KRATKO

Žigosanje pocinčanog čelika predstavlja jedinstven tribološki izazov: mekani i reaktivan sloj cinka stvara posebno ponašanje pri trenju u odnosu na obični čelik. Glavni problem je "prijenos cinka" ili galling, kada se sloj prenese na površinu alata, što uzrokuje pojavu "lijepljenja-klizanja", koju operateri često opisuju kao scvitanje slično kreći na ploči. Ova nestabilnost pri trenju uzrokuje pucanje dijelova, odlamivanje prevlake i brzo trošenje alata.

Kako bi se riješile ove probleme žigosanja pocinčanog čelika , proizvođači moraju upravljati cijelim tribološkim sustavom. To uključuje održavanje pH-a maziva između 7,8 i 8,4 kako bi se spriječilo obojavanje, korištenje alata s PVD prevlakom (kao što je TiAlN) za smanjenje adhezije te povećanje razmaka matrica kako bi se nadoknadila debljina prevlake. Uspjeh leži u sprječavanju početnog prijenosa cinka koji pokreće katastrofalni kvar alata.

Kriza trenja i grebanja: prenošenje cinka i održavanje matrica

Najčešći oblik otkazivanja kod žigosanja pocinčanog lima je grebanje, uobičajeno nazvano "prijeliv cinka". Za razliku od abrazivnog trošenja koje se javlja kod čelika visoke čvrstoće, prijeliv cinka predstavlja mehanizam adhezivnog otkazivanja. Meka cinkovana prevlaka pod ogromnom toplinom i tlakom tokom vučenja doslovnno se fuzira na površinu matrice. Kako se jednom započne ovaj prijenos, mijenja se geometrija i kvaliteta površine matrice, stvarajući grube, visokofrekventne zone koje ogrebaju i uništavaju naredne dijelove.

Istraživanja provedena pomoću simulatora vučnih žiga otkrila su karakteristično ponašanje „zaključavanje-proklizavanje“ kod elektro cinkiranih čelika. Tijekom testiranja, ovo se pojavljuje kao početni skok opterećenja — nagli skok sile trenja dok se cink prihvaća za alatni čelik. Na radnom mjestu, ova nestabilna sila trenja stvara čujni vriskavi ili drobni zvuk. Ova nestabilnost nije samo smetnja; ona uzrokuje neujednačeni tok materijala, zbog čega se čelik može zaključati u područjima stezne ploče ili izobličiti tamo gdje bi trebao slobodno teći.

Kako bi se borila protiv toga, strategije održavanja moraju se razvijati. Tradicionalne tehnike poliranja korištene za goli čelik mogu biti štetne ako su previše agresivne. Umjesto toga, potrebno je usredotočiti se na održavanje zrcalne obloge koja sprečava početnu adheziju. Napredni PVD (Physical Vapor Deposition) premazi, kao što su titanijum aluminijum nitrid (TiAlN) ili ugljik poput dijamanta (DLC), su neophodni za moderne obloge. Ovi tvrdi, glatki premazi pružaju kemijsku barijeru na koju se cink ne može lako vezati, što značajno produžava intervale između zaustavljanja održavanja.

U slučaju da se ne radi o ispitivanju, potrebno je utvrditi:

Razumijevanje razlike između luštenja i praška je ključno za dijagnosticiranje temeljnog uzroka kvara. Ova dva nedostatka izgledaju slično neovlađenom oku, ali su posljedica potpuno različitih metalurških načina kvarova. Pogrešno ih dijagnosticiranje često dovodi do skupih, neučinkovitih mjera.

Odvojena je kvar lepljenja na prijelazu između čelika i cinkove premaze. Obično se pojavljuje kao veliki, različiti čipovi cinka koji se odlučuju, često uzrokovani prekomjerno debelom premazom (obično preko 810 mils) koji stvaraju visoke unutarnje napore tijekom deformacije. Često se uočava u proizvodima od žarišta na vrućem gumoju (GI) gdje krhki intermetallicni sloj na interfejsu pukne pod stresom šišanja.

Slijedeći: , za razliku od toga, je koherentni neuspjeh unutar samog premaza. To se manifestuje kao fine prašine ili nakupljanje otpada u matici. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 1225/2009 Komisija je odlučila da se odluka o pokretanju postupka primjene primjene Direktive 2008/57/EZ odredi na temelju članka 3. stavka 1. Dok je galvanal tvrđi i zavariviji, njegov premaz je inherentno krhkiji. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 Komisija je odlučila o uvođenju mjera za utvrđivanje vrijednosti proizvoda u skladu s člankom 3. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 1225/2009 i o izmjeni Uredbe (EZ) br. 1225/2009 u skladu s člankom 3.

Površinski defekti: crnjenje, mrlja i bijela trlja

Osim strukturnih oštećenja, estetski nedostaci su glavni uzrok otpisa, posebno kod vanjskih automobilskih ploča. „Pocrnjenje“ je učestal pojava koju uzrokuje oksidacija nastala trenjem. Kada proces utiskivanja proizvodi prekomjernu toplinu, aluminij ili cink u prevlaci se brzo oksidiraju, ostavljajući tamne pruge na dijelu. To je često znak da je barijera podmazivanja prestala djelovati.

„Bijeli hrđa“ (korozija zbog skladištenja u vlažnom stanju) još je jedan rašireni problem, iako obično nastaje tijekom skladištenja, a ne na preši. Pojava nastaje kada cink reagira s vlagom u okruženju bez kisika, primjerice između gusto složenih dijelova. Kako bi se to spriječilo, dijelovi se moraju temeljito osušiti — najčešće pomoću zračnih noževa — prije slaganja. Uzorci slaganja trebaju omogućiti cirkulaciju zraka kako bi se spriječilo zadržavanje vlage.

Na biljku također utječu i okolišni faktori. Visoke razine sumpora ili sulfata u procesnoj vodi mogu reagirati sa cinkom i stvoriti crne mrlje. Operateri moraju nadzirati kvalitetu vode koja se koristi za razrjeđivanje podmazivača, jer čak i manje promjene u kemijskom sastavu komunalne vode mogu izazvati nagli nastanak površinskih nedostataka.

Strategija podmazivanja i alata: Preventivno rješenje

Izbor podmazivača je najvažnija kontrolirana varijabla u sprečavanju probleme žigosanja pocinčanog čelika . Kemijski sastav podmazivača mora biti kompatibilan s reaktivnim karakterom cinka. Ključan parametar je kontrola pH vrijednosti. Podmazivači s pH vrijednošću iznad 8,5 ili 9,0 mogu pokrenuti "saponifikaciju", reakciju pri kojoj alkalni podmazivač napada cink i stvara ostatak sličan sapunu. To ne samo da prlja dio, već može začepljavati kalup.

Zlatno pravilo podmazivanja: Održavajte pH između 7,8 i 8,4. Ovaj raspon je "slatka točka" koja osigurava dovoljnu zaštitu od korozije bez napada na prevlaku. Štoviše, industrija se sve više prebacuje s teških mineralnih ulja, koja ostavljaju ostatak koji otežava zavarivanje i čišćenje, na sintetička podmaziva sredstva. Sintetika (kao što su polimerne tekućine) nudi izvrsnu čvrstoću filma kako bi se odvojio alat od obratka, bez problema s čišćenjem povezanih s uljem.

Za proizvodnju velikih serija gdje je preciznost presudna, ključno je surađivati s kompetentnim dobavljačima. Kompletna rješenja za utiskivanje tvrtke Shaoyi Metal Technology premostiti jaz između prototipiranja i masovne proizvodnje, iskorištavajući procese certificirane prema IATF 16949 kako bi upravljali ovim složenim varijablama. Njihovo iskustvo u rukovanju čelicima s prevlakom omogućuje strogu kontrolu cijelog procesa oblikovanja, osiguravajući da su strategije podmazivanja i alata optimizirane za proizvodnju bez nedostataka.

Posljedice u nizvodnim procesima: Zavarivanje i završna obrada

Posljedice odluka u procesu kaljenja često se pojavljuju kasnije na sklopnici. Važan aspekt sigurnosti i kvalitete je nastanak cinkovih para tijekom zavarivanja. Ako se podmazivanje za kaljenje ne ukloni ispravno ili ako reagira s cinkom, to može pogoršati poroznost zavaraca i povećati volumen otrovnih para cink-oksida, što kod operatera može dovesti do „groznice zbog metalnih para“. Stoga je mogućnost čišćenja kaljenog dijela značajka sigurnosti.

Prianjanje boje još jedna je žrtva loše kontrole procesa kaljenja. Ako se alkidne boje koriste na dijelovima s ostacima cinkovih sapuna (iz podmazivanja visokog pH), boja će se odvajati — mehanizam otkazivanja poznat kao sapifikacija. Kako bi se osiguralo pravilno prianjanje boje, kaljeni dijelovi obično zahtijevaju pretretman fosfatnom prevlakom. Ovaj kemijski proces pretvara površinu u neaktivni sloj koji potiče jaku adheziju boje, neutralizirajući rizike nastale tijekom faze kaljenja.

Zaključak

Ovladavanje utiskivanjem cinkovane čelika zahtijeva prelazak s reaktivnog otklanjanja poteškoća na proaktivno inženjerstvo procesa. Nije dovoljno jednostavno nanijeti više ulja kada se dijelovi puknu; cijeli tribološki sustav – tip premaza, materijal alata, pH maziva i topografija površine – mora biti uravnotežen. Razumijevanjem različitih mehanizama prikupljanja cinka, odvajanja komadića i kemijskog obojenja, proizvođači mogu pretvoriti poznati problem u proizvodnji u pouzdan i visokokvalitetan proces.

Razlika između 10% otpada i gotovo nulte greške često leži u nevidljivim detaljima: pH maziva, premazu na alatu ili mikroskopskoj hrapavosti površine lima. Pažnja na te varijable je znak prve klase tlačnice.

Često postavljana pitanja

1. Što uzrokuje crne mrlje na dijelovima od cinkovanog čelika?

Crne mrlje su obično posljedica oksidacije trenjem ili tzv. „polimera trenja“. Kada tijekom procesa utiskivanja nastane prekomjerna toplina zbog lošeg podmazivanja ili malih razmaka, cink ili aluminij u prevlaci se oksidira, stvarajući tamne pruge. Visok sadržaj sumpora u procesnoj vodi također može reagirati s cinkom i stvoriti crne mrlje.

2. Zašto se boja ljušti s cinkovane čelika?

Ljuštenje boje često je uzrokovano sapifikacijom. Ako se alkidna boja nanese izravno na cinkovanu površinu, cink reagira s smolama i stvara sloj sapuna na spoju, što uzrokuje odvajanje boje. Da bi se to spriječilo, potrebno je temeljito čišćenje te korištenje fosfatnog prevlacnog premaza ili ispirnog gruntiranja.

3. Kako spriječiti bijeli hrđu na utisnutim dijelovima?

Bijela hrđa nastaje kada su cinkom prevučeni dijelovi izloženi vlazi bez dovoljnog protoka zraka, što je često kod gusto složenih sklopova. Kako biste to spriječili, osigurajte da su dijelovi potpuno suhi prije slaganja, koristite zračne noževe za uklanjanje preostalog rashladnog sredstva te skladištite dijelove u okruženju s kontroliranom klimom i niskom vlažnošću.