Автокөлік штамптау үшін болат маркаларын таңдау: Инженерлік критерийлер

ҚЫСҚАША

Автомобильдік штамповка үшін оптималды болат маркаларын таңдау үшін формалау (пластикалық қабілет), механикалық беріктік (серпімділік/созылу) және өндіріс құны арасындағы дәл тепе-теңдікті сақтау қажет. Төмен көміртегілі болаттар (мысалы, SAE 1008) бетінің сапасы жоғары болғандықтан кузов панельдері үшін стандарт болып табылса да, қазіргі заманғы қауіпсіздік талаптары өнеркәсіпті конструкциялық беріктікті қамтамасыз ету үшін Жоғары беріктікті Төмен Қоспалы (HSLA) және Алдыңғы Қатарлы Жоғары Беріктікті Болаттарға (AHSS) қарай ығыстырды. Материалды таңдаудың сәттілігі металлдың жарылмай созылу қабілеті мен соқтығысуда энергияны жұту қабілеті арасындағы үйлесімді түсінуіне байланысты.

Негізгі таңдау факторлары: Инженерлік критерийлер

Түрді анықтаудың алдында, инженерлер бөлшектің геометриясы мен қызметіне сәйкес материалдың механикалық қасиеттерін бағалап шығуы керек. Автомобильдің штамповкасындағы негізгі компромисс әмбебап шығар танылған: беріктік артқан сайын, пішіндеуге бейімділік жалпы төмендейді. Кері байланыс қатынасы терең тартылған бөлшектер үшін созылуды, ал қауіпсіздіктің маңызды компоненттері үшін созылу беріктігін басымдату керектігін білдіреді.

Штамповкаланатын материалдардың негізгі көрсеткіштері:

• Төзімділік беріктігі мен созылу беріктігі: Төзімділік беріктігі серпімді деформацияның шегін анықтайды, ал созылу беріктігі сынудың нүктесін анықтайды. Құрылымдық бөлшектер үшін жүктеменің астында тұрақты деформацияның болмауы үшін жоғары төзімділік нүктесі өте маңызды.
• Созылуды (n-мәні): Қатайту көрсеткіші (n-мәні) болаттың кернеуді қалай жақсы тарата алатынын көрсетеді. Жоғары n-мәндер жергілікті жұқарту немесе жыртылу болмай, күрделі пішіндерді жасауға мүмкіндік береді.
• Анизотропия (r-мәні): Бұл материалдың жұқаруға қарсы тұрақтылығын өлшейді. Май ыдыстары немесе газ бактары сияқты терең созу қолданбалары үшін жоғары r-мән маңызды.

Құнының тиімділігі де маңызды рөл атқарады. Алдыңғы қатарлық маркалар салмақты азайтуға мүмкіндік береді, бірақ жиі үлкен күшпен жұмыс істейтін престерді және қосымша тозуға төтеп бере алатын қымбат құрал-жабдық қаптамаларын қажет етеді. Worthy Hardware осы параметрлерді түсіну - жарылу немесе аса көп серпімділік сияқты қымбатқа түсетін өндірістік дұрыс емес жұмыстарды болдырмаудың алғашқы қадамы.

Стандартты көміртегілі болат маркалары (Негізгі болат түрлері)

Көміртегілі болаттар автомобиль өнеркәсібінің негізі болып табылады және автомобильдің жалпы салмағының үлкен пайызын құрайды. Бұл маркалар қаттылығы мен пластикалығына тікелей әсер ететін көміртегі мөлшеріне қарай классификацияланады.

Төмен көміртегілі және шамалы болат (SAE 1008, 1010)

Төмен көміртегілі болаттар, жиі шамалы болат деп аталады, әдетте 0,25% аз көміртегіні құрайды. Мысалы, SAE 1008 және SAE 1010 шығын, капоттар және есік панельдері сияқты көрінетін «Class A» беткі бөлшектер үшін өнеркәсіптік стандарт болып табылады. Олардың жоғары дуктильдігі олардың сынуға ұштаспай күрделі, үлкен қисықтарға тартылуына мүмкіндік береді. Сонымен қатар, олардың дәнекерлеу және бояуға қолайлылығы Ортаның І (BIW) жинақтау үшін идеалды етіп қылады.

Орта және Жоғары көміртегі бар болат (SAE 1045, 1095)

Көміртегі мөлшері артқан сайын, болат қаттырақ және берік болады, бірақ пішіндеуге қабілеті төмендейді. Сыртқы қабаттың тозуға төзімділігі жоғары болатын бөлшектер үшін, мысалы, тістегіштер немесе тіреулер үшін SAE 1045 сияқты орта көміртегі бар болаттар қолданылады. Өте қаттылық пен пішінін сақтауын талап ететін, мысалы серіппелер немесе клиптер сияқты қолдануларда SAE 1095 жоғары көміртегі болаттары ең жақсы жұмыс істейді. Talan Products бұл сорттардың беріктігі жоғары болатынын, бірақ олардың тегістеу процесіне қиындық туғызатынын, жиі бірнеше пішіндеу сатыларын немесе жылулық өңдеуді талап ететінін байқау керек.

Жоғары беріктік және жетілдірілген болаттар (HSLA & AHSS)

Отынның экономиялылығына қатаң мән беретін стандарттар мен авария қауіпсіздігіне қойылатын талаптарды орындау үшін автомобиль инженерлері жиірек Жоғары беріктік Төмен қоспалы (HSLA) және Жетілдірілген Жоғары беріктік болаттарды (AHSS) қолданады. Бұл материалдар өндірушілерге салмақты азайту үшін жұқа тақшаларды (жұқарту) қолдануға мүмкіндік береді, бірақ конструкциялық беріктікті жоғалтпай.

HSLA болаттар ванадий немесе ниобий сияқты элементтердің микротұрғыдан қоспалануы арқылы беріктігін алады. Олар шасси бөлшектері, суспенция иінтіректері және күшейткіштер үшін кеңінен қолданылады. AHSS , мысалы Екі фазалы (DP) және Түрлендіру индукцияланған пластикалылық (TRIP) болаттар, әлдеқайда агрессивті беріктік-салмақ қатынасын ұсынады, олардың кернеу беріктігі жиі 800 МПа-дан асады.

Бұл материалдарды өңдеу үшін арнайы мүмкіндіктер қажет. Жоғары беріктік металдың тегістеуден кейін бастапқы пішініне қайту үндеуі — «серпімді оралу» құбылысына әкеледі. Осыны шешу үшін алдында дамыған матрица дизайны мен мықты престік желілер қажет. Бағыттауыш иіндіктер немесе рамалар сияқты күрделі конструкциялық бөлшектер үшін жоғары тоннажды талаптарды қанағаттандыра алатын өндірушімен серіктестік маңызды. Мысалы, Shaoyi Metal Technology осындай маңызды қауіпсіздік компоненттерін тиімді жеткізу үшін IATF 16949 стандартына сәйкес сертификатталған дәлдік пен 600 тоннаға дейінгі престік мүмкіндіктерді пайдаланады.

Коррозияға төзімді және ерекше болат нұсқалары

Шықпалар немесе сыртқы безендіру сияқты қатаң орталарға ұшырайтын бөлшектер үшін коррозияға төзімділік шешуші фактор болып табылады. Цинкпен капталған көміртегілі болат денелерін қорғау үшін гальванизация қолданылады, бірақ нақты қолданыстар ерекше болаттың тән қасиеттерін талап етеді.

Ферритті ерекше болат (400-шы серия): 409 сыныпты автомобильдердің оттегі жүйелері үшін таңдау болып табылады. Ол 300 сериясына қарағанда арзан бағада тотығуға төзімді және жоғары температурада тотығуға төзімді. Магнитті және қалыпты формаға ие.

Аустенитті тот баспайтын болат (300-серия): 304 дәрежелі материал коррозияға төзімділік пен магнитті емес, эстетикалық жағынан жағымды бітіруді қамтамасыз етеді. сәйкес Ларсонның құралы мен мөрлеу бұл дәрежеде декоративтік қаптамалар, дөңгелектер жабулары және тот баспаған бөлшектер үшін артықшылық беріледі. Алайда, ол қымбат және жұмыс қатаюына бейім, бұл штамптау процесін қиындатады.

Қолданбаларды карталау: Қай бөлім үшін қай сынып?

Дұрыс материалды таңдау ең соңында бөлшектің көлік құрылымындағы орны мен мақсатына байланысты. Бұл шешімдер матрицасы таңдау процесін жеңілдетуге көмектеседі:

• Көрінетін сыртқы (қапшық панельдері): Бет сапасы мен формалану қабілеті басым. Қолдану: Төмен көміртекті / IF болат / Бектірілетін қатты болат.
• Қауіпсіздік қашықтығы (піллер, шатыр рельстері): Алдымен энергияны сіңіру және апаттан қорғау керек. Қолдану: Екі фазалы (DP) немесе борлы болат (жылу баспамен басылған).
• Шасси мен жабдықтау жүйесі: Ең бастысы - шаршау беріктігі мен беріктігі. Қолдану: HSLA 350/420 заңына сәйкес.
• Шығын және жылу қалқандары: Алдымен жылу мен коррозияға төзімділік. Қолдану: 409 немесе алюминийленген болаттан жасалған.

Материал қасиеттерін қосымшаның нақты стресс және қоршаған орта жағдайларына сәйкестендіру арқылы инженерлер өндіріс шығындарын бақылаумен бірге ұзақ өмір сүруін және өнімділігін қамтамасыз ете алады.

Болат таңдау стратегиясының қысқаша сипаттамасы

Қарапайым жұмсақ болаттан күрделі көп фазалы қорытпаға көшу қазіргі автомобиль техникасының эволюциясын білдіреді. Мүшелеу жобаларының табыстысы тек кестеден дәрежеді таңдауға ғана емес, сонымен қатар бөлшектің бүкіл өмір сүру циклын талдауға байланысты, пресс желісінен соқтығысу сынақ зертханасына дейін. Электрлік көліктердің жеңіл салмағына немесе коммерциялық жүк көлігінің беріктігіне сай бола ма, дұрыс болат сапасы автомобиль қауіпсіздігі мен тиімділігінің негізі болып табылады.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. жасыл және Стамптаудағы HSLA мен жұмсақ болат арасындағы айырмашылық қандай?

HSLA (Жоғары беріктігі аз қорытпалы) болат, қорытпа элементтерінің қосылуының арқасында, жұмсақ болаттан едәуір мықты, бұл жұқа, жеңіл бөлшектерді жасауға мүмкіндік береді. Алайда, HSLA формаға бейім емес және терең тартылатын корпус панельдері үшін қолданылатын жұмсақ, иілгіш жұмсақ болатқа қарағанда көбірек күш пен дәл өшіруді талап етеді.

2. Жақсылық Неліктен SAE 1008 автомобиль корпустары панельдері үшін артықшылық береді?

SAE 1008 стандарттары оның өте жақсы формалану қабілеті мен бетін өңдеу сапасына байланысты артықшылық береді. Оның аз көміртектілігі күрделі, жылтыраңқы пішіндерге бөлінбей салуға мүмкіндік береді және машинаның сыртқы көрінісі үшін өте маңызды бояу үшін тұрақты бетті қамтамасыз етеді.

3. Жақсылық Тұтқысыз болатты автомобиль бөлшектерінде қолдануға бола ма?

Тұтқыр емес болат өте берік және коррозияға төзімді болса да, AHSS немесе HSLA-ға қарағанда, құрылыстық қауіпсіздік қашықтарында кеңінен қолдануға тым қымбат. Ол негізінен оттегінің (жоғарғы жылуға төзімділік) және сәндік безендіру (коррозияға төзімділік) үшін арналған, бірақ кейбір арнайы жоғары өнімділікті қолданбалар оны құрылым үшін қолдана алады.