Mélyhúzott kihúzó olajteknők: Folyamat, specifikációk és mérnöki útmutató

TL;DR

Mélyhúzásos sajtolású olajteknők olyan precíziós fémalakítási eljárás, amely repedésmentes, szivárgásmentes tartályokat hoz létre lapos lemezacél — általában Intersticiális Szabad (IF) vagy Extra Mélyhúzású Acél (EDDS) — alakításával olyan bonyolult formákba, ahol a mélység meghaladja az átmérőt. A süllyesztett alumínium alternatívákkal ellentétben a sajtolt teknők jobb alakíthatóságot, kisebb tömeget és alacsonyabb költségeket nyújtanak nagy sorozatgyártásban.

A kulcsfontosságú gyártási mutatók közé tartozik akár 13 inches -es húzásmélység elérése, miközben a perem síktartása a 0,1 mm -en belül marad, hogy biztosítsa a tökéletes tömítést. Ezt az eljárást 400 és 2000+ tonnás hidraulikus vagy mechanikus sajtokkal kell végezni az anyagáramlás szabályozásához, valamint a redőződés vagy szakadás megelőzéséhez.

Mélyhúzásos sajtolás vs. öntés: A mérnöki érvelés

Autóipari mérnökök és beszerzési menedzserek számára a mélyhúzott acél és az öntött alumínium olajteknők közötti választás gyakran három tényezőre redukálódik: tartósság, súly és tömítettség . A mélyhúzás egyetlen fémlapkából hoz létre varratmentes, üreges, tengelyszimmetrikus alkatrészt, ezzel alapvetően kiküszöbölve a hegesztett szerkezetekhez társuló szivárgási utakat.

Szerkezeti integritás és hidegalakításos keményedés

Bár az öntött alumínium merevséget biztosít, ütés hatására repedésre hajlamos – ez kritikus meghibásodási forma az úttestről származó törmeléknek kitett, alacsonyan elhelyezkedő olajteknők esetében. A mélyhúzott acél viszont munka általi keményedés (vagy alakítási keményedés) hasznot húz a kialakítási folyamatból. Ahogy az anyagot nyújtják, kristályszerkezete újraszerveződik, jelentősen növelve a húzószilárdságot. Egy sajtolt acélteknő ütés hatására inkább behorpad, semsem széttörik, így megőrzi a motor kenőrendszerét.

Költség- és térfogat-hatékonyság

A mélyhúzás a domináns választás nagy sorozatú autóipari gyártás esetén. Miután az alkatrész (sajtolóforma és dörzsár) validálva lett, a ciklusidő másodpercekben mérhető. Ellentétben a öntéssel, amelynél hosszabb hűlési idő és kiterjedtebb másodlagos megmunkálás szükséges. Nehézüzemű dízelalkalmazásoknál a sajtolt tartályok, amelyek .071” CR IF (hidegen hengerelt interstitialis szabad) acélból készülnek, biztosítják a szükséges robosztusságot anélkül, hogy vastagfalú öntvények súlytöbbletét kellene viselni.

Lépésről lépésre történő gyártási folyamat

Egy hibamentes olajteknő előállítása szigorú, többfokozatú folyamatot igényel. A lapos tekercsből indulva egy 13 hüvelyk mély tárolóegység előállítása pontos anyagáramlás- és tribológia-irányítást követel meg.

1. Alakítás és kenés

A folyamat során az alakítás első lépése a kiinduló alak, az úgynevezett „nyersdarab” kivágása a tekercsből. A nyersdarab méretét terület, hanem térfogat alapján számolják ki, hogy figyelembe vegyék az anyag áramlását. Speciális, nagy nyomású kenőanyagokat alkalmaznak a lemez és az alakítószerszám közötti súrlódás csökkentésére, ami kritikus fontosságú a karcolás megelőzése érdekében extrém alakítás során.

2. Az alakítási művelet

Ez a lépés a meghatározó. A nyersdarabot egy sajtógyűrű pontos nyomással fogja össze—túl alacsony nyomás ráncolódást okoz, túl magas nyomás pedig szárazásokat. Egy mechanikus vagy hidraulikus ütőszervek a fémet a forma üregébe nyomják. Mély edények esetén (pl. 8-13 hüvelyk) több alakítási állásra (újraalakításra) lehet szükség ahhoz, hogy elérjék a végső mélységet anélkül, hogy túllépnék a fém alakíthatósági hatásgörbéjét (FLD).

3. Vasalás és falvastagság-szabályozás

A mélyhúzás során a anyag automatikusan elvékonyodik az aljánál, míg a peremnél megvastagszik. Pontos kiegyenlítő lépéseket gyakran beépítenek az anyag újraelosztására, hogy biztosítsák a falak egyenletes vastagságát. A gyártóknak a falvastagságot szigorú tűréshatárokon belül (általában ±0,13 mm) kell tartaniuk a szerkezeti teljesítmény érdekében.

Ezeknek az összetett geometriáknak az elérése erős felszereltségű gyártási partnerekre támaszkodik. Olyan beszállítók, mint a Shaoyi Metal Technology akár 600 tonnás sajtokat is használnak, és szigorúan betartják a A szövetek szabványokat, hogy áthidalják a rést a gyors prototípusgyártás és kritikus alkatrészek – például alvázak és olajtepsik – tömeggyártása között.

4. Vágás és peremezés

Miután a forma kialakult, a felesleges anyagot levágják. A perem – az a tömítési felület, amely az alapblokkal illeszkedik – ekkor laposra kerül. Ez a legfontosabb minőségi jellemző; egy torzult perem garantáltan olajszivárgást okoz. A vezető gyártók általában 0,1 mm-t 250 mm-en belül lapossági tűrést céloznak meg, hogy tökéletes illeszkedést biztosítsanak a tömítőgyűrűvel.

Mélyhúzásra szánt anyagspecifikációk

A megfelelő acélminőség kiválasztása elengedhetetlen az olajteknők esetében, amelyek súlyos alakváltozáson mennek keresztül. A szokványos széntartalmú acél gyakran nem rendelkezik elegendő nyúlási tulajdonsággal.

A legtöbb nehézüzemű alkalmazás esetén a gyártók olyan anyagokat írnak elő, mint a .071" (1,8 mm) CR IF vagy .055" (1,4 mm) EDDS ezek az osztályozások olyan „nyúlási” arányokat tesznek lehetővé, amelyek szétszakítanák a szabványos acélokat.

Kritikus tervezési és minőségi szempontok

Az olajteknő tervezése nem csupán az alakról szól. A szerelvénynek több funkciót is integrálnia kell, miközben szigorú érvényesítési teszteken kell átmennie.

Szivárgás-tesztelés és érvényesítés

A nulla hiba a szabvány. A kész olajteknők 100%-os szivárgásvizsgálaton esnek át, amely általában egy 1,5 Bar-os légszivárgási tesztet vagy 30 másodperces víz alatti merítést foglal magában, hogy mikroszkopikus tűlyukakat azonosítson. Acélteknők esetén sópermetes vizsgálat (gyakran több mint 480 óra) is kötelező az e-bevonat vagy porfesték tartósságának igazolásához az útsókkel szemben.

Funkciók integrálása

A modern olajteknők nem csupán héjak, hanem összeszerelt egységek. A következőket igénylik:

• Belső válaszfalak: Ponthegesztéssel rögzített elemek az olajszint megőrzésére nagy terhelésű kanyarodás vagy fékezés során.
• Leeresztődugó ülések: Erősített felületek, amelyeknek ki kell bírniuk a 80 N·m-t meghaladó nyomatékot deformálódás nélkül.
• Pálcás vezetők: Pontosan kihúzott csövek, amelyek az oldalfalba vannak integrálva.

Kihúzási szögek és lekerekítések

Ahhoz, hogy a darab könnyen eltávolítható legyen az alakból, a függőleges falaknál általában szükség van kihúzási szögre. A mélyhúzás azonban egyenesebb falakat tesz lehetővé, mint az öntés. A sarkok lekerekítése bőkezű legyen – általában 6–8-szoros anyagvastagság – hogy elősegítse az anyagáramlást, és csökkentse a repedésekhez vezető feszültségkoncentrációkat.

A tökéletes tömítés tervezése

A mélyhúzás továbbra is az olajteknők gyártásának aranystandardszámtart, mivel kiegyensúlyozza a költséget, a súlyt és a megbízhatóságot. Az IF acélhoz hasonló fejlett anyagok és pontos folyamatirányítás – például a nyersdarab-tartó nyomásától a perem kisimításáig – alkalmazásával a gyártók olyan alkatrészeket szállíthatnak, amelyek túlélik a védeni kívánt motort. A mérnökök számára a siker a húzásmélység, az anyag megnyúlása és a tömítési tűrések pontos előírásainak korai meghatározásában rejlik a tervezési fázisban.

Gyakran Ismételt Kérdések

1. Mi a különbség a mélyhúzás és a hagyományos sajtolás között?

A fő különbség a mélység-átmérő arányban van. A mélyhúzást olyan eljárásnak definiálják, amelynél az alkatrész mélysége meghaladja az átmérő felét. Ez jelentős anyagáramlást és nyújtást igényel, míg a hagyományos sajtolás (vagy sekély húzás) elsősorban a vágásra, hajlításra és a felületi részletek kialakítására koncentrál minimális falvastagság-csökkenéssel.

2. Melyik acél a legjobb mélyhúzott olajteknők esetén?

Intersticiális mentes (IF) acél és Extra Mélyhúzású Acél (EDDS) a leggyakoribbak. Ezek az osztályok ultracsekély szén tartalommal rendelkeznek, és titán vagy nióbium stabilizálással vannak ellátva, így extrém alakíthatóságot biztosítanak, amely lehetővé teszi a nagy mélységű (8–13 hüvelyk) formákba történő nyújtást repedés vagy szakadás nélkül.

3. Miért érdemes acélsajtolt alkatrészt használni öntött alumínium helyett?

A sajtolt acél általában könnyebb, rugalmasabb és lényegesen olcsóbb nagy mennyiségben gyártani, mint az öntött alumínium. Bár az öntött alumínium merevebb, ütközésnél repedékeny lehet a közúti törmelék hatására. A sajtolt acél inkább behorpad, semmint eltörik, így jobb védelmet nyújt az motor olajellátásának meghibásodása esetén.