Высокоскоростная линия горячей штамповки сверхвысокопрочной стали (алюминия)
Ключевая особенность
Производственная линия предназначена для оптимизации процесса изготовления автомобильных деталей за счет применения технологии горячей штамповки.Этот процесс, известный как горячая штамповка в Азии и закалка прессом в Европе, включает в себя нагрев заготовки до определенной температуры и последующее прессование ее в соответствующих формах с использованием технологии гидравлического пресса при поддержании давления для достижения желаемой формы и фазового превращения. металлический материал.Технику горячего тиснения можно разделить на методы прямого и непрямого горячего тиснения.
Преимущества
Одним из ключевых преимуществ горячештампованных конструктивных элементов является их превосходная формуемость, которая позволяет изготавливать изделия сложной геометрии с исключительной прочностью на разрыв.Высокая прочность горячештампованных деталей позволяет использовать более тонкие металлические листы, что снижает вес компонентов, сохраняя при этом структурную целостность и устойчивость к ударам.Другие преимущества включают в себя:
Сокращение операций соединения:Технология горячей штамповки снижает необходимость в операциях сварки или крепления, что приводит к повышению эффективности и целостности изделия.
Минимизированное пружинение и коробление:Процесс горячей штамповки сводит к минимуму нежелательные деформации, такие как пружинение детали и коробление, обеспечивая точную точность размеров и уменьшая необходимость в дополнительной доработке.
Меньше дефектов деталей:Детали, подвергнутые горячей штамповке, имеют меньше дефектов, таких как трещины и расколы, по сравнению с методами холодной штамповки, что приводит к улучшению качества продукции и сокращению отходов.
Нижний тоннаж пресса:Горячая штамповка снижает требуемый тоннаж пресса по сравнению с методами холодной штамповки, что приводит к экономии затрат и повышению эффективности производства.
Настройка свойств материала:Технология горячей штамповки позволяет настраивать свойства материала в зависимости от конкретных областей детали, оптимизируя производительность и функциональность.
Расширенные микроструктурные улучшения:Горячая штамповка дает возможность улучшить микроструктуру материала, что приводит к улучшению механических свойств и увеличению долговечности изделия.
Оптимизированные этапы производства:Горячая штамповка исключает или сокращает промежуточные этапы производства, что приводит к упрощению производственного процесса, повышению производительности и сокращению сроков выполнения заказов.
Применение продукта
Линия по производству высокоскоростной горячей штамповки высокопрочной стали (алюминия) находит широкое применение в производстве белых кузовных деталей автомобилей.Сюда входят стойки, бамперы, дверные балки и рейлинги на крыше, используемые в легковых автомобилях.Кроме того, использование современных сплавов, полученных с помощью горячей штамповки, все чаще исследуется в таких отраслях, как аэрокосмическая, оборонная и развивающиеся рынки.Эти сплавы обладают преимуществами более высокой прочности и снижения веса, которых трудно достичь с помощью других методов формования.
В заключение отметим, что линия высокоскоростной горячей штамповки высокопрочной стали (алюминия) обеспечивает точное и эффективное производство автомобильных кузовных деталей сложной формы.Благодаря превосходной формуемости, сокращению операций соединения, минимизации дефектов и улучшенным свойствам материала эта производственная линия обеспечивает множество преимуществ.Его применение распространяется на производство белых кузовных деталей для легковых автомобилей и предлагает потенциальные преимущества в аэрокосмической, оборонной и развивающихся рынках.Инвестируйте в высокоскоростную линию горячей штамповки высокопрочной стали (алюминия), чтобы добиться выдающихся характеристик, производительности и преимуществ легкой конструкции в автомобильной и смежных отраслях.
Что такое горячее тиснение?
Горячая штамповка, также известная как закалка прессом в Европе и формовка горячим прессованием в Азии, представляет собой метод формования материала, при котором заготовка нагревается до определенной температуры, а затем штампуется и закаливается под давлением в соответствующей штампе для достижения желаемой формы и получения желаемой формы. фазовое превращение в металлическом материале.Технология горячей штамповки предполагает нагрев листов бористой стали (с начальной прочностью 500-700 МПа) до аустенитизированного состояния, быструю передачу их в штамп для скоростной штамповки и закалку детали внутри штампа со скоростью охлаждения более 27°. C/s с последующей выдержкой под давлением для получения сверхвысокопрочных стальных деталей с однородной мартенситной структурой.
Преимущества горячего тиснения
Повышенная предельная прочность на разрыв и способность формировать сложную геометрию.
Уменьшенный вес компонентов за счет использования более тонкого листового металла при сохранении структурной целостности и устойчивости к ударам.
Снижение необходимости в таких операциях соединения, как сварка или крепление.
Минимизированная пружина и деформация детали.
Меньше дефектов деталей, таких как трещины и сколы.
Более низкие требования к тоннажу пресса по сравнению с холодной штамповкой.
Возможность настройки свойств материала в зависимости от конкретных зон детали.
Улучшенная микроструктура для лучшей производительности.
Оптимизированный производственный процесс с меньшим количеством рабочих шагов для получения готового продукта.
Эти преимущества способствуют общей эффективности, качеству и производительности горячештампованных конструктивных элементов.
Подробнее о горячем тиснении
1. Горячее тиснение против холодного тиснения
Горячая штамповка — это процесс формовки, который выполняется после предварительного нагрева стального листа, тогда как холодная штамповка представляет собой прямую штамповку стального листа без предварительного нагрева.
Холодная штамповка имеет явные преимущества перед горячей штамповкой.Однако он также имеет некоторые недостатки.Из-за более высоких напряжений, вызываемых процессом холодной штамповки по сравнению с горячей штамповкой, изделия с холодной штамповкой более подвержены растрескиванию и раскалыванию.Поэтому для холодной штамповки требуется точное штамповочное оборудование.
Горячая штамповка включает нагрев стального листа до высоких температур перед штамповкой и одновременную закалку в штампе.Это приводит к полному преобразованию микроструктуры стали в мартенситную, в результате чего достигается высокая прочность в диапазоне от 1500 до 2000 МПа.Следовательно, горячештампованные изделия обладают более высокой прочностью по сравнению с холодноштампованными аналогами.
2.Технологический процесс горячего тиснения
Горячая штамповка, известная также как «закалка прессом», предполагает нагрев высокопрочного листа с начальной прочностью 500–600 МПа до температуры 880–950°С.Нагретый лист затем быстро штампуют и закаливают в штампе, достигая скорости охлаждения 20-300°C/с.Превращение аустенита в мартенсит при закалке значительно повышает прочность детали, позволяя изготавливать штампованные детали прочностью до 1500 МПа. Техники горячей штамповки можно разделить на две категории: прямая горячая штамповка и непрямая горячая штамповка:
При прямой горячей штамповке предварительно нагретая заготовка подается непосредственно в закрытую матрицу для штамповки и закалки.Последующие процессы включают охлаждение, обрезку кромок и перфорацию отверстий (или лазерную резку), а также очистку поверхности.
Fiture1: режим обработки горячего тиснения-прямое горячее тиснение.
В процессе непрямой горячей штамповки этап предварительной холодной штамповки выполняется перед переходом к этапам нагрева, горячей штамповки, обрезки кромок, пробивания отверстий и очистки поверхности.
Основное различие между процессами непрямой горячей штамповки и прямой горячей штамповкой заключается во включении в непрямой метод этапа предварительного формования в холодном состоянии перед нагревом.При прямой горячей штамповке листовой металл подается непосредственно в нагревательную печь, а при непрямой горячей штамповке предварительно отформованная деталь отправляется в нагревательную печь.
Технологический процесс непрямой горячей штамповки обычно включает в себя следующие этапы:
Предварительная формовка в холодном состоянии. Нагрев. Горячая штамповка. Обрезка кромок и пробивание отверстий. Очистка поверхности.
Fiture2: режим обработки горячего тиснения - непрямое горячее тиснение.
3. Основное оборудование для горячей штамповки включает в себя нагревательную печь, пресс для горячей штамповки и формы для горячей штамповки.
Нагревательная печь:
Нагревательная печь оснащена функциями нагрева и контроля температуры.Он способен за заданное время нагревать высокопрочные пластины до температуры рекристаллизации, достигая аустенитного состояния.Он должен иметь возможность адаптироваться к требованиям крупномасштабного автоматизированного непрерывного производства.Поскольку с нагретой заготовкой можно обращаться только роботами или механическими руками, печь требует автоматической загрузки и выгрузки с высокой точностью позиционирования.Кроме того, при нагреве стальных листов без покрытия следует обеспечивать газозащиту для предотвращения поверхностного окисления и обезуглероживания заготовки.
Горячий формовочный пресс:
Пресс является основой технологии горячей штамповки.Он должен иметь возможность быстрой штамповки и выдержки, а также быть оснащен системой быстрого охлаждения.Техническая сложность прессов горячей штамповки намного превышает сложность обычных прессов холодной штамповки.В настоящее время лишь несколько иностранных компаний освоили конструкцию и технологию производства таких прессов, и все они зависят от импорта, что делает их дорогими.
Пресс-формы для горячего тиснения:
Пресс-формы для горячей штамповки выполняют как этапы формовки, так и закалки.На этапе формования, когда заготовка подается в полость формы, форма быстро завершает процесс штамповки, чтобы обеспечить завершение формирования детали до того, как материал подвергнется мартенситному фазовому превращению.Затем он поступает на стадию закалки и охлаждения, где тепло от заготовки внутри формы непрерывно передается в форму.Охлаждающие трубы, расположенные внутри формы, мгновенно отводят тепло через протекающую охлаждающую жидкость.Мартенситно-аустенитное превращение начинается при понижении температуры заготовки до 425°С.Превращение мартенсита в аустенит заканчивается при достижении температуры 280°С, а заготовку вынимают при 200°С.Роль держателя формы заключается в предотвращении неравномерного теплового расширения и сжатия в процессе закалки, что может привести к значительным изменениям формы и размеров детали, что приведет к браку.Кроме того, это повышает эффективность теплопередачи между заготовкой и формой, способствуя быстрой закалке и охлаждению.
Таким образом, основное оборудование для горячей штамповки включает в себя нагревательную печь для достижения желаемой температуры, пресс горячей штамповки для быстрой штамповки и выдержки с системой быстрого охлаждения, а также формы для горячей штамповки, которые выполняют этапы как формовки, так и закалки для обеспечения правильного формирования детали. и эффективное охлаждение.
Скорость закалочного охлаждения не только влияет на время производства, но также влияет на эффективность преобразования аустенита в мартенсит.Скорость охлаждения определяет, какая кристаллическая структура будет сформирована, и связана с окончательным эффектом закалки заготовки.Критическая температура охлаждения бористой стали составляет около 30 ℃/с, и только когда скорость охлаждения превышает критическую температуру охлаждения, образование мартенситной структуры может в наибольшей степени способствовать образованию мартенситной структуры.Когда скорость охлаждения меньше критической скорости охлаждения, в кристаллизационной структуре заготовки появляются немартенситные структуры, такие как бейнит.Однако чем выше скорость охлаждения, тем лучше, поскольку более высокая скорость охлаждения приведет к растрескиванию формованных деталей, и разумный диапазон скорости охлаждения необходимо определять в зависимости от состава материала и условий процесса изготовления деталей.
Поскольку конструкция охлаждающей трубы напрямую связана с размером скорости охлаждения, охлаждающая труба обычно проектируется с точки зрения максимальной эффективности теплопередачи, поэтому направление проектируемой охлаждающей трубы более сложное, и это трудно получить методом механического сверления после завершения отливки формы.Чтобы избежать ограничений механической обработки, обычно выбирается метод резервирования водных каналов перед отливкой в форму.
Поскольку он работает в течение длительного времени при температуре от 200 ℃ до 880 ~ 950 ℃ в суровых чередующихся холодных и горячих условиях, материал штампа для горячей штамповки должен иметь хорошую структурную жесткость и теплопроводность и может противостоять сильному термическому трению, создаваемому заготовкой при высокая температура и абразивное изнашивание частиц выпавшего оксидного слоя.Кроме того, материал формы также должен иметь хорошую коррозионную стойкость к охлаждающей жидкости, чтобы обеспечить плавный поток охлаждающей трубы.
Обрезка и пирсинг
Поскольку прочность деталей после горячей штамповки достигает около 1500 МПа, при использовании прессовой резки и штамповки требования к тоннажу оборудования увеличиваются, а износ режущей кромки является серьезным.Поэтому для резки кромок и отверстий часто используются агрегаты лазерной резки.
4.Обычные марки стали для горячей штамповки.
Производительность до штамповки
Производительность после штамповки
В настоящее время распространенной маркой стали для горячей штамповки является B1500HS.Предел прочности перед штамповкой обычно составляет 480–800 МПа, а после штамповки предел прочности может достигать 1300–1700 МПа.То есть предел прочности стальной пластины 480-800 МПа при горячей штамповке позволяет получить прочность на разрыв деталей около 1300-1700 МПа.
5. Использование стали горячей штамповки.
Применение деталей горячей штамповки может значительно повысить безопасность автомобиля при столкновении и реализовать легкий вес кузова автомобиля в белом цвете.В настоящее время технология горячей штамповки применяется к белым частям кузова легковых автомобилей, таким как автомобиль, стойка A, стойка B, бампер, дверная балка, рейлинги на крыше и другие детали. См. рисунок 3 ниже, например, детали, подходящие для освещения. -взвешивание.
Рисунок 3: Компоненты белого корпуса, подходящие для горячей штамповки
Рис. 4: Оборудование Jiangdong, линия горячего тиснения мощностью 1200 тонн.
В настоящее время решения по производству гидравлических прессов для горячей штамповки JIANGDONG MACHINERY являются очень зрелыми и стабильными, в области формования горячей штамповки в Китае принадлежит ведущий уровень, и, как подразделение вице-председателя отделения кузнечного оборудования Китайской ассоциации станков, а также подразделения-члены Комитета по стандартизации кузнечного оборудования Китая, мы также провели исследования и прикладную работу в области национальной сверхвысокоскоростной горячей штамповки стали и алюминия, которая сыграла огромную роль в содействии развитию индустрии горячей штамповки в Китае и даже во всем мире. .
