TRUMPAI

Optimalaus tepalo parinkimas automobilių štampavimui yra svarbus inžinerinis sprendimas, grindžiamas trimis pagrindiniais veiksniais: apdirbamojo gaminio medžiaga (konkrečiai – aliuminio BIW arba aukštos stiprybės plienas), taikymo būdu (kontaktiniai rituliai arba nekontaktinis purškimas) ir proceso požiūriu suderinamumu. Šiuolaikinėje automobilių gamyboje vis labiau teikiama pirmenybė chlorui neturintiems tirpiams aliejams arba karštojo lydymo technologijoms, kurios atitinka aliuminio lydinių tribologines sąlygas, užtikrina tolesnę suvirinamumą ir atitinka aplinkosaugos reikalavimus. Siekiant išvengti gedimų, tokių kaip įbrėžimai ar hidraulinis strigimas, inžinieriai turi pritaikyti skysčio klampumą (mažiau nei 20 cSt lengvajam formavimui) pagal preso greitį ir medžiagos paviršiaus reljefą. Galiausiai, tinkamas pasirinkimas suteikia pusiausvyrą tarp trinties mažinimo, lengvo valymo ir išmetimo.

Pagrindiniai atrankos veiksniai: medžiagos ir proceso kintamieji

Pelnų selekcijos pagrindas leža darbų materialo ir štampona presu savininku savę. Dažniausiai metalai reaguoja į trensi ir karštį, kas nustato specifinę cheminių formulę. Automobilių aplikacijos, šarpiausia skiriasi aluminio legeiravimas ir augščiau stiprumo tēli.

Aluminio karoserija (BIW) detales tipičiai naudoja 5xxx ir 6xxx serijos legeiras, kurie prone to galling—defektas, kai aluminis adheres to the die surface. To combat this, pelnų requires strong boundary lubrication properties. While straight oils were historically the standard, the industry has shifted toward be chloro šolų pelnų ir emulsijas. These fluids provide the necessary barrier protection without the heavy residue that complicates downstream welding. Conversely, Augščiau stiprumo tēli (AHSS) generuoja įžymį karštį ir spaudimą, čiažė Extreme Pressure (EP) additives (like sulfur or phosphorus) to prevent tool failure.

Tikslumas yra kitas techninis reikalavimas, kurio negalima nepaisyti. Dažna klaida aukšto greičio žymėjime yra per tiršto tepalo parinkimas. Pavyzdžiui, standartiniai pramoniniai aliejai dažnai turi klampumą apie 40 cSt prie 40°C . Nors jie veiksmingai apsaugo nuo korozijos sandėliavimo metu, tokia tirštis gali sukelti „hidraulinį efektą“ žymėjimo metu, kai skysčiui nepavyksta pakankamai greitai išbėgti iš formos ertmės, dėl ko netenka galimybės ruošiniui tinkamai atkartoti įrankio geometriją. Tiksliai formavimui pageidautina naudoti lengvesnius (klampumu dažniausiai <20 cSt ) skysčius, kad būtų užtikrintas tinkamas metalo tekėjimas ir išvengta ruošinių prikibimo dėl paviršinės įtampos.

Gamybos greitis ir apimtis taip pat lemia tepalų našumą. Didelio greičio presai sukuria didelį trinties šilumos kiekį, todėl reikalingas skystis, turintis puikias aušinimo savybes – paprastai vandenyje tirpūs aušinimo skysčiai. Gamintojams, valdantiems sudėtingas tiekimo grandines, dažnai taip pat svarbu bendradarbiauti su pajėgiais gamybos specialistais kaip ir pačios cheminės formulės. Tokios įmonės kaip Shaoyi Metal Technology naudoja IATF 16949 sertifikuotus tikslumo procesus šiems kintamiesiems valdyti, užtikrindamos, kad nepriklausomai nuo to, ar gamyba skirta greitai prototipavimui, ar milijonams OEM detalių, tepalų ir proceso parametrai išliktų pastovūs.

Tepalų tipai: chemijos ir našumo palyginimas

Svarbu suprasti esamas chemines kategorijas, kad būtų galima padaryti informuotą pasirinkimą. Automobilių stempimo įmonės paprastai renkasi iš keturių pagrindinių kategorijų, kurių kiekviena turi specifinių kompromisų, susijusių su tepamumo, aušinimu ir lengvumu nuplauti.

• Nepraskiesti aliejai: Šie yra čistri olei, nesaturiai vandens. Jie offersuperior smelkumą ir korozijos apsaugą, kas idealiai padidiniama sudėtingų žarnų detalių štampavimui. Tačiau jie turi nepatikimą atšaldymo charakteristiką ir palikia grežtą oleistą reziduą, kurį sudėtinga čistiti, često reikalaus solventų baze degrezingo.
• Vandens-solubilė olei (emulsijos): Šie yra darbinių žarnų kambario darbininkai. Sudarė olei, dispergėti vandens, jie offers balansinę mikstę smelkumą (iz olei) ir atšaldymą (iz vandens). Jie česčiau čistiti než straight olei ir kompatibilni su daugumos svarkų procesų. Nauji chlorine-free formulės įveikia populėriau, lai atitikti environmental regulėcijas.
• Sintetikai: Šie skysčiai neturi mineralinių aliejų ir suteptumui naudoja cheminio polimerų. Jie veikia labai švariai, puikiai aušina ir yra permatomi, leidžiant operatoriams matyti detalę formavimo metu. Tačiau jie gali būti brangesni ir, jei netinkamai prižiūrimi, palikti kietus, lako pavidalo likučius.
• Džiovintos plėvelės ir karštojo lydymo suteptuvai: Būtini sudėtingam aliuminio formavimui, ypač giliems ištraukiamiesiems uždariniams. Karštojo lydymo suteptuvai taikomi gamykloje ir kambario temperatūroje yra sausi (panašu į vašką), suaktyvėja tik tada, kai preso trinties šiluma juos suminkština. Tai užtikrina puikų ribinį tepimą be skystųjų aliejų netvarkos, nors reikia specifinių išankstinio valymo sistemų (dažnai aukštesnėje temperatūroje) nuėmimui.

Taikymo strategija: kontaktinės ir nekontaktinės sistemos

Net tobula cheminė formulė nepavyks, jei bus taikoma neteisingai. Taikymo mantra yra „tinkamas kiekis, tinkamoje vietoje, tinkamu metu“. Nesuderinta danga sukelia vietinį įrankių nusidėvėjimą ir detalių trūkinėjimą, o per didelis kiekis sukelia saugos pavojus ir atliekas.

Ritininiai dengikliai (kontaktiniai): Idealiai tinka plokščioms заготовkėms ir ritininiams ruošiniams, ritininės sistemos fiziškai liečiasi su metalu, kad būtų užtikrintas nuoseklus, tolygus plėvelės sluoksnis. Jos yra labai efektyvios ir mažina purškimo miglą, todėl darbo vieta lieka švaresnė. Ritininiai dengikliai paprastai reikalauja 30–38 cm linijos erdvės ir puikiai užtikrina visišką paviršiaus padengimą. Tačiau jie gali būti ribojami bandant tepinti tam tikrus problemiškus plotus sudėtingos formos detalei.

Purškimo sistemos (bekontaktės): Sudėtingoms geometrijoms ar kai tam tikri skydai reikia papildomo tepimo, purškimo sistemos yra pranašesnės. Šiuolaikinės beoro ar elektrostatinės purškimo sistemos gali taikyti tiksliai nustatytas zonas nepaliesdamos metalo, sumažindamos paviršiaus pažymėjimo riziką. Tai ypač svarbu automobilių klasės A paviršiams, kurių vizualinė tobulybė yra privaloma. Pagrindinė purškimo sistemų problema – perteklinio purškimo valdymas; be tinkamo aptaiso ir miglos surinkimo, jos gali žymiai pabloginti oro kokybę ir švaistyti brangią skystą medžiagą.

Apdorojimo suderinamumas: valymas ir sujungimas

Išspaudimo tepimo medžiagos darbas nesibaigia, kai detalė palieka presą. Ji turi išlikti suderima su tolesniais procesais, tokiais kaip suvirinimas, konstrukcinis klijavimas ir dažymas. Automobilių pramonėje tai dažnai būna lemiamas veiksnys.

Suvirinamumas ir klijavimas: Aliuminio dalių sujungimui vis dažniau naudojami struktūriniai klijai. Tepimo medžiagos likučiai turi būti suderimi su šiais klijais arba lengvai pašalinami. Naujausi pramonės pokyčiai pastebėjo blanko plovimo aliejų kūrimą, kurie specialiai sukurti stiprinti adheziją aliuminiui, pakeičiant senesnius plieno orientuotus aliejus, trukdančius sujungimų vientisumui.

Valymas ir EHS: Tepimo medžiagos plovinamumas matuojamas pagal tai, kaip lengvai ji pašalinama standartiniame šarmaus vonios tirpale. Tiesieji aliejai su sunkiais chlorintais parafinais yra itin sunkiai plovinami ir sukelia aplinkos tvarkymo sunkumų. Dėl to daugelis OEM gamintojų reikalauja be chloro skysčių, kad būtų išvengta didelių su pavojingų atliekų šalinimu susijusių išlaidų. Kad patvirtintų suderinamumą, spaustuvai turėtų atlikti "dėmės bandymą": 24 valandas įterpti mėginio kuponą į tepamąjį medžiagą, kad būtų galima patikrinti, ar jis nepakitęs arba neatrūpinęs, o vėliau tai gali būti ženklas apie galimą dažų lipimo gedimą.

Bandymai ir patvirtinimas: veiksmingumo užtikrinimas

Prieš pradedant naudoti tepamąjį medžiagą, kad būtų galima visiškai ją gaminti, reikia atlikti griežtus bandymus, kad būtų galima patikrinti tribologinį veikimą. Svarbių automobilių komponentų atveju nepakanka tik remtis duomenų lapomis.

• Pupelio ištraukimo bandymas: Standartinis metodas, kai smūgis ištraukia puodelį iš plokščio tuščio iki lūžio. Jis matuoja tepamojo medžiagos gebėjimą lengviau priversti metalą tekėti įtemptu būdu.
• Sunkinimo bandymas: Įvertina tepalo plėvelės stiprumą sukimosi ir slėgio sąlygomis, imituojant trinties trukmę, matomą giliai traukiant.
• 4 kamuolių dėvėjimo bandymas: Pagrindinis prietaisas naudojamas matuoti skysčio ypatingą slėgį (EP), nurodant, kaip jis apsaugo įrankius dideliu apkrova.

Perkelti iš laboratorijos į grindis reiškia bandomąjį bandymą. Inžinieriai turėtų stebėti, ar į įrankio dalelę neprilenkta hidraulinis klijavimas (dėl perteklinčio skysčio) ir ar į įrankio dalelę neprilenkta aliuminis. Sėkmingai patvirtintas lubrikantas peržengia visas tris kliūtis: jis sudaro dalį, kuri atitinka leidžiamus nuokrypius, nusiplauna esamoje valymo linijoje ir leidžia be defektų suvirinti ir dažyti.

Santrauka: Baigiamas sprendimas

Pasirinkti tinkamą tepalą automobilių štampavimui reiškia rūpestingą pusiausvyrą tarp tribologijos ir technologinio inžinerijos aspekto. Reikia visapusiškai įvertinti medžiagų savybes (Al prieš plieną), tepimo sistemos tikslumą bei griežtas reikalavimus, kylančius susirinkimo etape. Teikiant pirmenybę chlorui neturinčioms cheminėms sudėtims ir pritaikant klampumą prie preso dinamikos, gamintojai gali kartu optimizuoti tiek detalių kokybę, tiek operacinį efektyvumą.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Ar tepalas reikalingas visų tipų metalo štampavimui?

Taip, praktiškai visos metalo štampavimo operacijos reikalauja tam tikros rūšies tepimo, kad būtų sumažintas trintis, išsklaidyta šiluma ir apsaugota įranga. Net „sausasis“ štampavimas dažnai naudoja iš anksto užteptą pramoninį aliejų arba specialų plėvelinį sausąjį tepalą. Darbas be jokio tepalo paprastai greitai sukelia įrangos dėvėjimąsi, detalės brūkšnius ir katastrofišką gedimą, ypač dirbant su tokiais medžiagomis kaip aliuminis ar aukštos stiprybės plienas.

2. Koks tepalas geriausias automobilių dalims iš aliuminio?

Kalbant apie aliuminio kūno (BIW) dalių gamybą, pramonės standartas juda link be chloro šolų pelnų arba karštojo lydinio tepalų. Jie užtikrina būtiną ribinę tepimą, kad būtų išvengta įbrėžimų, ir yra lengviau valomi bei ekologiškesni nei tradiciniai sunkieji tiesioginiai aliejai. Karštojo lydinio parinktys ypač veiksmingos gilioms traukos dangteliams.

3. Kaip tepalo klampumas veikia pletros kokybę?

Klampumas kontroliuoja plėvelės storį. Jei klampumas per didelis (>40 cSt), tai gali sukelti „hidraulinį efektą“, kuris trukdo metalui visiškai suformuoti į formą ir sukelia matmenų netikslumus. Atvirkščiai, jei klampumas per mažas, plėvelė gali susidėvėti esant slėgiui, dėl ko atsiranda metalo kontaktas su metale ir įbrėžimai. Dailiesiems, tiksliesiems pletimui dažnai teikiama pirmenybė mažo klampumo aliejams (<20 cSt).

4. Kuo skiriasi tiesioginis aliejus ir vandeniu tirpūs pletimo skysčiai?

Straight oils are 100% oil-based and offer maximum lubricity for severe operations but are difficult to clean and offer poor cooling. Water-soluble fluids (emulsions) contain water, providing excellent cooling and easier washability, making them ideal for high-speed operations where heat generation is a concern. Water-soluble fluids are generally more compatible with downstream welding and painting processes.