сверх необходимого, может привести к избыточному потреблению энергии и износу инструмента. Типичный диапазон тоннажа для горячей штамповки составляет от 500 до 1500 тонн.

     

    Нагретая заготовка начинает быстро остывать сразу после извлечения из печи, поэтому очень важно, чтобы пресс закрывался и создавал массу для очень быстрого формования детали. Автоматическая загрузка деталей обычно требует, чтобы пресс был открыт на значительную величину, чтобы обеспечить достаточный зазор. Этот большой зазор делает еще более важным, чтобы пресс мог открываться и закрываться очень быстро. Обычно требуется скорость закрытия от 500 до 1000 мм в секунду. Быстрые скорости возврата несколько медленнее, но они оптимизированы для сокращения времени цикла.

    Ход и дневной свет

    Между полностью втянутым пуансоном и поверхностью штампа должно быть достаточно дневного света, чтобы можно было снять готовую деталь с пресса. На практике это соответствует дневному свету, который примерно в три раза превышает ход пресса. Если пресс будет использоваться для производства более чем одной детали, ход и дневной свет должны соответствовать ожидаемому размеру инструмента. Дополнительные зазоры могут потребоваться для обеспечения охлаждения штампа, нагрева штампа, доступа к роботу или подающему устройству, а также быстросменного инструмента.

    Расширенные возможности

    Некоторые расширенные возможности горячей штамповки включают:

    1. Многоэтапное формование перед закалкой с использованием современных сталей, препятствующих потере мартенсита при более высоких температурах.
    2. Горячая штамповка и горячая обрезка перед закалкой и закалкой деталей.
    3. Индукционные печи, которые могут предварительно нагревать заготовки до различных температур по зонам для производства деталей с множественной микроструктурой.

    Ссылки на изображения

    1. Рис. 1: HS101-F1, Garcia Aranda L, Chastel Y, Fernandez Pascual J, Dal Negro T, 2002 Эксперименты и моделирование горячей штамповки закаливаемых сталей. Передовая технология пластичности 2, 1135-40
    2. Рис. 2: HS101-F2, А. Нагатан и Л. Пентер, Глава 7: Горячая штамповка», в книге «Процессы и приложения формовки листового металла» (Т. Алтан и А. Теккая, ред.), стр. 153{163, ASM International, 2012.
    3. Рис. 3: HS101-F3, Х. Энгельс, О. Шальмин, К. Мюллер-Болленхаген, «Контроль и мониторинг процесса горячей штамповки Термически обработанные стали, легированные бором», Международная конференция «Новые разработки в технологии формовки листового металла», стр. 135~150, Штутгарт, Германия, 2006 г.
    4. Рис. 4: HS101-F5, Erhardt, R., Boke, J.: Промышленное применение моделирования горячего штамповки, 1 st International Conference on Hot Sheet Metal Forming of High-Performance, Steel, Kassel, Germany, (2008) стр. 83–88.
    5. Рис. 5: HS101-F6, линия прессов горячего тиснения Macrodyne 1000 тонн

    Посетите нашу страницу «Прессы горячего тиснения», чтобы узнать больше о специальных прессах горячего тиснения.

    Свяжитесь с нами, чтобы узнать о ваших потребностях в гидравлическом прессе.

    горячее тиснение — QMC-EMI

    Закаленная сталь изменяет свойства металла, делая его прочнее, надежнее и безопаснее для вашего автомобиля.

    Горячее тиснение — это метод, отличный от традиционного процесса холодного тиснения, который мы используем для большинства наших программ. При горячем тиснении мы сначала нагреваем материал до температуры выше температуры превращения. Затем мы быстро переносим заготовку из печи в штамп и штампуем деталь при этой высокой температуре, одновременно формируя и термообрабатывая материал. Этот процесс можно использовать для формирования более прочных материалов для снижения веса путем изменения свойств материала продукта посредством процессов нагрева и закалки.

    Металлы, которые мы штампуем горячим способом, включают:

    • Бористая сталь
    • Usibor сталь
    • Ductibor сталь
    • Титан
    • Inconel®
    • Waspaloy® 90 128
    • Hastelloy®

    Горячая штамповка изменяет свойства металла, делая его прочнее, надежнее и безопаснее для вашего автомобиля. Этот процесс идеально подходит для деталей, являющихся неотъемлемой частью конструкции автомобиля, таких как усилители средней стойки. Эти детали защищают пассажиров, принимая на себя большую часть нагрузки при ударе, поэтому использование высокопрочных материалов повышает общую безопасность автомобиля.

    Процесс горячей штамповки позволяет штамповать более прочные материалы.

    Наша ячейка для горячего тиснения разработана для использования полностью роботизированного управления. Это помогает повысить воспроизводимость и качество процесса для наших прототипов и программ мелкосерийного производства. Спецификации нашего оборудования включают:

    • Размер станины пресса: 63” x 102”
    • Тоннаж: 600 метрических тонн
    • Проем дневного света: 79”
    • Размер печи (максимальный размер заготовки): 39” x 96”

      • 9012 7 Повышение температуры до 1700°F

    Члены нашей команды являются высококвалифицированными отраслевыми экспертами, обладающими квалификацией для понимания и интерпретации результатов испытаний и корректировки параметров ячейки (таких как температура печи и время переноса) по мере необходимости для достижения свойств материала в соответствии со спецификацией. Этот процесс помогает ускорить цикл разработки и быстрее доставить вам детали.

    Мы можем запустить моделирование горячей штамповки с термическим компонентом перед изготовлением.

    Мы спроектированы так, чтобы использовать повторяемый процесс, который идеально подходит для небольших объемов и прототипов. Возможность запуска моделирования горячей штамповки с термическим компонентом перед производством приводит к более точным результатам моделирования, что позволяет лучше использовать инструменты и прогнозировать характеристики материала.

    Чем отличается наш процесс горячего тиснения?

    • Роботизированная манипуляция – Наша полностью интегрированная роботизированная система манипуляции позволяет нам загружать и разгружать в одном и том же месте, повышая точность и повторяемость. ПЛК управляют печью и робототехникой, создавая полностью интегрированную систему, параметры которой можно легко регулировать по мере необходимости.
    • Металлургическая лаборатория на месте – Горячая штамповка листового металла изменяет микроструктуру материалов, делая их более прочными. Наша лаборатория на месте дает нам возможность быстро проверить свойства материалов, чтобы убедиться, что детали соответствуют вашим спецификациям. Это дает нам результаты в режиме реального времени, которые мы можем использовать при разработке процесса.
    • Speed ​​ – Мы производим собственные инструменты из закаленной стали, чтобы сократить время запуска программы. Тестирование материала на месте сокращает время, необходимое для проверки свойств материала. Это позволяет нам контролировать время программы внутри и сокращает общую продолжительность процесса.
    • Вертикальная интеграция — У нас есть возможность производить собственные инструменты, проводить испытания материалов, лазерную резку и проверку качества на месте. Выполнение всех операций внутри компании дает нам гораздо лучший контроль над конечным продуктом, а также более быструю доставку.

    Наша роботизированная ячейка горячей штамповки, металлургическая лаборатория и способность выполнять все операции внутри компании позволяют нам гарантировать, что вы получите качественные детали, которые вы ожидаете от нас, при соблюдении желаемых сроков выполнения программы.

    Эта ультрасовременная лаборатория обеспечивает скорость выхода на рынок и качество, которое вы ожидаете от нас.

    У нас есть множество стандартов тестирования и проверки, чтобы гарантировать высочайшее качество продукции. Мы используем системы качества мирового класса, чтобы гарантировать оптимальные результаты наших процессов. Наша металлургическая лаборатория используется для НИОКР, горячее тиснение проверка материалов, проверка продукции и анализ дефектов сварного шва. При нагреве металлов для горячей штамповки листового металла микроструктура материала изменяется. Если деталь не соответствует спецификациям материала во время испытаний, мы можем сделать ряд вещей, в том числе отрегулировать температуру печи или скорость передачи из печи в пресс. Как только мы добились желаемых свойств материала, мы можем приступить к обработке заказа, обеспечив конечное качество вашего продукта. В нашей ультрасовременной лаборатории мы тестируем прочность на растяжение, а также проводим испытания на твердость и анализ микроструктуры. Возможности нашей лаборатории обеспечивают скорость выхода на рынок и качество, которое вы ожидаете от нас.

Published by admin