SHRNUTÍ

Tváření pozinkované oceli přináší specifickou tribologickou výzvu: měkké a reaktivní zinkové povlaky vykazují jiné chování v tření ve srovnání s holou ocelí. Hlavním problémem je tzv. „přenos zinku“ nebo oděrování (galling), kdy se povlak přenáší na povrch nástroje, což způsobuje jev „lepivého skluzu“ (stick-slip), který operátoři často popisují jako skřípavý zvuk podobný křídě na tabuli. Tato nestabilita tření způsobuje trhliny na dílech, odlupování povlaku a rychlý opotřebení nástrojů.

Pro řešení těchto problémů při tváření pozinkované oceli , výrobci musí řídit celý tribologický systém. To zahrnuje udržování pH maziva mezi 7,8 a 8,4 za účelem prevence znečištění, použití nástrojů s PVD povlakem (např. TiAlN) ke snížení adheze a rozšíření vůlí u nástrojů, aby kompenzovaly tloušťku povlaku. Úspěch spočívá v prevenci počátečního přenosu zinku, který vyvolává katastrofální poruchu nástroje.

Krize tření a přisátí: přenos zinku a údržba nástrojů

Nejrozšířenějším druhem poruch při tváření pozinkovaných materiálů je přisátí, běžně označované jako „přenos zinku“. Na rozdíl od abrazivního opotřebení známého u vysoce pevnostních ocelí se jedná o adhezní mechanismus poruchy. Měkký zinek povlak se vlivem extrémního tepla a tlaku při tažení doslova přivaří k povrchu nástroje. Jakmile tento přenos začne, změní se geometrie a úprava povrchu nástroje, čímž vznikne drsná, vysokofrekvenční oblast, která poškozuje následující díly.

Výzkum pomocí simulátorů tažných lišt odhalil charakteristické chování typu „přichycení–prokluz“ u ocelí s elektrolytickou zinkovou povrchovou úpravou. Během testování se to projevuje počátečním nárůstem zatížení – náhlým skokem třecí síly, kdy se zinek přichytává k nástrojové oceli. Ve výrobní hale tento nestabilní třecí jev vyvolává slyšitelný piskot nebo drnčení. Tato nestabilita není pouze obtíží; vede k nekonzistentnímu toku materiálu, což způsobuje zablokování oceli v oblastech upínacích pat a vlnění tam, kde by měl materiál volně protékat.

Pro boj s tímto je nutné vyvíjet strategie údržby nástrojů. Tradiční lešticí techniky používané u nelegované oceli mohou být škodlivé, pokud jsou příliš agresivní. Místo toho by mělo být zaměření na udržování zrcadlového povrchu, který brání počáteční adhezi. Pokročilé PVD (fyzikální depozice z plynné fáze) povlaky, jako jsou nitrid hliníku a titanu (TiAlN) nebo diamantově podobný uhlík (DLC), jsou nezbytné pro moderní nástroje. Tyto tvrdé, hladké povlaky vytvářejí chemickou bariéru, ke které se zinek nemůže snadno přichytit, čímž výrazně prodlužují intervaly mezi údržbami.

Režimy porušení povlaku: Odlupování vs. drolení

Porozumění rozdílu mezi odlupováním a drolením je klíčové pro diagnostiku skutečné příčiny poruchy. Tyto dvě vady vypadají nepoučenému oku podobně, ale vznikají zcela odlišnými metalurgickými režimy porušení. Jejich nesprávná diagnostika často vede k drahým a neúčinným nápravným opatřením.

Odlupování je adhezní porucha na rozhraní mezi ocelovým podkladem a zinkovým povlakem. Obvykle se projevuje jako velké, výrazné kusy zinku odlupující se pryč, často způsobené nadměrnou tloušťkou povlaku (typicky nad 8–10 mil), která vyvolává vysoké vnitřní napětí během deformace. Často se vyskytuje u produktů s horkým zinkováním (GI), kde křehká intermetalická vrstva na rozhraní praskne působením smykového napětí.

Odpadávání prášku , je naopak koherentní selhání samotného povlaku. Je to jemný prach nebo hromada trosek v matici. To je obzvláště běžné u ocelové galvanové (GA) oceli, kde je povlak slitinou železa a zinku. Zatímco galvanal je tvrdší a více svařitelný, jeho povlak je v podstatě křehčí. Stupeň práškování je často spojen s prodloužením skórního mlýna (SPM) během výroby oceli; vyšší prodloužení může zlepšit odolnost vůči práškování, ale může mít negativní dopad na odolnost vůči odlupování, což pro dodavatele materiálů vytváří delikátní kompromis.

Nedokonalosti povrchu: Zčernání, zabarvení a bílá hrůza

Kromě selhání konstrukce jsou estetické vady hlavním zdrojem šrotu, zejména u odhalených automobilových panelů. "Černání" je běžný jev způsobený oxidací vyvolanou tření. Když se při lisování vytvoří nadměrné teplo, hliník nebo zinek v povlakě se rychle oxidují a na díl zanechávají tmavé proužky. To je často signál, že se rozpadla mazivá bariéra.

dalším rozšířeným problémem je "bílá hrůza", která se obvykle objevuje spíše ve skladu než v lisovně. Vyskytuje se, když zinek reaguje s vlhkostí v prostředí bez kyslíku, například mezi těsně vklouzenými částmi. Aby se tomu zabránilo, musí být před skladováním části důkladně sušené, často pomocí vzduchových nožů. Vzorky nahromadění by měly umožňovat proudění vzduchu, aby se zabránilo uchycení vlhkosti.

Role hrají také faktory životního prostředí v rostlině. Vysoká hladina síry nebo sulfátů v procesní vodě může reagovat s zinkem a vytvořit černé skvrny. Provozovatelé musí sledovat kvalitu vody používané k ředění maziv, protože i drobné změny chemické složky komunální vody mohou způsobit náhlé vypuknutí povrchových vad.

Strategie mazání a obrábění: preventivní řešení

Výběr maziva je jedinou nejvíce ovladatelnou proměnnou při prevenci problémů při tváření pozinkované oceli - Ne, ne. Chemická složení maziva musí být slučitelné s reaktivní povahou zinku. Kritickým parametrem je kontrola pH. Maziva s pH nad 8,5 nebo 9,0 mohou vyvolat "saponifikaci", což je reakce, kdy alkalické maziva napadnou zinek a vytvoří tak zbytek podobný mýdlu. To nejenom pošpiní díl, ale může také zaškrtit kostku.

Zlaté pravidlo mazání: Udržujte pH mezi 7,8 a 8,4. Tento rozsah je "sweet spot", který poskytuje dostatečnou ochranu proti korozi bez toho, aby napadl povlak. Kromě toho se průmysl odkloní od těžkých minerálních olejů, které zanechávají zbytky, které komplikují svařování a čištění, a přistupuje k syntetickým mazivám. Syntetické materiály (jako například tekutiny na bázi polymerů) nabízejí vynikající pevnost filmu, který odděluje matrici od obrobku bez bolesti hlavy spojené s čištěním oleje.

Pro velké množství výroby, kde je přesnost na prvním místě, je nezbytné partnerství s schopnými dodavateli. Komplexní lisyovací řešení společnosti Shaoyi Metal Technology překlenout propast mezi prototypováním a sériovou výrobou, a to pomocí procesů certifikovaných podle normy IATF 16949 pro řízení těchto složitých proměnných. Jejich odborné znalosti v oblasti manipulace s potahovanými ocelí umožňují přísnou kontrolu celého procesu tvarování, což zajišťuje optimalizaci strategií mazání a obrábění pro výrobu bez vad.

Dále: svařování a dokončování

Důsledky rozhodnutí o štampování se často projevují níže na výrobní lince. Hlavním problémem bezpečnosti a kvality je tvorba výparů zinku během svařování. Pokud se štampovací maziva správně neodstraňuje nebo pokud reaguje se zinkem, může to zhoršit porozitu svařovacích zařízení a zvýšit objem toxických výparů oxidu zinku, což vede k "metalovému kouři" mezi obsluhou. Čistitelnost lisované části je proto bezpečnostním prvkem.

Přílepnost barvy je další obětí špatné kontroly procesu lisování. Pokud se na dílech s zbytkem zinku (z maziv s vysokým pH) použijí barvy na bázi alkydů, bude barva vylučována selháním mechanismu známého jako zepsání. Pro zajištění správné adhéze barvy jsou pro vyrazované části obvykle nutné předběžné zpracování fosfátovým konverzním povlakem. Tento chemický proces přeměňuje povrch na nereaktivní vrstvu, která podporuje silné vazby barvy a neutralizuje rizika, která vzniknou během fáze lisování.

Závěr

Ovládnutí lisování ocelové ocelové oceli vyžaduje přechod od reaktivního řešení problémů k proaktivnímu inženýrství procesů. Není dostatečné pouze aplikovat více oleje při rozštěpení dílů; celý tribologický systém - typ povlaků, materiál, pH maziva a topografie povrchu - musí být vyvážený. Pochopením odlišných mechanismů, jakým se zinek odbírá, odlupuje a chemicky zabarvuje, mohou výrobci proměnit známou výrobní bolest v spolehlivý, vysoce kvalitní proces.

Rozdíl mezi 10% šrotem a téměř nulovými vadami spočívá často v neviditelných detailech: pH maziva, povlak na matici nebo mikroskopická drsnost povrchu plechu. Pozornost na tyto proměnné je charakteristickým znakem tiskárny světové třídy.

Nejčastější dotazy

1. Co způsobuje černé známky na ocelových částech?

Černé známky jsou obvykle způsobeny oxidací tření nebo "tření polymery". Když se při lisování vytváří nadměrné teplo kvůli špatnému mazání nebo těsnému průchodu, zinek nebo hliník v povlakě se oxidují a vytvářejí tmavé pruhy. Vysoký obsah síry v procesní vodě může také reagovat s zinkem a tvořit černé skvrny.

2. Věříme, že Proč se barva odlupuje z ocelové oceli?

Peeling barvy je často způsoben zečistením. Pokud se na ocelovaný povrch aplikuje barva na bázi alkydů, reakce zinku s pryskyřicemi vytváří na jeho rozhraní mísu mýdla, která způsobuje delaminování barvy. Aby se tomu zabránilo, je nutné řádné čištění a použití fosfátového konverzního povlaků nebo pracího primeru.

3. Věříme, že Jak zabráním bílé hrudě na štampovaných dílech?

Bílá hrůza vzniká, když jsou ocelované části vystaveny vlhkosti bez dostatečného průtoku vzduchu, což je běžné u těsně vkládaných hromad. Aby se tomu zabránilo, ujistěte se, že před skladováním jsou části zcela suché, použijte vzduchové nože k odstranění zbytkové chladicí kapaliny a skladujte části v klimatizovaném prostředí s nízkou vlhkostí.