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 để tối ưu hóa quá trình sản xuất các bộ phận ô tô thông qua việc áp dụng công nghệ dập nóng. Quá trình này, được gọi là dập nóng ở châu Á và làm cứng ấn ở châu Âu, liên quan đến việc làm nóng vật liệu trống đến nhiệt độ cụ thể và sau đó nhấn nó vào các khuôn tương ứng bằng công nghệ báo chí thủy lực trong khi vẫn duy trì áp lực 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 các phương pháp dập trực tiếp và gián tiếp.
Thuận lợi
Một trong những ưu điểm chính của các thành phần cấu trúc được đóng dấu nóng là khả năng định dạng tuyệt vời của chúng, cho phép sản xuất các hình học phức tạp với độ bền kéo đặc biệt. Độ bền cao của các bộ phận được đóng dấu nóng cho phép sử dụng các tấm kim loại mỏng hơn, giảm trọng lượng của các thành phần trong khi duy trì tính toàn vẹn cấu trúc và hiệu suất sự cố. Những lợi thế khác bao gồm:
Giảm các hoạt động nối:Công nghệ dập nóng làm giảm nhu cầu hàn hoặc buộc các hoạt động kết nối, dẫn đến hiệu quả cải thiện và tính toàn vẹn sản phẩm nâng cao.
Tối thiểu hóa Springback và Warpage:Quá trình dập nóng giảm thiểu các biến dạng không mong muốn, chẳng hạn như một phần Springback và Warpage, đảm bảo độ chính xác chiều chính xác và giảm nhu cầu làm lại thêm.
Ít khuyết điểm hơn:Các bộ phận được đóng dấu nóng thể hiện ít khiếm khuyết hơn, chẳng hạn như vết nứt và phân tách, so với các phương pháp hình thành lạnh, dẫn đến chất lượng sản phẩm được cải thiện và giảm chất thải.
Trọng tải báo chí thấp hơn:Việc dập nóng làm giảm trọng tải báo chí cần thiết so với các kỹ thuật hình thành lạnh, dẫn đến tiết kiệm chi phí và tăng hiệu quả sản xuất.
Tùy chỉnh các thuộc tính vật liệu:Công nghệ dập nóng cho phép tùy chỉnh các thuộc tính vật liệu dựa trên các lĩnh vực cụ thể của bộ phận, tối ưu hóa hiệu suất và chức năng.
Cải thiện cấu trúc vi mô nâng cao:Việc dập nóng cung cấp khả năng để tăng cường cấu trúc vi mô của vật liệu, dẫn đến các tính chất cơ học được cải thiện và tăng độ bền của sản phẩm.
Các bước sản xuất hợp lý:Việc dập nóng giúp loại bỏ hoặc giảm các bước sản xuất trung gian, dẫn đến một quy trình sản xuất đơn giản hóa, nâng cao năng suất và thời gian dẫn ngắn hơn.
Ứng dụng sản phẩm
Dây chuyền sản xuất dập nóng tốc độ cao (nhôm) cao cấp tìm thấy ứng dụng rộng trong sản xuất các bộ phận cơ thể màu trắng ô tô. Điều này bao gồm lắp ráp trụ cột, cản, dầm cửa và các cụm đường sắt được sử dụng trong xe chở khách. Ngoài ra, việc sử dụng các hợp kim tiên tiến được kích hoạt bằng cách 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 cung cấp những lợi thế của sức mạnh cao hơn và giảm trọng lượng rất khó đạt được thông qua các phương pháp hình thành khác.
Tóm lại, dây chuyền sản xuất dập bóng nóng tốc độ cao (nhôm) có tốc độ cao đảm bảo sản xuất chính xác và hiệu quả các bộ phận cơ thể ô tô hình phức tạp. Với khả năng định dạng vượt trội, giảm hoạt động nối, khiếm khuyết giảm thiểu và các đặc tính vật liệu nâng cao, dây chuyền sản xuất này cung cấp nhiều lợi thế. Các ứng dụng của nó mở rộng cho việc sản xuất các bộ phận cơ thể màu trắng cho xe chở khách và mang lại lợi ích tiềm năng trong hàng không vũ trụ, quốc phòng và các thị trường mới nổi. Đầu tư vào dây chuyền sản xuất dập nóng tốc độ cao (nhôm) cao cấp để đạt được hiệu suất, năng suất và thiết kế nhẹ trong các ngành công nghiệp ô tô và đồng minh
Tấm dập nóng là gì?
Việc dập nóng, còn được gọi là làm cứng báo chí ở châu Âu và báo chí nóng hình thành ở châu Á, là một phương pháp hình thành vật liệu trong đó một khoảng trống được làm nóng đến một nhiệt độ nhất định và sau đó được đóng dấu và dập tắt dưới áp lực trong khuôn tương ứng để đạt được hình dạng mong muốn và tạo ra sự biến đổi pha trong vật liệu kim loại. Công nghệ dập nóng liên quan đến việc sưởi ấm các tấm thép boron (với cường độ ban đầu là 500-700 MPa) sang trạng thái Austenitizing, nhanh chóng chuyển chúng sang khuôn để dập tốc độ cao và dập tắt phần trong khuôn với tốc độ làm mát lớn hơn 27 ° C/s, sau khi giữ được áp suất.
Những lợi thế của việc dập nóng
Cải thiện độ bền kéo cuối cùng và khả năng hình thành hình học phức tạp.
Giảm trọng lượng thành phần bằng cách sử dụng kim loại tấm mỏng hơn trong khi duy trì tính toàn vẹn cấu trúc và hiệu suất sự cố.
Giảm nhu cầu tham gia các hoạt động như hàn hoặc buộc.
Giảm thiểu một phần mùa xuân trở lại và cong vênh.
Ít lỗi hơn như các lỗi như vết nứt và chia tách.
Yêu cầu trọng tải báo chí thấp hơn so với hình thành lạnh.
Khả năng điều chỉnh các thuộc tính vật liệu dựa trên các vùng phần cụ thể.
Tăng cường cấu trúc vi mô cho hiệu suất tốt hơn.
Quy trình sản xuất hợp lý với các bước hoạt động ít hơn để có được thành phẩm.
Những lợi thế này góp phần vào hiệu quả, chất lượng và hiệu suất tổng thể của các thành phần cấu trúc được đóng dấu nóng.
Thông tin chi tiết về dập nóng
1. bao vây dập vs dập lạnh
Việc dập nóng là một quá trình hình thành được thực hiện sau khi làm nóng tấm thép, trong khi dập lạnh đề cập đến việc dập trực tiếp tấm thép mà không làm nóng trước.
Dấu lạnh có lợi thế rõ ràng so với dập nóng. Tuy nhiên, nó cũng thể hiện một số nhược điểm. Do những căng thẳng cao hơn gây ra bởi quá trình dập lạnh so với dập nóng, các sản phẩm đóng dấu lạnh dễ bị nứt và tách hơn. Do đó, thiết bị dập chính xác là cần thiết để dập lạnh.
Việc dập nóng liên quan đến việc làm nóng tấm thép đến nhiệt độ cao trước khi dập và đồng thời dập tắt trong khuôn. Điều này dẫn đến sự chuyển đổi hoàn toàn cấu trúc của thép thành martensite, dẫn đến cường độ cao từ 1500 đến 2000 MPa. Do đó, các sản phẩm đóng dấu nóng thể hiện cường độ cao hơn so với các đối tác đóng dấu lạnh.
2. dòng chảy quá trình dập
Việc dập nóng, còn được gọi là "làm cứng", liên quan đến việc làm nóng một tấm cường độ cao với cường độ ban đầu là 500-600 MPa đến nhiệt độ trong khoảng từ 880 đến 950 ° C. Tấm nóng sau đó được đóng dấu nhanh chóng và dập tắt trong khuôn, đạt được tốc độ làm mát 20-300 ° C/s. Việc chuyển đổi austenite thành martensite trong quá trình làm giảm đáng kể sức mạnh của thành phần, cho phép sản xuất các bộ phận được đóng dấu với cường độ lên tới 1500 MPa. Có thể phân loại thành hai loại: dập trực tiếp và dập Nhạc nóng trực tiếp:
Trong phần dập trực tiếp nóng, chỗ trống được làm nóng trước được đưa trực tiếp vào một cái chết đóng để dập và dập tắt. Các quy trình tiếp theo bao gồm làm mát, cắt cạnh cạnh và đục lỗ (hoặc cắt laser) và làm sạch bề mặt.
FITURE1: Chế độ xử lý dập nóng-Dấu động hướng dẫn
Trong quy trình dập nóng gián tiếp, bước định hình trước hình thành lạnh được thực hiện trước khi bước vào các giai đoạn sưởi ấm, dập nóng, cắt cạnh cạnh, đấm lỗ và làm sạch bề mặt.
Sự khác biệt chính giữa dập dập nóng gián tiếp và các quá trình dập nóng trực tiếp nằm ở việc bao gồm bước hình thành lạnh hình thành trước khi sưởi ấm theo phương pháp gián tiếp. Trong việc dập trực tiếp, kim loại tấm được đưa trực tiếp vào lò sưởi, trong khi trong dập nóng gián tiếp, thành phần hình dạng trước hình dạng lạnh được gửi vào lò sưởi.
Dòng chảy quá trình của dập nóng gián tiếp thường liên quan đến các bước sau:
Hình thành lạnh hình dạng trước-hấp dẫn hot-hot dập-cắt tỉa và làm sạch lỗ đục lỗ trên mặt đất
FITURE2: Chế độ xử lý dập nóng-Nhập thư mạnh mẽ
3. Thiết bị chính để dập nóng bao gồm lò sưởi, máy ép hình thành nóng và khuôn dập nóng
Lò sưởi:
Lò sưởi được trang bị khả năng điều khiển nhiệt và 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 austenitic. Nó cần có khả năng thích ứng với các yêu cầu sản xuất liên tục tự động quy mô lớn. Vì phôi nóng chỉ có thể được xử lý bằng robot hoặc cánh tay cơ học, lò yêu cầu tải và dỡ tự động với độ chính xác định vị cao. Ngoài ra, khi làm nóng các tấm thép không phủ, nó sẽ cung cấp bảo vệ khí để ngăn chặn quá trình oxy hóa bề mặt và khử cacbon của phôi.
Báo chí hình thành nóng:
Báo chí 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 chóng. Sự phức tạp kỹ thuật của các máy ép hình thành nóng vượt xa so với các máy ép dập lạnh thông thường. Hiện tại, chỉ có một vài công ty nước ngoài đã thành thạo công nghệ thiết kế và sản xuất của các báo chí như vậy, và tất cả đều phụ thuộc vào hàng nhập khẩu, khiến chúng trở nên đắt đỏ.
Khuôn hấp dẫn nóng:
Khuôn dập nóng thực hiện cả giai đoạn hình thành và dập tắt. Trong giai đoạn hình thành, một khi phôi được đưa vào khoang khuôn, khuôn nhanh chóng hoàn thành quá trình dập để đảm bảo hoàn thành sự hình thành bộ phận trước khi vật liệu trải qua quá trình biến đổi pha martensitic. Sau đó, nó bước vào giai đoạn dập tắt và làm mát, trong đó sức nóng từ phôi bên trong khuôn được chuyển liên tục vào khuôn. Các ống làm mát được sắp xếp trong khuôn ngay lập tức loại bỏ nhiệt thông qua chất làm mát chảy. Sự biến đổi martensitic-austenitic bắt đầu khi nhiệt độ phôi giảm xuống 425 ° C. Sự 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 mở rộng và co lại nhiệt không đồng đều trong quá trình làm nguội, 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 tăng cường hiệu quả truyền nhiệt giữa phôi và khuôn, thúc đẩy sự dập tắt và làm mát nhanh chóng.
Tóm lại, thiết bị chính để dập nóng bao gồm lò sưởi để đạt được nhiệt độ mong muốn, máy ép hình thành nóng để dập nhanh và giữ với hệ thống làm mát nhanh chóng, và khuôn dập nóng thực hiện cả giai đoạn tạo hình và dập tắt để đảm bảo sự hình thành bộ phận thích hợp và làm mát hiệu quả.
Tốc độ làm mát dập tắt không chỉ ảnh hưởng đến thời gian sản xuất, mà còn ảnh hưởng đến hiệu quả chuyển đổi giữa austenite và martensite. Tốc độ làm mát 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 30 ℃/s, và chỉ khi tốc độ làm mát vượt quá nhiệt độ làm mát tới hạn, sự hình thành cấu trúc martensitic mới có thể được thúc đẩy ở mức độ lớn nhất. Khi tốc độ làm mát nhỏ hơn tốc độ làm mát tới hạn, các cấu trúc không martensit như bainite sẽ xuất hiện trong cấu trúc kết tinh phôi. Tuy nhiên, tốc độ làm mát càng cao thì tốc độ làm mát càng cao sẽ dẫn đến sự nứt của các bộ phận được hình thành và phạm vi tốc độ làm mát hợp lý cần được xác định theo thành phần vật liệu và điều kiện xử lý của các bộ phận.
Do thiết kế của ống làm mát có liên quan trực tiếp đến kích thước của tốc độ làm mát, nên ống làm mát thường được thiết kế từ góc độ của hiệu suất truyền nhiệt tối đa, do đó, hướng của ống làm mát được thiết kế phức tạp hơn và rất khó để có được bằng cách khoan cơ học sau khi hoàn thành đúc khuôn. Để tránh bị hạn chế bằng cách xử lý cơ học, phương pháp bảo lưu các kênh nước trước khi đúc khuôn thường được chọn.
Bởi vì nó hoạt động trong một thời gian dài ở mức 200 ℃ đến 880 ~ 950 trong điều kiện xen kẽ và nóng nghiêm trọng, vật liệu chết dập nóng phải có độ cứng cấu trúc tốt và độ dẫn nhiệt, và có thể chống lại ma sát nhiệt mạnh do phôi tạo ra ở nhiệt độ cao và hiệu ứng hao mòn của các hạt lớp oxit bị rơi. Ngoài ra, vật liệu khuôn cũng nên có khả năng chống ăn mòn tốt với chất làm mát để đảm bảo dòng chảy trơn tru của ống làm mát.
Cắt tỉa và xỏ khuyên
Bởi vì sức mạnh của các bộ phận sau khi dập nóng đạt khoảng 1500MPa, nếu việc cắt và đấm báo chí được sử dụng, các yêu cầu trọng tải của thiết bị lớn hơn và độ mòn cạnh cắt chết là nghiêm trọng. Do đó, các đơn vị cắt laser thường được sử dụng để cắt các cạnh và lỗ.
4. Các lớp thép hấp dẫn của thép nóng
Hiệu suất trước khi dập
Hiệu suất sau khi dập
Hiện tại, lớp chung của thép dập nóng là B1500HS. Độ bền kéo trước khi dập thường nằm trong khoảng từ 480-800MPa và sau khi dập, độ bền kéo có thể đạt 1300-1700MPa. Điều đó có nghĩa là, độ bền kéo của tấm thép 480-800MPa, thông qua hình thành dập nóng, có thể có được độ bền kéo của khoảng 1300-1700MPa.
5. Việc sử dụng thép dập nóng
Việc áp dụng các bộ phận đóng dấu nóng có thể cải thiện đáng kể sự an toàn va chạm của ô tô và nhận ra trọng lượng nhẹ của cơ thể ô tô màu trắng. Hiện tại, công nghệ dập nóng đã được áp dụng cho các bộ phận cơ thể màu trắng của xe khách, như xe hơi, trụ cột, trụ B, cản, chùm cửa và đường ray mái và các bộ phận khác. Hình 3 bên dưới ví dụ các bộ phận phù hợp cho trọng lượng nhẹ.
Hình 3 ： Các thành phần cơ thể trắng phù hợp để dập nóng
Hình 4: Máy móc máy móc nóng bỏng 1200 tấn
Hiện tại, các giải pháp dây chuyền sản xuất máy ép thủy lực của Jiangdong Machine đã rất trưởng thành và ổn định, trong lĩnh vực hình thành dập nóng của Trung Quốc thuộc về cấp độ hàng đầu, và như Hiệp hội máy móc máy móc của Trung Quốc đã đóng vai trò là một đơn vị đóng góp của các đơn vị máy móc của Trung Quốc. Thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp dập nóng ở Trung Quốc và thậm chí cả thế giới.
