Właściwości procesowe powszechnie używanych materiałów z blachy

Oprócz kształtu i dokładności obrabianej części oraz sprzętu konstrukcyjnego dostępnego dla firmy, obróbka części jest również w dużym stopniu związana z materiałem użytym do wykonania części.Dlatego ważne jest, aby analizować i rozumieć właściwości przetwórcze różnych materiałów, które mają ogromne znaczenie w procesie przetwarzania części blaszanych i opracowywaniu specyfikacji operacji produkcyjnych.

Właściwości procesowe zwykłej stali konstrukcyjnej węglowej

Ogólnie rzecz biorąc, części blaszane wykonuje się ze zwykłej węglowej stali konstrukcyjnej (np. Q195, Q215, Q235 itp.) i wysokiej jakości węglowej stali konstrukcyjnej (np. 08, 10F, 20 itp.), które są najczęściej stosowane.Istnieje kilka ograniczeń dotyczących formowania, z wyjątkiem tego, że wzrost grubości jest ograniczony szybkością odkształcania, a ogrzewanie jest ograniczone przez górną granicę temperatury.

Podczas przetwarzania grubszego materiału płyty, w celu zwiększenia stopnia odkształcenia materiału płyty, należy zmniejszyć opór odkształcenia materiału płyty, bardziej w przypadku formowania na gorąco lub częściowego podgrzewania procesu głębokiego tłoczenia i formowania półfabrykatu, ale należy unikać nagrzewania w niektórych strefach temperaturowych, takich jak stal węglowa podgrzewana do 200 ~ 400 ℃, ponieważ efekt starzenia (wtrącenia w postaci wydzieleń na granicy ziaren wytrąca się na powierzchni poślizgu) w celu zmniejszenia plastyczności, zwiększa się odporność na odkształcenia, ten zakres temperatur nazywany jest niebiesko kruchym strefa Ten zakres temperatur nazywany jest niebieską strefą kruchości, gdy wydajność stali staje się zła, łatwo ulega kruchemu pęknięciu, pęknięcie jest niebieskie.A w zakresie 800 ~ 950 ℃ i pojawi się gorąca, krucha strefa, tak że plastyczność zostanie zmniejszona, dlatego w procesie głębokiego tłoczenia płyty w stanie gorącym należy zwrócić szczególną uwagę na rzeczywiste odkształcenie temperatury prasowania na gorąco nie powinno być w niebieskiej strefie kruchej i gorącej strefie kruchej.Podczas operacji należy wziąć pod uwagę sprzęt grzewczy i nacisnąć pomiędzy miejscem odkształcenia temperatury prasowania na gorąco, a ostrożnym użyciem sprzętu do nadmuchu chłodzącego, aby uniknąć występowania niebieskiej kruchości i kruchości na gorąco.

Właściwości procesowe stali stopowych

Stal stopowa powszechnie stosowana do produkcji części konstrukcyjnych z blachy to zwykle 16Mn, 15MnV i inna niskostopowa stal konstrukcyjna o wysokiej wytrzymałości, ich właściwości procesowe są następujące.

●16Mn.Stal 16Mn jest zazwyczaj dostarczana w stanie walcowanym na gorąco, nie jest wymagana żadna obróbka cieplna, szczególnie w przypadku stali walcowanej o grubości mniejszej niż 20 mm, jej właściwości mechaniczne są bardzo wysokie, dlatego bezpośrednio po niej zwykle stosuje się prasowanie na gorąco.W przypadku grubości większej niż 20 mm blachę stalową, w celu poprawy granicy plastyczności i udarności stali w niskich temperaturach, można zastosować po obróbce normalizującej.

Ponadto wydajność cięcia gazowego i zwykłej stali konstrukcyjnej o niskiej zawartości węgla są takie same.Krawędź cięcia gazowego 1mm w obrębie tendencji do hartowania, ale ze względu na bardzo wąską powierzchnię hartowania, można wyeliminować poprzez spawanie.Dzięki temu krawędź cięta gazowo tej stali nie wymaga obróbki mechanicznej i może być bezpośrednio spawana.

Wydajność strugania w gazie łukowym jest również taka sama jak w przypadku zwykłej stali konstrukcyjnej o niskiej zawartości węgla.Mimo że w obrębie krawędzi gazowania występuje tendencja do hartowania, to obszar hartowania jest również bardzo wąski i można go wyeliminować poprzez spawanie, dlatego krawędź gazowania tego gatunku stali nie wymaga obróbki mechanicznej i można ją bezpośrednio spawać.Rezultatem jest zasadniczo taka sama twardość strefy wpływu ciepła, jak przy spawaniu po obróbce.

W porównaniu z Q 235, granica plastyczności stali 16Mn jest wyższa niż 345 MPa, wyższa niż Q 235, więc siła formowania na zimno jest większa niż stali Q 235.W przypadku stali walcowanej na gorąco o dużych grubościach właściwości formowania na zimno można znacznie poprawić poprzez normalizację lub wyżarzanie.Jeżeli jednak grubość blachy osiągnie określoną grubość (t ≥ 32), należy ją formować na zimno po obróbce cieplnej odprężającej.

Po podgrzaniu do temperatury ponad 800 ℃ można uzyskać dobre właściwości formowania na gorąco, ale temperatura nagrzewania stali 16Mn nie powinna przekraczać 900 ℃, w przeciwnym razie łatwo pojawiająca się organizacja przegrzania zmniejsza udarność stali.

Ponadto stal 16Mn trzykrotnie przewyższa ortopedyczne ogrzewanie płomieniowe i chłodzenie wodą po właściwościach mechanicznych bez znaczących zmian, przy czym oryginalny materiał bazowy ma tę samą odporność na kruche uszkodzenia, dlatego stal może być ortopedyczną ortopedyczną wodą ogniową, ale dynamiczna konstrukcja obciążeniowa nie nadaje się do ortopedii przeciwpożarowej.

●15MnV.cienka blacha stalowa 15MnV i 15MnTi, jej właściwości ścinające i walcowane na zimno są podobne do stali 16Mn, ale grubość blachy t ≥ 25mm blacha stalowa walcowana na gorąco, w krawędzi ścinania jest łatwa do ukrycia ze względu na ścinanie podczas hartowania na zimno spowodowane małymi pęknięciami .To pęknięcie mogło powstać przed fabryką stali.Dlatego należy wzmocnić kontrole jakości, ale raz stwierdzone należy je usunąć po cięciu gazowym lub mechanicznej obróbce pękniętej krawędzi.Ponadto grubszą blachę walcowaną na gorąco ze stali 15MnV, walcowaną na zimno, łatwą do wytworzenia pęknięć, można normalizować o 930 ~ 1000 ℃, aby poprawić jej plastyczność i wytrzymałość, poprawić wydajność walcowania na zimno.

Ponadto ten rodzaj formowania na gorąco stali i wydajność ortopedyczna na gorąco, temperatura ogrzewania 850 ~ 1100 ℃ formowania na gorąco, wielokrotne ogrzewanie na wpływ granicy plastyczności nie jest znaczący;i dobra wydajność cięcia gazem, wydajność strugania łukiem węglowym jest również dobra, struganie gazem łukiem węglowym wpływa na wydajność połączeń spawanych bez negatywnych skutków.

Przy tej samej wydajności procesu, do stali klasy 15MnV zalicza się również stal 15MnTi, 15MnVCu, 15MnVRE, 15MnNTiCu itp.

●09Mn2Cu, 09Mn2.ten rodzaj stali ma lepszą wydajność tłoczenia na zimno.Proces walcowania na zimno blachy stalowej o grubości 09Mn2Cu, 09Mn2, 09Mn2Si, proces prasowania na gorąco, cięcie gazowe, struganie łukiem węglowym, prostowanie płomieniowe i Q235.

●18MnMoNb.Wrażliwość na karb tego typu stali jest duża, cięcie płomieniowe nacięcia ma tendencję do twardnienia, aby zapobiec pękaniu przy zginaniu, należy ciąć gazowo blachę stalową przy izolacji 580℃ 1h, wyżarzanie odprężające.

Wydajność procesu stali nierdzewnej

Istnieje wiele rodzajów stali nierdzewnej, według składu chemicznego można je podzielić na dwie kategorie, a mianowicie stal chromową i stal niklowo-chromową.Stal chromowa zawiera dużą ilość chromu lub zawiera niewielką ilość niklu, tytanu i innych pierwiastków;stal niklowo-chromowa zawiera dużą ilość chromu i niklu lub zawiera niewielką ilość tytanu, molibdenu i innych pierwiastków.Według różnych organizacji metalograficznych dzieli się je na kilka kategorii, takich jak austenityczne, ferrytyczne i martenzytyczne.Ze względu na różny skład chemiczny i organizację metalograficzną, właściwości mechaniczne różnych rodzajów stali nierdzewnej, właściwości chemiczne i właściwości fizyczne również mają dużą różnicę, tak że trudność procesu stosowania stali nierdzewnej stosunkowo wzrosła.

Powszechnie stosowane są dwa rodzaje stali nierdzewnej.

Kategoria A: martenzytyczna stal chromowa, taka jak 1Cr 13, 2Crl 3, 3Crl 3, 4Crl 3 itp.

Kategoria B: należy do austenitycznej stali niklowo-chromowej, takiej jak 1Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni9 itp.

Powyższe dwa rodzaje stali nierdzewnej mają następujące właściwości przetwórcze.

●W celu uzyskania dobrej plastyczności należy doprowadzić materiał do stanu miękkiego, czyli poddać go obróbce cieplnej.Obróbka cieplna zmiękczająca stali nierdzewnej klasy A to wyżarzanie, obróbka cieplna zmiękczająca stali nierdzewnej klasy B to hartowanie.

● W stanie miękkim właściwości mechaniczne obu rodzajów stali nierdzewnej mają dobrą przetwarzalność, zwłaszcza przy dobrej przetwarzalności odkształcenia przy tłoczeniu, odpowiednie do odkształcenia podstawowego procesu tłoczenia, ale właściwości materiałowe stali nierdzewnej w porównaniu ze zwykłą stalą węglową, jest bardzo różny, nawet jeśli jest to stal nierdzewna do głębokiego tłoczenia, plastyczność pionowa właściwości anizotropowych o wartości jest znacznie niższa niż w przypadku zwykłej stali węglowej, a jednocześnie, ze względu na wysoką granicę plastyczności, praca na zimno Hartowanie jest poważne , więc nie tylko w procesie głębokiego tłoczenia łatwo jest wytworzyć zmarszczki, a materiał płyty we wklęsłym narożniku matrycy powoduje odkształcenie zginania i odwrotnego zginania spowodowane odbiciem, często w bocznej ścianie części, tworząc wgłębienie lub ugięcie .Dlatego do głębokiego tłoczenia stali nierdzewnej konieczna jest bardzo duża siła ściskająca i staranne dopasowanie formy.

Ze względu na zjawisko hartowania na zimno stali nierdzewnej jest bardzo silne, głębokie tłoczenie łatwo powoduje powstawanie zmarszczek, dlatego w rzeczywistym procesie operacyjnym należy podjąć niektóre z następujących działań, aby zapewnić płynne działanie głębokiego tłoczenia: ogólnie w każdym głębokim ciągnienie po wyżarzaniu pośrednim, stal nierdzewna nie jest podobna do stali miękkiej, którą można wykonać 3 ~ 5 razy w przypadku wyżarzania pośredniego, zwykle po każdym głębokim ciągnieniu do wyżarzania pośredniego;odkształcenie dużych, głęboko tłoczonych części, ostateczne Po głębokim tłoczeniu i formowaniu, po którym następuje eliminacja resztkowej obróbki cieplnej naprężeń wewnętrznych, w przeciwnym razie części głęboko tłoczone spowodują pęknięcia, naprężenia wewnętrzne w specyfikacji obróbki cieplnej to ogrzewanie ze stali nierdzewnej temperatura 250 ~ 400 ℃, B temperatura ogrzewania stali nierdzewnej 350 ~ 450 ℃, a następnie w powyższej temperaturze izolacji 1 ~ 3h;stosując metodę ciągnienia na ciepło można uzyskać lepsze wyniki techniczne i ekonomiczne, na przykład dla stali nierdzewnej 1Cr18Ni9 podgrzanej do 80 ~ 120 ℃, może zmniejszyć utwardzanie materiału i szczątkowe naprężenia wewnętrzne, poprawić stopień odkształcenia głębokiego tłoczenia, zmniejszyć współczynnik ciągnienia.Ale austenityczna stal nierdzewna podgrzana do wyższej temperatury (300 ~ 700 ℃) i nie może dalej ulepszać procesu tłoczenia.W przypadku głębokiego tłoczenia skomplikowanych części należy wybrać prasę hydrauliczną, zwykłą prasę hydrauliczną i inny sprzęt, aby pod wpływem odkształcenia nie występowała duża prędkość głębokiego tłoczenia (około 0,15 ~ 0,25 m/s) i można było uzyskać lepsze wyniki .

●W porównaniu ze stalą węglową lub metalami nieżelaznymi, inną cechą tłoczenia stali nierdzewnej jest duża siła odkształcenia i duży odskok sprężysty.Dlatego też, aby zapewnić dokładność wielkości i kształtu wytłoczonych części, czasami konieczne jest zwiększenie przycinania, korekta i niezbędna obróbka cieplna.

●Granica plastyczności austenitycznej stali nierdzewnej różni się znacznie w zależności od jej odmiany, dlatego też w procesie ścinania i formowania należy zwracać uwagę na wydajność sprzętu przetwarzającego.

Wydajność procesu metali nieżelaznych i stopów

W przypadku metali nieżelaznych i stopów w procesie formowania w kontakcie z urządzeniami wyższe wymagania mają gładkość powierzchni form.

●Miedź i stopy miedzi.Powszechnie stosowanymi stopami miedzi i miedzi są czysta miedź, mosiądz i brąz.Czysta miedź i mosiądz gatunków H62 i H68, proces tłoczenia jest dobry, w porównaniu do H62 niż H68, które utwardza ​​się na zimno bardziej intensywnie.

Brąz jest używany do zabezpieczania przed korozją, sprężyn i części odpornych na zużycie, a jego właściwości różnią się znacznie w zależności od gatunku.Ogólnie rzecz biorąc, brąz jest słabszy od mosiądzu pod względem tłoczenia, a brąz jest mocniejszy od mosiądzu przy hartowaniu na zimno, co wymaga częstego wyżarzania pośredniego.

Większość mosiądzu i brązu w stanie gorącym (600 ~ 800 ℃ poniżej) ma dobry proces tłoczenia, ale ogrzewanie spowoduje wiele niedogodności w produkcji, a miedź i wiele stopów miedzi w stanie 200 ~ 400 ℃ , ale plastyczność niż temperatura pokojowa ma dużą redukcję i dlatego generalnie nie stosuje się tłoczenia na gorąco.

●Stopy aluminium.Stopy aluminium powszechnie stosowane w elementach blaszanych to głównie aluminium twarde, aluminium nierdzewne i aluminium kute.

Aluminium odporne na rdzę to głównie stop aluminium-mangan lub aluminium-magnez, efekt obróbki cieplnej jest bardzo słaby, jedynie poprzez hartowanie na zimno w celu poprawy wytrzymałości, ma umiarkowaną wytrzymałość i doskonałą plastyczność i odporność na korozję.Twarde aluminium i aluminium kute to stopy aluminium, które można wzmocnić poprzez obróbkę cieplną.Większość aluminium kutego to stop aluminium, magnezu i krzemu, o dużej wytrzymałości w stanie gorącym, słabym działaniu wzmacniającym po obróbce cieplnej i dobrej plastyczności w stanie wyżarzonym, nadającym się do obróbki tłoczeniem i kuciem.Twarde aluminium to stop aluminium, miedzi i magnezu o dużej wytrzymałości i dobrym działaniu wzmacniającym po obróbce cieplnej.

Aluminium nierdzewne można wyżarzać w celu uzyskania maksymalnej plastyczności, natomiast aluminium twarde i aluminium kute można wyżarzać i hartować w celu uzyskania maksymalnej plastyczności.Mają wyższą plastyczność w stanie hartowanym i lepsze ogólne właściwości mechaniczne przy tłoczeniu, dzięki czemu proces tłoczenia jest lepszy niż w stanie wyżarzonym.

Twarde aluminium i kute aluminium należą do obróbki cieplnej, która może wzmocnić stop aluminium, mają tę cechę, że po hartowaniu z upływem czasu stopniowo wzmacniają się, zjawisko to nazywa się „wzmocnieniem starzenia”.Umacnianie wieku wiąże się z pewnym procesem rozwojowym, a tempo rozwoju jest różne w zależności od stopnia.Ponieważ te stopy aluminium mają właściwości wzmacniania starzeniowego, proces tłoczenia tych stopów aluminium musi zostać zakończony przed zakończeniem rozwoju umocnienia starzeniowego, zazwyczaj warsztat wymaga zakończenia procesu w ciągu 1,5 godziny po hartowaniu.

W stopach aluminium stopy aluminium i magnezu (głównie aluminium nierdzewne) są silniej utwardzane na zimno, dlatego w przypadku stosowania takich materiałów do produkcji skomplikowanych części zwykle stosuje się 1 do 3-krotne wyżarzanie pośrednie.Po głębokim tłoczeniu i formowaniu przeprowadza się końcowe wyżarzanie w celu wyeliminowania naprężeń wewnętrznych.

Aby poprawić przetwarzalność, tłoczenie stosuje się również przy produkcji stopów aluminium w stanie ciepłym.Tłoczenie na ciepło jest najczęściej stosowane w przypadku materiałów hartowanych na zimno.Po wygrzaniu (około 100-200°C) materiał zachowuje część swoich właściwości hartowniczych na zimno oraz poprawia swoją plastyczność, co poprawia stopień odkształcenia tłoczenia i dokładność wymiarową wytłoczonych części.

Podczas tłoczenia na gorąco należy ściśle kontrolować temperaturę ogrzewania, zbyt niska spowoduje pęknięcia tłoczonych części, zbyt wysoka spowoduje gwałtowny spadek wytrzymałości, a także pęknięcia.Podczas procesu tłoczenia wypukła matryca ma tendencję do przegrzewania się, a po przekroczeniu określonej temperatury powoduje silne zmiękczenie materiału do tłoczenia i pękanie głęboko tłoczonej części.Utrzymywanie temperatury wypukłej matrycy na poziomie mniejszym niż 50 ~ 75 ° C może poprawić stopień odkształcenia głębokiego tłoczenia na ciepło.Do tłoczenia na gorąco należy stosować specjalne smary odporne na wysoką temperaturę.

●Tytan i stopy tytanu.Tytan i stopy tytanu są mniej przetwarzalne, mają wyższą wytrzymałość, duże siły odkształcenia i silne hartowanie na zimno i są najczęściej używane do tłoczenia na gorąco, z wyjątkiem kilku gatunków, które można tłoczyć na zimno w przypadku części o niewielkim odkształceniu.Temperatura ogrzewania przy tłoczeniu na gorąco jest wysoka (300–750°C) i zmienia się w zależności od gatunku.Zbyt wysoka temperatura nagrzewania powoduje, że materiał staje się kruchy i nie sprzyja tłoczeniu.Ponieważ tytan jest pierwiastkiem bardzo aktywnym chemicznie, temperatura wymagana do chemii tlenu, wodoru i azotu nie jest wysoka, a związki powstające z tlenem, wodorem i azotem są głównymi czynnikami powodującymi kruchość, dlatego też ogrzewanie tytanu i azotu stopy są ściśle ograniczone.Jeżeli wymagana jest obróbka w wysokiej temperaturze, należy ją przeprowadzić w gazie ochronnym lub w całkowicie zabezpieczonym, szczelnym opakowaniu zapewniającym integralne ogrzewanie.Przy obróbce części tłoczonych z tytanu i stopów tytanu należy przyjąć możliwie najniższą prędkość tłoczenia.

Ponadto tytan można ciąć metodami mechanicznymi, takimi jak piłowanie, cięcie wodą pod wysokim ciśnieniem, tokarka, obrabiarki do cięcia rur itp., prędkość piłowania powinna być niska, nigdy nie należy używać płomienia tlenowo-acetylenowego i innego cięcia gazowego poprzez ogrzewanie , ale również nie należy używać piły tarczowej, aby uniknąć strefy wpływu ciepła nacięcia przez zanieczyszczenie gazem, jednocześnie nacięcie na zadziorach jest zbyt duże, ale także w celu zwiększenia procesu obróbki zadziorów.

Rury z tytanu i stopu tytanu mogą być gięte na zimno, ale zjawisko odbicia jest oczywiste, zwykle w temperaturze pokojowej jest dwa do trzech razy większe niż w przypadku stali nierdzewnej, dlatego też gięcie rur tytanowych na zimno w celu poradzenia sobie z wielkością odbicia, ponadto Promień gięcia na zimno rur tytanowych nie powinien być mniejszy niż 3,5-krotność zewnętrznej średnicy rury.Gięcie na zimno, aby zapobiec miejscowemu pojawieniu się bardzo słabej eliptyczności lub zjawisku marszczenia, można wypełnić rurę suchym piaskiem rzecznym i ubić młotkiem drewnianym lub młotkiem miedzianym.Giętarka do gięcia na zimno, należy dodać trzpień.Podczas gięcia na gorąco temperatura podgrzewania powinna wynosić od 200 do 300 ℃.

Do zaginania kołnierzy 90° należy stosować 30°, 60°, 90° trzy zestawy form dociskanych etapami, aby uniknąć pęknięć.