La linea di produzione di stampaggio a caldo ad alta velocità per acciaio ad alta resistenza ultraleggera (alluminio)
Caratteristiche chiave
La linea di produzione è progettata per ottimizzare il processo di fabbricazione delle parti automobilistiche attraverso l'applicazione della tecnologia di stampaggio a caldo. Questo processo, noto come timbratura a caldo in Asia e indurimento della stampa in Europa, prevede il riscaldamento del materiale bianco a una temperatura specifica e quindi la pressione in stampi corrispondenti usando la tecnologia di stampa idraulica mantenendo la pressione per raggiungere la forma desiderata e sottoporsi a una trasformazione di fase del materiale metallico. La tecnica di stampaggio a caldo può essere classificata in metodi di stampaggio caldo diretto e indiretto.
Vantaggi
Uno dei vantaggi chiave dei componenti strutturali stampati a caldo è la loro eccellente formabilità, che consente la produzione di geometrie complesse con eccezionale resistenza alla trazione. L'elevata resistenza delle parti a caldo consente l'uso di fogli di metallo più sottili, riducendo il peso dei componenti mantenendo l'integrità strutturale e le prestazioni di crash. Altri vantaggi includono:
Operazioni di giunzione ridotte:La tecnologia di stampaggio a caldo riduce la necessità di operazioni di connessione di saldatura o fissaggio, con conseguente miglioramento dell'efficienza e una maggiore integrità del prodotto.
Springback e warpage ridotti al minimo:Il processo di stampaggio a caldo riduce al minimo le deformazioni indesiderate, come parte di Springback e Warpage, garantendo una precisione dimensionale precisa e riducendo la necessità di una nuova rilavorazione.
Meno difetti in parte:Le parti a caldo mostrano meno difetti, come crepe e scissione, rispetto ai metodi di formazione a freddo, con conseguente migliore qualità del prodotto e rifiuti ridotti.
Tonnellaggio di stampa inferiore:La timbratura a caldo riduce il tonnellaggio della stampa richiesto rispetto alle tecniche di formazione fredda, portando a risparmi sui costi e aumento dell'efficienza della produzione.
Personalizzazione delle proprietà dei materiali:La tecnologia di stampaggio a caldo consente la personalizzazione di proprietà dei materiali basati su aree specifiche della parte, ottimizzando prestazioni e funzionalità.
Miglioramenti microstrutturali migliorati:La timbratura a caldo offre la capacità di migliorare la microstruttura del materiale, con conseguente miglioramento delle proprietà meccaniche e una maggiore durata del prodotto.
Passaggi di produzione semplificati:La timbratura a caldo elimina o riduce le fasi di produzione intermedi, risultando in un processo di produzione semplificato, produttività avanzata e tempi di consegna più brevi.
Applicazioni del prodotto
L'acciaio ad alta resistenza (alluminio) Linea di produzione a caldo ad alta velocità trova un'ampia applicazione nella produzione di parti del corpo bianco automobilistico. Ciò include gruppi di pilastri, paraurti, travi di porte e gruppi di binari del tetto utilizzati nei veicoli passeggeri. Inoltre, l'uso di leghe avanzate abilitate dalla timbratura a caldo viene sempre più esplorata in settori come i mercati aerospaziali, di difesa e emergenti. Queste leghe offrono i vantaggi di maggiore resistenza e peso ridotto che sono difficili da raggiungere attraverso altri metodi di formazione.
In conclusione, la linea di produzione a caldo in acciaio ad alta resistenza (alluminio) ad alta velocità garantisce una produzione precisa ed efficiente di parti del corpo automobilistico a forma di complessa. Con una formabilità superiore, le operazioni di giunzione ridotte, i difetti ridotti al minimo e le proprietà del materiale migliorate, questa linea di produzione offre numerosi vantaggi. Le sue applicazioni si estendono alla produzione di parti del corpo bianco per i veicoli passeggeri e offrono potenziali benefici nei mercati aerospaziali, di difesa e emergenti. Investi nella linea di produzione di stamping a caldo in acciaio ad alta resistenza (alluminio) per ottenere prestazioni eccezionali, produttività e vantaggi di progettazione leggeri nelle industrie automobilistiche e alleate
Cos'è la timbratura calda?
La timbratura calda, nota anche come indurimento della stampa in Europa e la formazione della pressa calda in Asia, è un metodo di formazione del materiale in cui un vuoto viene riscaldato a una certa temperatura e quindi timbrato e spento sotto pressione nella matrice corrispondente per raggiungere la forma desiderata e indurre una trasformazione di fase nel materiale metallico. La tecnologia di timbratura a caldo prevede il riscaldamento di fogli di acciaio a boro (con una resistenza iniziale di 500-700 MPa) allo stato di Austenitizzazione, trasferendole rapidamente sul dado per la timbratura ad alta velocità e spegnere la parte all'interno della matrice a una velocità di raffreddamento maggiore di 27 ° C/s, seguito da un periodo di tenuta sotto la pressione, per ottenere compononenti di acciaio ultra-massiccio con una struttura martesitica.
I vantaggi della timbratura a caldo
Miglioramento della massima resistenza alla trazione e capacità di formare geometrie complesse.
Riduzione del peso dei componenti utilizzando lamiera più sottile mantenendo l'integrità strutturale e le prestazioni di crash.
Riduzione della necessità di unire operazioni come saldatura o fissaggio.
Parte ridotta alla spalla e alla deformazione.
Meno difetti in parte come crepe e divisioni.
Requisiti di tonnellaggio della stampa inferiore rispetto alla formazione a freddo.
Capacità di personalizzare le proprietà del materiale basate su zone di parte specifiche.
Microstrutture migliorate per prestazioni migliori.
Processo di produzione semplificato con un minor numero di passaggi operativi per ottenere un prodotto finito.
Questi vantaggi contribuiscono all'efficienza complessiva, alla qualità e alle prestazioni dei componenti strutturali timbrati a caldo.
Maggiori dettagli sulla timbratura a caldo
1. Farmatura a punta vs Stamping a freddo
La timbratura a caldo è un processo di formazione eseguito dopo aver preriscaldato la lamiera in acciaio, mentre la timbrai a freddo si riferisce alla timbratura diretta della lamiera in acciaio senza preriscaldare.
La timbratura a freddo ha chiari vantaggi rispetto alla timbratura calda. Tuttavia, mostra anche alcuni svantaggi. A causa delle sollecitazioni più elevate indotte dal processo di stampaggio a freddo rispetto alla timbratura a caldo, i prodotti convogliati a freddo sono più suscettibili alle crack e alla scissione. Pertanto, è necessaria un'attrezzatura di stampaggio precisa per il timbro a freddo.
Il timbro caldo prevede il riscaldamento della lenzuola in acciaio a temperature elevate prima di timbrare e spegnere contemporaneamente nella matrice. Ciò porta a una trasformazione completa della microstruttura dell'acciaio in martensite, con conseguente elevata resistenza che va da 1500 a 2000 MPa. Di conseguenza, i prodotti a caldo mostrano una resistenza più elevata rispetto alle controparti a freddo.
2. Flusso del processo di stampaggio di punizione
La timbratura calda, nota anche come "indurimento della stampa", prevede il riscaldamento di un foglio ad alta resistenza con una resistenza iniziale di 500-600 MPa a temperature tra 880 e 950 ° C. Il foglio riscaldato viene quindi rapidamente timbrato e spento nella matrice, raggiungendo velocità di raffreddamento di 20-300 ° C/s. La trasformazione di austenite in martensite durante l'estinzione migliora significativamente la forza del componente, consentendo la produzione di parti timbrate con punti di forza fino a 1500 MPA. Le tecniche di stampaggio a punta possono essere classificate in due categorie: Stamping a caldo diretto e timbratura a caldo indiretto:
Nella timbratura a caldo diretto, il bianco preriscaldato viene direttamente alimentato in una matrice chiusa per timbrare e tempra. I processi successivi includono il raffreddamento, il taglio del bordo e la punzonatura del foro (o il taglio laser) e la pulizia della superficie.
FITURE1: Modalità di elaborazione di timbing a caldo-Stamping a caldo diretto
Nel processo di stampaggio caldo indiretto, viene eseguita la fase di pre-formazione a freddo prima di entrare nelle fasi di riscaldamento, timbratura a caldo, taglio del bordo, punzonatura e pulizia della superficie.
La differenza principale tra timbrazione calda indiretta e processi di timbrazione a caldo diretto si trova nell'inclusione del passo di pre-formazione della formazione fredda prima del riscaldamento nel metodo indiretto. Nella timbratura a caldo diretto, la lamiera viene immessa direttamente nel forno di riscaldamento, mentre nella timbratura a caldo indiretto, il componente pre-forma a forma di freddo viene inviato nel forno di riscaldamento.
Il flusso di processo di timbratura calda indiretta prevede in genere i seguenti passaggi:
Pre-formazione a freddo-Stamping di calore: taglio e pulizia della superficie da punzonatura a foro
FITURE2: modalità di elaborazione di timbing a caldo-Stamping a caldo dell'indirizzo
3. L'attrezzatura principale per il timbro a caldo comprende un forno di riscaldamento, una pressa a forma di forma a caldo e stampi di timbrazione a caldo
Forno di riscaldamento:
Il forno di riscaldamento è dotato di capacità di riscaldamento e controllo della temperatura. È in grado di riscaldare le piastre ad alta resistenza alla temperatura di ricristallizzazione entro un tempo specificato, raggiungendo uno stato austenitico. Deve essere in grado di adattarsi ai requisiti di produzione continui automatizzati su larga scala. Poiché la billetta riscaldata può essere gestita solo da robot o bracci meccanici, il forno richiede carico e scarico automatizzati con una precisione di posizionamento elevato. Inoltre, quando si riscuote le piastre di acciaio non coated, dovrebbe fornire protezione del gas per prevenire l'ossidazione della superficie e la decarbonizzazione della billetta.
Pressa a forma di forma calda:
La stampa è il nucleo della tecnologia di stampaggio a caldo. Deve avere la possibilità di stampare e tenere in fretta, nonché essere dotato di un sistema di raffreddamento rapido. La complessità tecnica delle presse a forma di forma calda supera di gran lunga quella delle presse convenzionali di stampaggio a freddo. Attualmente, solo poche aziende straniere hanno imparato la tecnologia di progettazione e produzione di tali macchine da stampa e dipendono tutte dalle importazioni, rendendole costose.
Stampi per timbrazione calda:
Gli stampi di timbrazione a caldo eseguono stadi di formazione e di tempra. Nella fase di formazione, una volta che la billetta viene alimentata nella cavità dello stampo, lo stampo completa rapidamente il processo di stampaggio per garantire il completamento della formazione di parti prima che il materiale subisca la trasformazione della fase martensitica. Quindi, entra nella fase di spegnimento e raffreddamento, in cui il calore del pezzo all'interno dello stampo viene continuamente trasferito nello stampo. I tubi di raffreddamento disposti nello stampo rimuovono istantaneamente il calore attraverso il liquido di raffreddamento. La trasformazione martensitica-austenitica inizia quando la temperatura del pezzo scende a 425 ° C. La trasformazione tra martensite e austenite termina quando la temperatura raggiunge i 280 ° C e il pezzo viene eliminato a 200 ° C. Il ruolo della tenuta dello stampo è prevenire un'espansione termica irregolare e la contrazione durante il processo di tempra, il che potrebbe comportare cambiamenti significativi nella forma e nelle dimensioni della parte, portando a rottami. Inoltre, migliora l'efficienza del trasferimento termico tra il pezzo e lo stampo, promuovendo rapido tempra e raffreddamento.
In sintesi, l'attrezzatura principale per il timbro a caldo include un forno di riscaldamento per raggiungere la temperatura desiderata, una pressa a forma di calda per timbrare rapidamente e tenere in mano con un sistema di raffreddamento rapido e stampi a calcio che eseguono tappe di formazione e tempra per garantire la formazione delle parti adeguata e un raffreddamento efficiente.
La velocità di raffreddamento estinta non solo influisce sul tempo di produzione, ma influisce anche l'efficienza di conversione tra austenite e martensite. La velocità di raffreddamento determina quale tipo di struttura cristallina si formerà ed è correlato all'effetto di indurimento finale del pezzo. La temperatura di raffreddamento critica dell'acciaio al boro è di circa 30 ℃/s e solo quando la velocità di raffreddamento supera la temperatura di raffreddamento critico può essere promossa la formazione della struttura martensitica. Quando la velocità di raffreddamento è inferiore alla velocità di raffreddamento critico, nella struttura di cristallizzazione del pezzo appariranno strutture non martesitiche come Bainite. Tuttavia, maggiore è la velocità di raffreddamento, meglio è, maggiore è la velocità di raffreddamento che porterà al cracking delle parti formate e la ragionevole intervallo di velocità di raffreddamento deve essere determinato in base alla composizione del materiale e alle condizioni di processo delle parti.
Poiché il design del tubo di raffreddamento è direttamente correlato alla dimensione della velocità di raffreddamento, il tubo di raffreddamento è generalmente progettato dal punto di vista della massima efficienza di trasferimento di calore, quindi la direzione del tubo di raffreddamento progettato è più complessa ed è difficile da ottenere mediante perforazione meccanica dopo il completamento del lancio dello stampo. Al fine di evitare di essere limitato dall'elaborazione meccanica, generalmente il metodo di riserva di canali d'acqua prima della fusione dello stampo.
Poiché funziona a lungo a lungo da 200 ℃ a 880 ~ 950 ℃ sotto grave condizioni alternate a freddo e caldo, il materiale per stampi di timbing a caldo deve avere una buona rigidità strutturale e conducibilità termica e può resistere alla forte attrito termico generato dal billetto ad alta temperatura e all'effetto di usura abrasiva delle particelle dello strato di ossido a gocce. Inoltre, il materiale dello stampo dovrebbe anche avere una buona resistenza alla corrosione al refrigerante per garantire il flusso liscio del tubo di raffreddamento.
Tagliate e piercing
Poiché la forza delle parti dopo la timbrai calda raggiunge circa 1500 MPA, se vengono utilizzati il taglio e la punzonatura della stampa, i requisiti di tonnellaggio dell'attrezzatura sono più grandi e l'usura del fustea è grave. Pertanto, le unità di taglio laser vengono spesso utilizzate per tagliare bordi e fori.
4. Gradi comuni di acciaio a timbro caldo
Prestazioni prima di timbrare
Performance dopo il timbro
Allo stato attuale, il grado comune di acciaio a calcio a caldo è B1500HS. La resistenza alla trazione prima della timbratura è generalmente compresa tra 480-800 MPA e dopo la timbratura, la resistenza alla trazione può raggiungere 1300-1700MPA. Vale a dire, la resistenza alla trazione della piastra in acciaio 480-800 MPA, attraverso la formazione di timbri caldi, può ottenere la resistenza alla trazione di circa 1300-1700 MPA.
5. L'uso dell'acciaio a timbro caldo
L'applicazione di parti di timping a caldo può migliorare significativamente la sicurezza delle collisioni dell'automobile e realizzare il leggero corpo automobilistico in bianco. Allo stato attuale, la tecnologia di stampaggio a caldo è stata applicata alle parti del corpo bianco delle autovetture, come l'auto, un pilastro, il pilastro B, il paraurti, il raggio delle porte e le rotaie del tetto e altre parti. Vedi Figura 3 di seguito per esempio le parti adatte per la luce.
Figura 3 ： Componenti del corpo bianco adatti per la timbratura a caldo
Fig. 4: Jiangdong Machinery da 1200 tonnellate di stampa a caldo
Al momento, le soluzioni di linea di produzione di produzione idraulica per pressa idraulica di macchinari di Jiangdong sono stati molto maturi e stabili, nel campo di formazione di timbri caldi in Cina appartiene al livello di primo piano e, poiché la China Machine Tool Tool Association forging Machinery Machinery Branch Vice Presidente dell'unità di acciaio a livello di alumi, nonché le unità di stampino di alumizzazione della Cina. promuovendo lo sviluppo dell'industria della timbratura a caldo in Cina e persino nel mondo.
