TRUMPAI

Įspaustų automobilių dalių terminis apdorojimas paprastai skirstomas į dvi atskiras kategorijas pagal tai, kada taikomas šilumos poveikis: Karštas štampavimas (spaudžiamasis kietinimas) ir Po štampavimo terminis apdorojimas .

Šiltas spausdinimas apima borinės plieno заготовkių (paprastai 22MnB5) pašildymą iki daugiau nei 900 °C prieš formavimą ir jų kartu esantį užšaldymą formoje. Tai sukuria ultraaukštos stiprybės konstrukcines dalis, tokias kaip B stulpeliai ir bamperiai, kurių tempimo stipris siekia iki 1 500 MPa. Po štampavimo terminis apdorojimas taikoma antrinės procedūros – tokios kaip cementacija, feritinė nitrokarbonizacija (FNC) ar indukcinis kietinimas – detalėms, kurios jau buvo šaltai išštampuotos. Šis būdas yra idealus funkciniams mechanizmams, tokiems kaip sėdynių pasvyrų reguliatoriai ir stabdžių trypčiojantys, kuriems reikalingas atsparumas dilimui, nesikeičiant pagrindinei geometrijai.

Du pagrindiniai keliai: karštas štampavimas ir po apdorojimo kietinimas

Inžinerijos procese štampuojant automobilių komponentes, heat treatment'as (termoapdorojimas) pasirpaimė nėra tik viena iš galutinių apdorojimo etapų; tai determinuje visą gamybos strategiją. Šios procesų sfera yra susklustu dvi primarinas darba pluvas: Presų kietinimas (karšto štampavimo) ir Sekundinis termoapdorojimas (kalti štampavimas + post-process) .

Fundamentalų šių pluvų skirtumų supratymas yra kritičai svarbu besipirkimų menedžeriam ir konstravimo inžinerijai:

• Integracija vs. Atdzielė Karšto štampavimo pluva integrėjo formavimą ir kietinimą į vieną presų stroke. Materiale įeina į presą minkštai ir įeina kietinimai. Kontrastėkai, post-process atdzielėja šios etapas; detales yra formuotas kalti (minkšti) ir tada sūntas į furmą kietinimui.
• Materiales spesifičnostė Karšto štampavimo pluva gīnādo vartōja mangano-boro tēlē (kaip 22MnB5), kurių mikrostruktūra transformējas kietinimo laikā. Post-process pluva vartōja plačiu diapazona zemu-iki vidutinio karbona tēlē ir legeuro (kaip 1020, 4140, ar 8620).
• Primarins cēls: Karšto spaudimo tikslas paprastai yra konstrukcinis vientisumas ir smūgio sauga (apsauga nuo įsibrovimo). Po apdorojimo tikslas dažnai yra atsparumas dilimui, ilgesnis varčios tarnavimo laikas arba korozijos apsauga judantiems komponentams.

Karštas spaudimas (spaudimo kietinimas): saugos kritiniams konstrukcijoms

Šiltas spausdinimas , taip pat žinomas kaip spaudimo kietinimas, radikaliai pakeitė automobilių saugą. Jis leidžia gamintojams gaminti sudėtingus, lengvus konstrukcinius komponentus, kurie gali išlaikyti didžiules smūgio jėgas nesulūždami. Šis procesas yra standartinis šiuolaikinių automobilių „saulės narve“, įskaitant A stulpelius, B stulpelius, stogo bėgelius ir durų įsibrovimo sijas.

Procesas: nuo austenito iki martensito

Karšto spaudimo mokslas grindžiamas tiksliu metalurginiu virsmu. Procesas prasideda, kai plieno заготовка krosnyje įkaitinama iki maždaug 900 °C–950 °C. Šioje temperatūroje plieno vidinė struktūra keičiasi iš ferito-perlito į austenitas austenitą, darant jį labai lankstų.

Kaitintas ruošinys tuomet greitai perkeliamas į vandeniu aušinamą formą. Kai presas užsidaro, kad suformuotų detalę, šaltos formos paviršiai vienu metu aušina plieną. Šis greitas aušinimas (dažnai viršijant 27 °C per sekundę) anglies atomus įgaubia iškraipytoje gardelėje, paverčiant austenitą į martensitas . Gauta detalė turi takumo stiprį, kuris padidėja nuo maždaug 400 MPa (pradinėje būsenoje) iki daugiau nei 1500 MPa.

Privalumai ir apribojimai

Pagrindinis karščio kalavimo privalumas yra sudėtingų formų formavimo galimybė be „atšokimo“ (metalo linkimo grįžti į pradinę formą), užtikrinant išskirtinę matmeninę tikslumą. Tačiau procesui reikalingas specializuotas lazerinis apdailos pjaustymas skylių ir kraštų formavimui, nes sukietintas plienas yra per stiprus tradicinėms mechaninėms pjovimo priemonėms.

Po kalavimo sukietinimas: dėvimosioms ir judančiosioms detalėms

Kol karščio kalavimas sukuria automobilio karkasą, Po štampavimo terminis apdorojimas garantuje jų kintamų organų ilgumą. Komponentai, such kao sėdynės nagrinėjai, transmisijos plokščių, parko frenų krumpliaračių ir durų latches, tipiškai štampujami iš minkštesnės žarnelės ir tada kietinami, aby užtikrinti wear prevenciją.

Dėl gamintojų, kuriems teiklau perėjimo nuo prototypų iki masinės šių kompleksinių funkcinės detales gamybos, partneriavimas su spējūngu piegādētāju yra esentis. Shaoyi Metal Technology specializuje šis gap'ą, piedāvājot kompleksinės štampavimo risinės, kuriēs atitinka rūgštingus globālos OEM standartus, no sākotinės inžinerijos līdz galēnai karstai apstrādātai piegādē.

Karbūrinimas (paviršinis kietinimas)

Karburizacija yra preferencinis procesas detales, kurios endure intensīvą trinti ir slodgį, such kao gear'ē ir krumpliarači. Ši procese, low-carbon steel detales yra uzkarsētas karbon bagātā atmosfērē. Karbon difunduje īs virsmu, radot hard "case", savstikrūmē atstādams core soft ir ductile. Ši hard-case/tough-core kombinācija prevent snap'īnį sudden impact'ē, savstikrūmē užtikrinot surface wear resistance no mating components.

Indukcinis paviršinis plokštinimas

Kai reikia sukietinti tik tam tikrą štampuotos detalės sritį – pavyzdžiui, sėdynės krumpliaratį ar įjunkos galą – pageidautina indukcinio sukietinimo metodas. Elektromagnetinis ritinys kaitina tik taikinio zoną, kuri tuoj pat užgesinama. Šis lokalus apdorojimas mažina iškraipymus likusioje detalės dalyje.

Visiškas sukietinimas (neutralus sukietinimas)

Konstrukciniams laikikliams, spaustukams ir saugos diržų liežuvams, kuriems reikalinga vienoda stiprybė per visą skerspjūvį, naudojamas visiškas sukietinimas. Šis procesas apima visos detalės pašildymą iki austenitinimo temperatūros ir jos užgesinimą, dėl ko paviršiuje ir branduolyje pasiekiama nuolatinė kietumas. Paprastai naudojamas su vidutinio ir aukšto anglies plienais.

Korozijos atsparumas ir stabilumas: FNC ir azoto difuzija

Dėl kėbulo apačios detalių ar stabdžių komponentų, kurie yra veikiami kelio druskos ir drėgmės, vien tik kietumas nėra pakankamas. Ferritinė nitrokarburizacija (FNC) ir Nitridavimas suteikia dvigubą naudą: paviršiaus kietumą ir puikų korozijos atsparumą.

Skirtingai cementacijai, kuri vyksta aukštoje temperatūroje (dažnai >850 °C) ir gali sukelti detalių išlinkimą, FNC atliekama žemesnėje temperatūroje (apie 575 °C). Ši „požeminė“ temperatūra neleidžia plieno branduolyje vykti fazės transformacijai, dėl ko beveik visiškai išvengiama matmeninio iškraipymo. Dėl to FNC yra idealus tiksliai presuotoms detalėms, tokioms kaip stabdžių žandiklių laikikliai, transmisijos sankabos plokštės ir plonosios poveržlės, kurios turi išlikti visiškai plokščios.

Atkaitinimas ir įtempties nuėmimas: Pagalbiniai procesai

Ne visi terminiai apdorojimai skirti metalui kietinti. Atpalaidavimas ir Įtempčių mažinimas yra „minkštinimo“ procesai, būtini pačiam gamybos ciklui.

Gaunant gilų ištraukimą (pvz., kuriant alyvos vonią ar variklio dangtį), šaltas apdirbimas sukelia vidinį įtempimą, dėl kurio metalas gali įtrūkti arba plyšti. Tarpinis atkaitinimas pašildo metalą, kad būtų atstatoma jo grūdelinė struktūra, atkurta plastiškumas ir leista atlikti tolesnius formavimo etapus. Panašiai po stipraus žymėjimo ar suvirinimo dažnai taikomas įtempimo mažinimas, kad būtų užkirstas kelias detalės išlinkimui laikui bėgant dėl liekaninio tempimo.

Išvada

Pasirinkti tinkamą šiluminę apdorojimo technologiją išspaudžiamoms automobilių detalėms reiškia subalansuoti funkcijas, geometriją ir medžiagų mokslą. Karštas spaudimas iki šiol lieka neprilygstamas saugos narvo gamybai, suteikdamas lengvą stiprumą, kuris apibrėžia šiuolaikinės transporto priemonės architektūrą. Priešingai, po spaudimo atliekami apdorojimai, tokie kaip cementacija ir FNC, yra nepakeičiami sudėtingiems judantiems mechanizmams, su kuriais vairuotojai susiduria kasdien. Derindami detalių našumą – ar tai būtų smūgio atsparumas, nusidėvėjimo laikas ar korozijos apsauga – prie tinkamo šiluminio ciklo, inžinieriai užtikrina tiek saugumą, tiek ilgą tarnavimą automobilių konstrukcijoje.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Kuo skiriasi karšto spaudimo ir šalto spaudimo šiluminė apdorojimo technologija?

Karštas spaudimas įkaista metalą ankstesnis ir per formavimo procesas, kuriuo keičiama plieno mikrostruktūra, kad vienu žingsniu būtų gaunami ultraaukštos stiprybės detalių. Šaltas štampavimas formuoja metalą kambario temperatūroje, o po to atskira antrine operacija taikoma terminė apdorojimo technika (pvz., cementacija arba atvirkinimas), kad būtų sureguliuota kietumas ar pašalinti įtempimai.

2. Kodėl boro plienas naudojamas karštai štampuotiems komponentams?

Boro plienas, konkretusis rūšys kaip 22MnB5, naudojamas todėl, kad boras ženkliai pagerina plieno užkalstamumą. Tai leidžia plienui visiškai transformuotis į kietą martensitinę struktūrą greitai aušinant vandeniu aušinamame įrėmeryje, pasiekiant temptinį stiprumą iki 1 500 MPa.

3. Ar galima štampuotą detalę termiškai apdoroti po suvirinimo?

Taip, tačiau reikia atsargumo. Virinant atsiranda šiluma, kuri gali pakeisti anksčiau termiškai apdorotų vietų savybes. Po suvirinimo dažnai atliekamas įtempties nuėmimas, kad būtų sumažintos terminės įtampos. Tačiau jei detalė turi būti labai kieti, dažnai pirmiausia suvirinama, o vėliau – termiškai apdorojama kaip galutinė surinkimo operacija, jei konstrukcija tai leidžia.

4. Koks termoapdorojimas geriausias automobilių detalių korozijos atsparumui?

Feritinis nitrokarburizavimas (FNC) laikomas geriausiu termoapdorojimu, derinančiu kietumą su korozijos atsparumu. Jis sukuria kietą, nosenimui atsparią paviršiaus sluoksnį („komponentų zoną“), kuris taip pat apsaugo nuo oksidacijos, todėl yra populiarus stabdžių komponentams ir korpuso apačios spaustuvams.