RINGKASAN

Kerosion acuan dalam penempaan adalah bentuk haus lekatan yang merosakkan, sering dipanggil "pengimpalan sejuk", di mana acuan dan benda kerja melekat pada peringkat mikroskopik akibat geseran dan haba yang berlebihan. Pencegahan memerlukan pendekatan kejuruteraan berbilang lapisan dan bukannya penyelesaian cepat tunggal. Tiga langkah utama pertahanan adalah: mengoptimumkan rekabentuk acuan dengan menambah ruang antara penembus dan acuan di zon yang menebal (seperti sudut tarikan), memilih bahan alat yang tidak serupa (seperti Gangsa Aluminium) untuk memutuskan afiniti kimia, dan menggunakan salutan maju seperti TiCN atau DLC hanya setelah permukaan digilap dengan sempurna. Pelarasan operasi, seperti menggunakan pelincir Tekanan Ekstrem (EP) dan mengurangkan kelajuan mesin tekan, berfungsi sebagai langkah penamat.

Fizik Kerosion: Mengapa Pengimpalan Sejuk Berlaku

Untuk mencegah kejadian die galling, seseorang mesti terlebih dahulu memahami bahawa ia secara asasnya berbeza daripada haus abrasif. Walaupun haus abrasif adalah seperti mengemas kayu dengan kertas kasar, galling adalah satu fenomena haus lekatan ia berlaku apabila lapisan oksida pelindung pada permukaan logam musnah di bawah tekanan tinggi daripada acuan penempaan. Apabila ini berlaku, logam "perawan" yang aktif secara kimia pada benda kerja bersentuhan secara langsung dengan keluli alat.

Pada peringkat mikroskopik, permukaan tidak pernah benar-benar licin; ia terdiri daripada puncak dan lekuk yang dikenali sebagai kekasaran. Di bawah tonaj tinggi, kekasaran ini saling berkait dan menghasilkan haba setempat yang sangat tinggi. Jika kedua-dua logam mempunyai afiniti kimia—seperti keluli tahan karat dan keluli alat D2, yang kedua-duanya mengandungi jumlah kromium yang tinggi—mereka boleh terikat secara atom. Proses ini dikenali sebagai migrasi permukaan ke permukaan aTAU pengimpalan sejuk . Apabila alat terus bergerak, ikatan kimpalan ini mengalami ricih, menyebabkan serpihan bahan tercabut dari permukaan yang lebih lembut dan melekat pada alat yang lebih keras. Cecapan ini, atau "galls", kemudian bertindak seperti bajak, menyebabkan goresan teruk pada komponen seterusnya.

Barisan Pertahanan Pertama: Reka Bentuk & Geometri Acuan

Salah faham paling lazim dalam industri ialah salutan boleh membetulkan sebarang masalah haus. Walau bagaimanapun, pakar industri memperingatkan bahawa jika punca utama adalah mekanikal, penggunaan salutan hanyalah "menyelubungi masalah". Pelaku mekanikal utama biasanya adalah kekurangan celah Penumbuk-ke-Mati , terutamanya pada komponen yang ditarik dalam.

Dalam penarikan dalam, logam lembaran mengalami mampatan pada satah apabila ia mengalir ke dalam rongga acuan, yang menyebabkan bahan menjadi lebih tebal secara semula jadi. Jika rekabentuk acuan tidak mengambil kira penebalan ini—terutamanya pada dinding menegak bucu tarikan—ruang lega akan hilang. Acuan secara berkesan 'mencengkam' bahan tersebut, mencipta lonjakan geseran besar yang tidak dapat diatasi oleh sebarang jumlah pelincir. Menurut MetalForming Magazine , langkah pencegahan penting adalah membuat ruang lega tambahan (kerap kali 10–20% daripada ketebalan bahan) ke dalam zon-zon yang menebal ini.

Untuk pengeluaran kompleks, seperti lengan kawalan automotif atau subrangka, meramal zon-zon penebalan ini memerlukan kejuruteraan yang canggih. Di sinilah perkongsian dengan pengilang pakar menjadi suatu kelebihan strategik. Syarikat-syarikat seperti Shaoyi Metal Technology memanfaatkan analisis CAE canggih dan protokol yang diperakui IATF 16949 untuk merekabentuk pelepasan pelepasan ini ke dalam fasa reka bentuk mati, memastikan bahawa pencitraan kenderaan bervolume tinggi tetap bebas dari pukulan pertama.

Faktor geometri lain ialah arah penggilap - Saya tak boleh. Alat dan mati pengeluar harus menggilap mati bahagian selari kepada arah gerakan menumbuk atau menarik. Pencitraan silang meninggalkan alur mikroskopik yang bertindak sebagai fail pengikis terhadap benda kerja, mempercepatkan pemecahan filem pelincir.

Sains Bahan: Strategi "Metal Berbeza"

Apabila mengetuk keluli tahan karat atau aloi kekuatan tinggi, pilihan keluli alat adalah penting. Mod kegagalan biasa melibatkan penggunaan keluli alat D2 untuk mengetuk keluli tahan karat. Oleh kerana D2 mengandungi kira-kira 12% kromium dan keluli tahan karat juga bergantung pada kromium untuk ketahanan kakisan, kedua-dua bahan mempunyai "kompatibiliti metalurgi" yang tinggi. Mereka mahu bersatu.

Penyelesaian adalah menggunakan logam yang berbeza untuk memutuskan afiniti kimia ini. Untuk aplikasi galling yang teruk, bahan gangsa kejuruteraan, khususnya Bronze aluminium , sering kali lebih unggul berbanding keluli perkakas konvensional. Walaupun Gangsa Aluminium lebih lembut daripada keluli, ia memiliki kelikatan dan kekonduksian haba yang sangat baik, dan yang paling penting, ia tidak akan mengalami kimpalan sejuk pada substrat ferus. Penggunaan penyisipan atau buci Gangsa Aluminium di kawasan bergeseran tinggi boleh menghapuskan haus adhesif di mana bahan yang lebih keras gagal.

Jika keluli perkakas diperlukan untuk ketahanan, pertimbangkan gred Metalurgi Serbuk (PM) (seperti CPM 3V atau M4). Gred ini menawarkan taburan karbida yang lebih halus berbanding D2 konvensional, memberikan permukaan yang lebih licin yang kurang cenderung mencetuskan kitaran haus adhesif.

Rawatan Permukaan & Salutan Maju

Setelah mekanik dan bahan dioptimumkan, salutan permukaan memberikan halangan akhir. Salutan Deposisi Wap Fizikal (PVD) adalah piawaian untuk penempaan moden, tetapi pemilihan kimia yang betul adalah penting.

• TiCN (Titanium Carbonitride): Sesalap umum yang sangat baik yang menawarkan kekerasan lebih tinggi dan geseran lebih rendah berbanding TiN piawai. Ia digunakan secara meluas untuk pembentukan keluli berkekuatan tinggi.
• DLC (Karbon Seperti Berlian): Dikenali kerana pekali geserannya yang sangat rendah, DLC adalah pilihan premium untuk aplikasi aluminium dan bukan ferus yang sukar. Ia meniru sifat grafit, membolehkan bahan kerja meluncur dengan rintangan minimum.
• Penghidratan: Proses resapan dan bukannya salutan, nitridisasi mengeras permukaan keluli perkakas itu sendiri. Ia kerap digunakan sebagai rawatan asas sebelum mengenakan salutan PVD untuk mencegah 'kesan kulit telur', di mana salutan keras retak kerana substrat di bawahnya mencipta tompok lembut.

Amaran Kritikal: Salutan hanyalah sebaik persediaan substrat. Permukaan perkakas mesti dipoles hingga licin bagai cermin sebelum salutan. Sebarang calar atau tonjolan sedia ada akan dipindahkan semula oleh salutan, mencipta puncak keras dan tajam yang akan menyerang bahan kerja secara agresif.

Langkah Penyelesaian Operasi: Pelinciran & Penyelenggaraan

Di lantai bengkel, operator boleh mengurangkan risiko galling melalui kawalan proses yang disiplin. Pemboleh ubah pertama adalah pelinciran . Untuk pencegahan galling, minyak ringkas seringkali tidak mencukupi. Proses ini memerlukan pelincir dengan aditif Tekanan Ekstrem (EP) (seperti sulfur atau klorin) atau halangan pepejal (seperti grafit atau molibdenum disulfida). Aditif-aditif ini membentuk "filem tribologi" yang mengasingkan logam walaupun minyak cecair telah ditekan keluar oleh daya tekan.

Pengurusan Panas adalah tuas operasi kedua. Galling diaktifkan secara haba; suhu yang lebih tinggi melembutkan benda kerja dan mendorong pengikatan. Jika galling berlaku, cuba kurangkan kelajuan mesin tekan (hayatan per minit). Ini mengurangkan suhu proses dan memberi masa lebih kepada pelincir untuk pulih antara hayatan. Rolleri juga mencadangkan penggunaan urutan keratan "bridge" untuk operasi penembusan, yang menggilirkan hayatan bagi mengelakkan kejadian haba setempat dan pengumpulan bahan.

Akhirnya, penyelenggaraan rutin mesti bersifat proaktif. Jangan menunggu gigitan muncul. Laksanakan jadual untuk mengasah dan membersihkan jejari acuan, membuang sisa mikroskopik sebelum ia membesar menjadi benjolan yang merosakkan. Alat yang tajam mengurangkan tenaga ton yang diperlukan untuk membentuk komponen, seterusnya mengurangkan geseran dan haba yang mencetuskan mekanisme gigitan.

Merealisasikan Kebolehpercayaan Kejuruteraan Dalam Proses

Mencegah gigitan acuan bukan soal nasib; ia adalah disiplin fizik dan kejuruteraan. Dengan menghormati hukum geseran—memberi ruang mencukupi untuk aliran bahan, memilih bahan yang secara kimia tidak serasi, dan mengekalkan lapisan penghalang pelincir—pengilang boleh hampir sepenuhnya menghapuskan kimpalan sejuk. Kos analisis rekabentuk awal dan bahan premium adalah sangat kecil berbanding masa pemberhentian kerana acuan terkunci atau kadar sisa komponen yang tercalar. Tangani punca masalah, bukan gejalanya, maka kebolehpercayaan pengeluaran akan terjamin.

Soalan Lazim

1. Bagaimanakah anda mengurangkan gigitan dalam acuan stamping?

Untuk mengurangkan kegagalan akibat geseran, fokuskan pada tiga aspek: Mekanik, Bahan, dan Pelinciran. Pertama, pastikan kelegaan antara penembus dan acuan mencukupi (tambahkan 10-20% tambahan di kawasan penebalan). Kedua, gunakan logam yang berbeza seperti Gangsa Aluminium atau keluli PM bersalut untuk mencegah pengimpalan sejuk. Ketiga, gunakan pelincir berkelikatan tinggi dengan aditif Tekanan Ekstrem (EP) untuk mengekalkan lapisan pelindung di bawah beban.

2. Adakah anti-seize mengelakkan galling?

Ya, sebatian anti-macam boleh mencegah kegagalan akibat geseran dengan memperkenalkan pelincir pepejal (seperti tembaga, grafit, atau molibdenum) di antara permukaan. Pepejal ini memberikan halangan fizikal yang mengasingkan logam-logam yang bersentuhan walaupun tekanan tinggi memaksa keluar minyak cecair. Walau bagaimanapun, penyelesaian anti-macam adalah tindakan sementara setempat dan tidak membetulkan kecacatan reka bentuk asas seperti kelegaan yang terlalu rapat.

3. Apakah punca utama kegagalan akibat geseran?

Punca utama kegagalan akibat geseran adalah haus lekatan digerakkan oleh geseran dan haba. Apabila tekanan tinggi memecahkan filem oksida pelindung pada permukaan logam, atom yang terdedah boleh berikatan atau 'kimpalan' bersama. Ini paling kerap berlaku apabila alat dan benda kerja mempunyai komposisi kimia yang serupa (contohnya, pengetaman keluli tahan karat dengan keluli perkakas tanpa salutan), menyebabkan afiniti metalurgi yang tinggi.