TRUMPAI

Cinkuoto plieno spaudimas sukelia unikalią tribologinę problemą: minkštas ir reaktyvus cinko dėvis sukuria kitokį trinties elgesį, palyginti su neapdorotu plienu. Pagrindinė problema yra „cinko pernešimas“ arba nusidėvėjimas, kai dėvis perkelia ant įrankio paviršiaus, sukeliant „kibirkščiavimą-slydimą“, kurį operatoriai dažnai apibūdina kaip scypsėjimą, panašų į kreidą ant lentos. Ši trinties nestabilumas sukelia detalių plyšimus, dėvio lupimąsi ir greitą įrankių susidėvėjimą.

Norėdami išspręsti šias cinkuoto plieno spaudimo problemas , gamintojams reikia valdyti visą tribologinę sistemą. Tai apima tepalo pH palaikymą tarp 7,8 ir 8,4, kad būtų išvengta dėmėjimosi, naudojant PVD dengtas įrankių dangas (pvz., TiAlN), kad būtų sumažintas sukibimas, bei plečiant matricų tarpus, kad tilptų dangos storis. Sėkmė slypi pradinio cinko perkėlimo prevencijoje, kuris inicijuoja katastrofišką įrankių gedimą.

Trijos ir užstrigimo krizė: cinko kaupimasis ir įrankių priežiūra

Dažniausias galvanizuoto lenkimo gedimo tipas yra trijų susidarymas, dažnai vadinamas „cinko kaupimu“. Skirtingai nei abrazyvinis nusidėvėjimas, pasitaikantis su aukštos stiprybės plienais, cinko kaupimasis yra adhezinio tipo gedimo mechanizmas. Minkštas cinko dengimas dėl didžiulio traukos metu kylančio karščio ir slėgio tiesiog susilieja su įrankio paviršiumi. Kai šis perkėlimas prasideda, jis keičia įrankio geometriją ir paviršiaus apdorojimą, sukurdamas šiurkštų, didelio trinties koeficiento plotą, kuris brūkšnoja ir gadina tolesnes detalis.

Naudojant traukos bėgelio imitatorius atlikti tyrimai parodė būdingą „kibirkščiavimo-slydimo“ elgseną elektrozinkuotose plieno rūšyse. Bandymų metu tai pasireiškia pradiniu apkrovos šuoliu – staigiu trinties jėgos padidėjimu, kai cinkas prilimpa prie įrankio plieno. Gamyklos patalpoje nestabili trintis sukelia girdimą žviegimą arba barbenimą. Ši nestabilumas yra ne tik erzinantis veiksnys – jis sukelia nevienodą medžiagos srautą, dėl ko plienas užsifiksuoją spaustuvų zonose arba susidaro bangelės ten, kur medžiaga turėtų laisvai judėti.

Kad būtų galima su tuo kovoti, turi būti tobulinamos techninės priežiūros strategijos. Tradiciniai balto plieno poliravimo metodai, kurie yra pernelyg agresyvūs, gali būti kenksmingi. Vietoj to, reikėtų atkreipti dėmesį į veidrodžio apdailą, kuris neleistų iš pradžių prisiliesti. Modernūs PVD (Physical Vapor Deposition) danginiai, tokie kaip titano aliuminio nitridas (TiAlN) arba deimantinis anglis (DLC), yra būtini šiuolaikiniams matmenims. Šie kieti, minkšti danginiai sudaro cheminę barjerą, prie kurios cinkas lengvai nesiduoda, todėl intervalai tarp priežiūros sustabdymų yra žymiai ilgesni.

Dėvėjimo trikčių būdai: skaldymas arba milteliai

Žinant skirtumą tarp iškrūsto ir miltelių, būtina nustatyti pagrindinę gedimo priežastį. Šie du defektai atrodo panašūs į neįgūdintą akį, tačiau atsiranda dėl visiškai skirtingų metalurgijos gedimų. Netinkamai diagnozuojant, dažnai reikia brangiai ir neveiksmingai juos gydyti.

Šalinimas yra klijavimo gedimas plieno pagrindo ir cinko danga sąsajoje. Paprastai ji atsiranda kaip dideli, atskiri cinko dribsniai, dažnai atsirandantys dėl pernelyg storų dangų (paprastai daugiau nei 810 ml), kurie deformacijos metu sukelia didelę vidinę įtampą. Dažnai pastebėta karšto įkrovimo galvanizuotuose (GI) produktuose, kai trapi intermetalinis sluoksnis sąsajoje lūžis per kirtimo įtampą.

Apdoroti , priešingai, yra vientisa danga pačioje dangos medžiagoje. Ji pasireiškia kaip smulki dulkių ar šiukšlių kaupimasis mirgoje. Tai ypač būdinga cinkuotai legiruotai (GA) plieno rūšiai, kurios danga yra geležies-cinko lydinys. Nors galvanizacija yra kietesnė ir geriau suvirinama, jos danga iš prigimties yra trapesnė. Dulkinimo laipsnis dažnai siejamas su ištemptimi valcuojant (SPM) gaminant plieną; didesnė ištemptis gali pagerinti atsparumą dulkinimuisi, tačiau neigiamai paveikti atšilimo atsparumą, todėl medžiagų tiekėjams tenka sudėtingas kompromisas.

Paviršiaus defektai: juodinimas, dėmėjimas ir baltasis rūdijimas

Be struktūrinių gedimų, estetiniai defektai yra pagrindinė atliekų priežastis, ypač matomoms automobilių detalėms. „Juodinimas“ yra dažnas reiškinys, kurį sukelia trinties sukelta oksidacija. Kai štampavimo procesas sukuria pernelyg didelį šilumą, aliuminis arba cinkas dangtelio dėžėje greitai oksiduojasi, palikdamas tamsius ruožus dalyje. Dažnai tai signalizuoja, kad tepimo barjeras susiskaldė.

„Baltasis rūdys“ (drėgnos saugojimo dėmės) yra kita paplitusi problema, nors ji dažniausiai atsiranda sandėliavimo metu, o ne spaudoje. Ji atsiranda, kai cinkas reaguoja su drėgme be deguonies aplinkoje, pavyzdžiui, tarp glaudžiai sudėtų detalių. Tam, kad tai būtų išvengta, dalys turi būti gerai išdžiovintos – dažnai naudojant oro peilius – prieš dedant į krūvas. Sudėjimo schemos turėtų užtikrinti orui cirkuliuoti, kad būtų išvengta drėgmės užlaikymo.

Taip pat svarbūs ir gamyklos aplinkos veiksniai. Aukštas sieros arba sulfatų kiekis technologinėje vandens terpėje gali reaguoti su cinku, sukeliant juodus dėmes. Operatoriai privalo stebėti vandens kokybę, naudojamą tepalams skiesti, nes net menki komunalinio vandens cheminės sudėties pokyčiai gali sukelti staigų paviršiaus defektų protrūkį.

Tepimo ir įrankių strategija: prevencinis sprendimas

Tepalo pasirinkimas yra vienintelis svarbiausias kontroliuojamas kintamasis, užtikrinantis prevenciją cinkuoto plieno spaudimo problemas tepalo cheminė sudėtis turi būti suderinta su cinko reakcingumu. Svarbus parametras – pH reguliavimas. Tepalai, kurių pH virš 8,5 arba 9,0, gali sukelti „zaponifikaciją“ – tai reakcija, kurios metu šarmai puola cinką, sudarydami panašią į muilą nuosėdą. Tai ne tik palieka dėmes detales, bet taip pat gali užteršti formą.

Aukso taisyklė tepimui: Palaikykite pH nuo 7,8 iki 8,4. Šis diapazonas yra „saldus taškas“, kuris užtikrina pakankamą korozijos apsaugą, nesunaikindamas dėžės. Be to, pramonė pereina nuo sunkiųjų mineralinių aliejų, kurie palieka likutį, komplikuojantį suvirinimą ir valymą, prie sintetinių tepalų. Sintetiniai produktai (pvz., polimerinės kilmės skysčiai) siūlo puikią plėvelės stiprumą, skirtą atskirti įrankį nuo apdirbamojo gaminio be valymo problemų, susijusių su aliejumi.

Didelės apimties gamybai, kur tikslumas yra svarbiausias, būtina bendradarbiauti su pajėgiais tiekėjais. Shaoyi Metal Technology visapusiškos spaustukų sprendimai užtikrinti perėjimą nuo prototipavimo prie masinės gamybos, pasitelkiant IATF 16949 sertifikuotus procesus šiems sudėtingiems kintamiesiems valdyti. Jų ekspertizė dirbant su dengtomis plieno rūšimis leidžia glaudžiai kontroliuoti visą formavimo procesą, užtikrinant, kad tepimo ir įrankių strategijos būtų optimizuotos be defektų gamybai.

Tolesnės pasekmės: suvirinimas ir apdaila

Spaudimo sprendimų pasekmės dažnai pasireiškia žemiau esančioje surinkimo linijoje. Didelė saugos ir kokybės problema yra cinko dūmų susidarymas virinant. Jei spaudimo tepimas nepakankamai pašalinamas arba reaguoja su cinku, tai gali dar labiau padidinti porų atsiradimą siūlėse ir didinti nuodingų cinko oksido dūmų kiekį, dėl ko operatoriams gali išsivystyti „metalinių dūmų karštis“. Todėl išspaudų valomumas yra saugumo bruožas.

Dėl netinkamo spaudimo proceso kontrolės kenčia ir dažų prilipimas. Jei alkydiniai dažai naudojami detales, kuriose likę cinko muilai (iš aukšto pH tepalų), dažai nulups – tai žinomas gedimo mechanizmas, vadinamas saponifikacija. Norint užtikrinti tinkamą dažų prilipimą, išspaudus dažniausiai reikia fosfatinio konversinio dengimo preliminariojo apdorojimo. Šis cheminis procesas paviršių paverčia neaktyvia sluoksniu, kuris stiprina dažų sukibimą ir neutralizuoja riziką, kurią sukuria spaudimo etape.

Išvada

Cinkuoto plieno štampavimo valdymas reikalauja perėjimo nuo reaktyvaus gedimų šalinimo prie proaktyvaus proceso inžinerijos. Nepakanka tiesiog daugiau tepalo naudoti, kai detalės plyšta; visas tribologinis sistema – dengimo tipas, įrankio medžiaga, tepalo pH ir paviršiaus reljefas – turi būti subalansuotas. Suprantant skirtingus cinko pernešimo, lupimosi ir cheminio apdulkėjimo mechanizmus, gamintojai gali pavojingą gamybos problemą paversti patikimu, aukštos kokybės procesu.

Skirtumas tarp 10 % broko ir beveik nulinio defektų lygio dažnai slypi nematomose detales: tepalo pH, įrankio dengime ar lakšto paviršiaus mikroskopiniame šiurkštume. Šių kintamųjų vertinimas yra pasaulinio lygio presavimo cecho bruožas.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Kas sukelia juodus žymes ant cinkuotų plieno detalių?

Juodi žymės dažniausiai sukeliami trinties oksidacijos arba „trinties polimerų“. Kai štampavimo procesas sukuria per didelį karštį dėl nepakankamos tepimo ar mažų tarpų, dangos cinkas arba aliuminis oksiduojasi, sukeliant tamsius dryžius. Didelis sieros turinys technologiniame vandenyje taip pat gali reaguoti su cinku ir sukelti juodus dėmės.

2. Kodėl atšoka dažai nuo cinkuoto plieno?

Dažų atšokimas dažnai yra dėl saponifikacijos. Jei alkydiniai dažai taikomi tiesiogiai ant cinkuoto paviršiaus, cinkas reaguoja su dervomis, tarpiniame sluoksnyje sudarydamas muilo sluoksnį, dėl ko dažai atšoka. Tam išvengti būtina tinkamai išvalyti paviršių ir naudoti fosfatinę konversinę dangą arba plovimo gruntą.

3. Kaip užkirsti kelią baltajam rūdijimui ant išštampuotų detalių?

Baltasis rūdys susidaro, kai cinkuotos detalės yra veikiamos drėgmės be pakankamo oro cirkuliavimo, kas dažnai pasitaiko glaudžiai suguldytuose rietuvuose. Tam, kad to išvengtumėte, įsitikinkite, kad detalės prieš guldydami į rietuvus yra visiškai sausos, naudokite oro peilius likusiam aušinimo skysčiui šalinti ir saugokite detales kontroliuojamoje klimato aplinkoje su žema drėgme.