Dây chuyền sản xuất dập nóng tốc độ cao cho thép cường độ cao (Nhôm)
Các tính năng chính
Dây chuyền sản xuất được thiết kế nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất phụ tùng ô tô thông qua ứng dụng công nghệ dập nóng.Quá trình này, được gọi là dập nóng ở châu Á và ép cứng ở châu Âu, bao gồm việc nung vật liệu trống đến nhiệt độ cụ thể và sau đó ép nó vào các khuôn tương ứng bằng công nghệ ép thủy lực trong khi duy trì áp suất để đạt được hình dạng mong muốn và trải qua quá trình biến đổi pha của vật liệu kim loại.Kỹ thuật dập nóng có thể được phân loại thành phương pháp dập nóng trực tiếp và gián tiếp.
Thuận lợi
Một trong những ưu điểm chính của các thành phần kết cấu được dập nóng là khả năng tạo hình tuyệt vời, cho phép tạo ra các hình học phức tạp với độ bền kéo đặc biệt.Độ bền cao của các bộ phận được dập nóng cho phép sử dụng các tấm kim loại mỏng hơn, giảm trọng lượng của các bộ phận trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc và hiệu suất va chạm.Các ưu điểm khác bao gồm:
Giảm hoạt động nối:Công nghệ dập nóng giúp giảm nhu cầu thực hiện các hoạt động hàn hoặc buộc chặt kết nối, giúp cải thiện hiệu quả và nâng cao tính toàn vẹn của sản phẩm.
Giảm thiểu hiện tượng giật ngược và cong vênh:Quá trình dập nóng giảm thiểu các biến dạng không mong muốn, chẳng hạn như độ đàn hồi và cong vênh của bộ phận, đảm bảo độ chính xác về kích thước và giảm nhu cầu gia công lại.
Ít khuyết tật bộ phận hơn:Các bộ phận được dập nóng có ít khuyết tật hơn, chẳng hạn như vết nứt và vết nứt so với phương pháp tạo hình nguội, dẫn đến chất lượng sản phẩm được cải thiện và giảm chất thải.
Trọng tải ép thấp hơn:Dập nóng giúp giảm trọng tải ép cần thiết so với kỹ thuật tạo hình nguội, dẫn đến tiết kiệm chi phí và tăng hiệu quả sản xuất.
Tùy chỉnh thuộc tính vật liệu:Công nghệ dập nóng cho phép tùy chỉnh các đặc tính vật liệu dựa trên các khu vực cụ thể của bộ phận, tối ưu hóa hiệu suất và chức năng.
Cải tiến cấu trúc vi mô nâng cao:Dập nóng mang lại khả năng nâng cao cấu trúc vi mô của vật liệu, giúp cải thiện tính chất cơ học và tăng độ bền của sản phẩm.
Các bước sản xuất hợp lý:Dán tem nóng loại bỏ hoặc giảm bớt các bước sản xuất trung gian, dẫn đến quy trình sản xuất được đơn giản hóa, nâng cao năng suất và thời gian sản xuất ngắn hơn.
Ứng dụng sản phẩm
Dây chuyền sản xuất dập nóng tốc độ cao bằng thép cường độ cao (nhôm) được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận thân xe màu trắng của ô tô.Điều này bao gồm các cụm trụ, thanh cản, dầm cửa và cụm ray trên nóc được sử dụng trong xe chở khách.Ngoài ra, việc sử dụng các hợp kim tiên tiến nhờ quá trình dập nóng đang ngày càng được khám phá trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, quốc phòng và các thị trường mới nổi.Những hợp kim này mang lại lợi ích về độ bền cao hơn và giảm trọng lượng mà khó đạt được bằng các phương pháp tạo hình khác.
Tóm lại, Dây chuyền sản xuất dập nóng tốc độ cao bằng thép cường độ cao (Nhôm) đảm bảo sản xuất chính xác và hiệu quả các bộ phận thân ô tô có hình dạng phức tạp.Với khả năng định hình vượt trội, giảm thiểu thao tác nối, giảm thiểu khuyết tật và nâng cao đặc tính vật liệu, dây chuyền sản xuất này mang lại nhiều lợi thế.Các ứng dụng của nó mở rộng sang việc sản xuất các bộ phận thân xe màu trắng cho xe chở khách và mang lại những lợi ích tiềm năng trong ngành hàng không vũ trụ, quốc phòng và các thị trường mới nổi.Đầu tư vào Dây chuyền sản xuất dập nóng tốc độ cao bằng thép cường độ cao (Nhôm) để đạt được hiệu suất, năng suất vượt trội và lợi thế về thiết kế nhẹ trong ngành công nghiệp ô tô và các ngành liên quan
Dập nóng là gì?
Dập nóng, còn được gọi là ép cứng ở Châu Âu và tạo hình ép nóng ở Châu Á, là một phương pháp tạo hình vật liệu trong đó phôi được nung nóng đến một nhiệt độ nhất định, sau đó được dập và làm nguội dưới áp suất trong khuôn tương ứng để đạt được hình dạng mong muốn và tạo cảm ứng. sự biến đổi pha trong vật liệu kim loại.Công nghệ dập nóng liên quan đến việc nung nóng các tấm thép boron (có cường độ ban đầu 500-700 MPa) đến trạng thái austenitizing, nhanh chóng chuyển chúng sang khuôn để dập tốc độ cao và làm nguội bộ phận bên trong khuôn ở tốc độ làm nguội lớn hơn 27° C/s, sau đó là thời gian giữ dưới áp lực, để thu được các cấu kiện thép cường độ cực cao với cấu trúc martensitic đồng nhất.
Ưu điểm của dập nóng
Cải thiện độ bền kéo cuối cùng và khả năng hình thành các hình học phức tạp.
Giảm trọng lượng các bộ phận bằng cách sử dụng tấm kim loại mỏng hơn trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc và hiệu suất khi va chạm.
Giảm nhu cầu tham gia các hoạt động như hàn hoặc buộc chặt.
Giảm thiểu tối đa phần lò xo lùi và cong vênh.
Ít khuyết tật bộ phận hơn như vết nứt và tách.
Yêu cầu về trọng tải ép thấp hơn so với tạo hình nguội.
Khả năng điều chỉnh các đặc tính vật liệu dựa trên các vùng bộ phận cụ thể.
Cấu trúc vi mô nâng cao cho hiệu suất tốt hơn.
Quy trình sản xuất được sắp xếp hợp lý với ít bước vận hành hơn để có được thành phẩm.
Những ưu điểm này góp phần nâng cao hiệu quả, chất lượng và hiệu suất tổng thể của các bộ phận kết cấu được dập nóng.
Thêm chi tiết về dập nóng
1. Dập nóng và dập nguội
Dập nóng là một quá trình tạo hình được thực hiện sau khi làm nóng trước tấm thép, trong khi dập nguội là quá trình dập trực tiếp tấm thép mà không cần làm nóng trước.
Dập nguội có những ưu điểm rõ ràng so với dập nóng.Tuy nhiên, nó cũng bộc lộ một số nhược điểm.Do quá trình dập nguội gây ra ứng suất cao hơn so với quá trình dập nóng, các sản phẩm được dập nguội dễ bị nứt và tách hơn.Vì vậy, cần có thiết bị dập chính xác để dập nguội.
Dập nóng liên quan đến việc làm nóng tấm thép đến nhiệt độ cao trước khi dập và đồng thời làm nguội trong khuôn.Điều này dẫn đến sự biến đổi hoàn toàn cấu trúc vi mô của thép thành martensite, mang lại cường độ cao từ 1500 đến 2000 MPa.Do đó, các sản phẩm được dán tem nóng thể hiện độ bền cao hơn so với các sản phẩm được dán tem nguội.
2. Quy trình dập nóng
Dập nóng, còn được gọi là "làm cứng báo chí", liên quan đến việc nung nóng một tấm có độ bền cao với cường độ ban đầu là 500-600 MPa ở nhiệt độ từ 880 đến 950°C.Tấm được gia nhiệt sau đó nhanh chóng được dập và làm nguội trong khuôn, đạt tốc độ làm nguội 20-300°C/s.Sự biến đổi austenite thành martensite trong quá trình dập nguội giúp tăng cường đáng kể độ bền của linh kiện, cho phép sản xuất các bộ phận được dập với cường độ lên tới 1500 MPa. Kỹ thuật dập nóng có thể được phân thành hai loại: dập nóng trực tiếp và dập nóng gián tiếp:
Trong quá trình dập nóng trực tiếp, phôi đã được làm nóng trước được đưa trực tiếp vào khuôn đóng để dập và dập tắt.Các quy trình tiếp theo bao gồm làm mát, cắt cạnh và đục lỗ (hoặc cắt laser) và làm sạch bề mặt.
Fiture1: chế độ xử lý dập nóng - dập nóng trực tiếp
Trong quy trình dập nóng gián tiếp, bước tạo hình trước khi tạo hình nguội được thực hiện trước khi bước vào các công đoạn gia nhiệt, dập nóng, cắt tỉa cạnh, đục lỗ và làm sạch bề mặt.
Sự khác biệt chính giữa quá trình dập nóng gián tiếp và quá trình dập nóng trực tiếp nằm ở việc bao gồm bước tạo hình nguội trước khi gia nhiệt theo phương pháp gián tiếp.Trong quá trình dập nóng trực tiếp, tấm kim loại được đưa trực tiếp vào lò gia nhiệt, trong khi ở phương pháp dập nóng gián tiếp, bộ phận tạo hình nguội được đưa vào lò gia nhiệt.
Quy trình dập nóng gián tiếp thường bao gồm các bước sau:
Tạo hình trước lạnh - Gia nhiệt - Dập nóng - Cắt cạnh và đục lỗ - Làm sạch bề mặt
Fiture2: chế độ xử lý dập nóng - dập nóng gián tiếp
3. Thiết bị chính để dập nóng bao gồm lò gia nhiệt, máy ép tạo hình nóng và khuôn dập nóng
Lò sưởi:
Lò sưởi được trang bị khả năng sưởi ấm và kiểm soát nhiệt độ.Nó có khả năng làm nóng các tấm cường độ cao đến nhiệt độ kết tinh lại trong một thời gian xác định, đạt được trạng thái austenit.Nó cần có khả năng thích ứng với các yêu cầu sản xuất liên tục tự động quy mô lớn.Vì phôi được gia nhiệt chỉ có thể được xử lý bằng robot hoặc cánh tay cơ khí nên lò yêu cầu tải và dỡ tải tự động với độ chính xác định vị cao.Ngoài ra, khi nung các tấm thép không phủ, cần cung cấp khả năng bảo vệ khí để ngăn chặn quá trình oxy hóa bề mặt và khử cacbon của phôi thép.
Máy ép tạo hình nóng:
Máy ép là cốt lõi của công nghệ dập nóng.Nó cần phải có khả năng dập và giữ nhanh, cũng như được trang bị hệ thống làm mát nhanh.Độ phức tạp kỹ thuật của máy ép tạo hình nóng vượt xa so với máy ép dập nguội thông thường.Hiện nay, chỉ có một số công ty nước ngoài làm chủ được công nghệ thiết kế, chế tạo những loại máy ép này và đều phải phụ thuộc vào nhập khẩu nên giá thành đắt đỏ.
Khuôn dập nóng:
Khuôn dập nóng thực hiện cả hai giai đoạn tạo hình và dập tắt.Ở giai đoạn tạo hình, sau khi phôi được đưa vào khoang khuôn, khuôn sẽ nhanh chóng hoàn thành quá trình dập để đảm bảo hoàn thành quá trình hình thành bộ phận trước khi vật liệu trải qua quá trình biến đổi pha martensitic.Sau đó, nó bước vào giai đoạn làm nguội và làm nguội, trong đó nhiệt từ phôi bên trong khuôn được truyền liên tục vào khuôn.Các ống làm mát được bố trí trong khuôn ngay lập tức loại bỏ nhiệt thông qua chất làm mát đang chảy.Quá trình biến đổi martensitic-austenit bắt đầu khi nhiệt độ phôi giảm xuống 425°C.Quá trình biến đổi giữa martensite và austenite kết thúc khi nhiệt độ đạt tới 280°C và phôi được lấy ra ở 200°C.Vai trò của việc giữ khuôn là ngăn chặn sự giãn nở và co lại nhiệt không đều trong quá trình tôi, điều này có thể dẫn đến những thay đổi đáng kể về hình dạng và kích thước của bộ phận, dẫn đến phế liệu.Ngoài ra, nó còn tăng cường hiệu suất truyền nhiệt giữa phôi và khuôn, thúc đẩy quá trình làm nguội và làm mát nhanh chóng.
Tóm lại, thiết bị chính để dập nóng bao gồm lò gia nhiệt để đạt được nhiệt độ mong muốn, máy ép tạo hình nóng để dập và giữ nhanh với hệ thống làm mát nhanh và khuôn dập nóng thực hiện cả giai đoạn tạo hình và dập tắt để đảm bảo hình thành bộ phận thích hợp. và làm mát hiệu quả.
Tốc độ làm nguội không chỉ ảnh hưởng đến thời gian sản xuất mà còn ảnh hưởng đến hiệu suất chuyển đổi giữa austenite và martensite.Tốc độ làm nguội xác định loại cấu trúc tinh thể nào sẽ được hình thành và có liên quan đến hiệu ứng làm cứng cuối cùng của phôi.Nhiệt độ làm mát tới hạn của thép boron là khoảng 30oC / giây và chỉ khi tốc độ làm mát vượt quá nhiệt độ làm mát tới hạn thì sự hình thành cấu trúc martensitic mới có thể được thúc đẩy ở mức độ lớn nhất.Khi tốc độ làm nguội nhỏ hơn tốc độ làm nguội tới hạn, các cấu trúc không chứa martensitic như bainite sẽ xuất hiện trong cấu trúc kết tinh phôi.Tuy nhiên, tốc độ làm mát càng cao thì càng tốt, tốc độ làm mát càng cao sẽ dẫn đến nứt các bộ phận được tạo hình và cần xác định phạm vi tốc độ làm mát hợp lý theo thành phần vật liệu và điều kiện xử lý của các bộ phận.
Do thiết kế của ống làm mát liên quan trực tiếp đến kích thước của tốc độ làm mát nên ống làm mát thường được thiết kế theo quan điểm hiệu suất truyền nhiệt tối đa, do đó hướng của ống làm mát được thiết kế phức tạp hơn và khó thực hiện. để có được bằng cách khoan cơ học sau khi hoàn thành việc đúc khuôn.Để tránh bị hạn chế bởi quá trình gia công cơ học, phương pháp dự trữ kênh nước trước khi đúc khuôn thường được lựa chọn.
Bởi vì nó hoạt động trong thời gian dài ở 200oC đến 880 ~ 950oC trong điều kiện xen kẽ nóng và lạnh khắc nghiệt, vật liệu khuôn dập nóng phải có độ cứng kết cấu và độ dẫn nhiệt tốt, đồng thời có thể chống lại ma sát nhiệt mạnh do phôi thép tạo ra ở nhiệt độ cao và hiệu ứng mài mòn của các hạt lớp oxit rơi xuống.Ngoài ra, vật liệu khuôn cũng phải có khả năng chống ăn mòn tốt đối với chất làm mát để đảm bảo đường ống làm mát chảy trơn tru.
Cắt tỉa và xỏ lỗ
Do độ bền của các bộ phận sau khi dập nóng đạt khoảng 1500MPa, nên nếu sử dụng phương pháp cắt và đột dập, yêu cầu về trọng tải của thiết bị sẽ lớn hơn và độ mòn của lưỡi cắt khuôn là nghiêm trọng.Vì vậy, các bộ phận cắt laser thường được sử dụng để cắt các cạnh và lỗ.
4. Các loại thép dập nóng phổ biến
Hiệu suất trước khi dập
Hiệu suất sau khi dập
Hiện nay, loại thép dập nóng phổ biến là B1500HS.Độ bền kéo trước khi dập thường nằm trong khoảng 480-800MPa, sau khi dập, độ bền kéo có thể đạt tới 1300-1700MPa.Điều đó có nghĩa là, độ bền kéo của tấm thép 480-800MPa, thông qua quá trình tạo hình dập nóng, có thể đạt được độ bền kéo khoảng 1300-1700MPa các bộ phận.
5. Việc sử dụng thép dập nóng
Việc áp dụng các bộ phận dập nóng có thể cải thiện đáng kể độ an toàn khi va chạm của ô tô và nhận ra trọng lượng nhẹ của thân ô tô màu trắng.Hiện nay, công nghệ dập nóng đã được áp dụng cho các bộ phận thân màu trắng của ô tô du lịch, chẳng hạn như ô tô, trụ A, trụ B, cản, dầm cửa, ray nóc và các bộ phận khác. Xem hình 3 bên dưới để biết ví dụ về các bộ phận phù hợp với ánh sáng -cân nặng.
Hình 3:Các bộ phận thân màu trắng thích hợp cho việc dập nóng
Hình 4: Máy móc jiangdong Dây chuyền ép dập nóng 1200 tấn
Hiện tại, các giải pháp dây chuyền sản xuất máy ép thủy lực dập nóng JIANGDONG MACHINERY đã rất trưởng thành và ổn định, trong lĩnh vực tạo hình dập nóng của Trung Quốc thuộc hàng đầu, và với tư cách là phó chủ tịch chi nhánh máy móc rèn của Hiệp hội máy công cụ Trung Quốc cũng như các đơn vị thành viên của Ủy ban Tiêu chuẩn Máy rèn Trung Quốc, chúng tôi cũng đã thực hiện công việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ dập nóng thép và nhôm tốc độ siêu cao quốc gia, đã đóng một vai trò to lớn trong việc thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp dập nóng ở Trung Quốc và thậm chí cả thế giới .
