RINGKASAN

Mencegah retak dalam pengekaman tarik dalam memerlukan perbezaan tepat antara dua mod kegagalan asas: pembahagian (kegagalan mampatan akibat penirusan) pecah (kegagalan mampatan akibat pengerasan kerja). Pencegahan berkesan bermula dengan mendiagnosis geometri kecacatan; retakan mendatar berbentuk "senyum" berdekatan jejari biasanya menunjukkan perceraian, manakala retak menegak pada dinding menunjukkan retak mampatan. Jurutera mesti mengesahkan tiga pembolehubah kritikal: memastikan Nisbah Lukisan Terhad (LDR) kekal di bawah 2.0, mengekalkan jejari acuan antara 4–10 kali ketebalan bahan, dan mengoptimumkan tribologi untuk mengurangkan tekanan akibat geseran. Panduan ini memberikan rangka analisis punca utama untuk menghapuskan kecacatan pembuatan yang mahal ini.

Fizik Kegagalan: Perceraian berbanding Retak

Dalam penempaan tarikan dalam, istilah "splitting" dan "cracking" kerap digunakan secara bertukar-tambah di lantai bengkel, tetapi keduanya menggambarkan mekanisme kegagalan yang bertentangan. Memahami perbezaan ini merupakan langkah paling penting dalam penyelesaian masalah, kerana tindakan pembetulan yang salah boleh memburukkan lagi kecacatan.

Pembahagian adalah kegagalan regangan yang berlaku apabila logam meregang melampaui kekuatan tegangan muktamatnya. Ia dicirikan oleh penipisan berlebihan (necking) kepingan bahan. Secara visual, splitting muncul sebagai koyakan mendatar atau "senyuman" yang biasanya terletak tepat di atas jejari penumbuk atau berhampiran jejari acuan. Mod kegagalan ini menunjukkan bahawa bahan sedang ditahan secara berlebihan—sama ada oleh geseran, tekanan pemegang blank, atau geometri yang ketat—yang memaksa bahan meregang bukannya mengalir.

Pecah (atau "season cracking" dalam loyang dan keluli tahan karat) sering kali merupakan kegagalan mampatan akibat kerja sejuk yang berlebihan. Apabila blank ditarik masuk ke dalam acuan, lilitan logam berkurang, memaksa bahan tersebut ke dalam mampatan. Jika mampatan ini melebihi kapasiti bahan, struktur butir saling berkait dan menjadi rapuh (pengerasan kerja). Berbeza dengan pengelupasan, bahan pada retakan mampatan biasanya lebih tebal masalah tegangan sekatan Aliran aliran bahan yang berlebihan masalah membolehkan jurutera menumpu kepada punca utama secara berkesan.

Geometri Peralatan Kritikal: Jejari, Ruang Lega, dan Nisbah Lukisan

Geometri peralatan menentukan bagaimana logam mengalir ke dalam rongga acuan. Jika geometri tersebut menghalang aliran, ketegangan akan meningkat; jika terlalu longgar, pelipatan berlaku dan menyebabkan kegagalan mampatan. Tiga parameter geometri—jejari, kelegaan, dan nisbah tarikan—berfungsi sebagai kawalan utama.

• Jejari Acuan dan Penumbuk: Jejari tajam bertindak seperti tepi pemotong, menghentikan aliran bahan dan menyebabkan koyakan serta-merta. Peraturan am kejuruteraan mencadangkan bahawa jejari acuan dan penumbuk kedua-duanya hendaklah 4 hingga 10 kali ketebalan bahan (t) . Jejari yang lebih kecil daripada 4t menghalang aliran, menyebabkan penipisan setempat. Sebaliknya, jejari yang lebih besar daripada 10t mengurangkan luas sentuhan pemegang blan, membenarkan lipatan terbentuk yang kemudiannya menjadi keras dan retak apabila ditarik masuk ke dalam acuan.
• Kelegaan Acuan: Ruangan antara penumbuk dan acuan mesti cukup untuk menampung ketebalan bahan ditambah ruang aliran. Piawaian industri yang disasarkan adalah kelegaan 10% hingga 15% di atas ketebalan bahan (1.10t hingga 1.15t). Kekurangan kelegaan meratakan bahan (memampatkannya), menyebabkan geseran dan pengerasan akibat kerja. Kelebihan kelegaan mengurangkan kawalan, membawa kepada lenturan dinding dan ketidaktabilan struktur.
• Nisbah Lukisan Terhad (LDR): LDR adalah nisbah diameter blangk kepada diameter penumbuk. Bagi operasi lukisan tunggal tanpa proses pemanasan (annealing), nisbah ini biasanya tidak seharusnya melebihi 2.0. Jika diameter blangk melebihi dua kali ganda diameter penumbuk, isi padu bahan yang cuba mengalir ke dalam leher akan mencipta rintangan mampatan yang sangat besar, hampir pasti menyebabkan kegagalan kecuali jika proses lukisan semula dilaksanakan.

Sains Bahan: Metalurgi dan Pengerasan Akibat Kerja

Kejayaan lukisan dalam (deep drawing) sangat bergantung kepada sifat metalurgi blangk. Dua nilai utama yang terdapat pada pensijilan bahan— n-nilai (eksponen pengerasan regangan) dan nilai R (nisbah regangan plastik)—meramal bagaimana logam akan berkelakuan di bawah tekanan. Nilai n yang tinggi membolehkan bahan meregang secara seragam tanpa pengecutan setempat, manakala nilai r yang tinggi menunjukkan rintangan terhadap penipisan.

Keluli tahan karat, khususnya siri 300, membentangkan cabaran unik disebabkan oleh kecenderungannya mengeras dengan cepat akibat kerja. Apabila kekisi hablur mengalami ubah bentuk, ia boleh berubah daripada austenit kepada martensit, fasa yang lebih keras dan rapuh. Perubahan ini merupakan faktor utama retakan tertunda , di mana sebahagian komponen mungkin kelihatan sempurna selepas ditekan tetapi retak beberapa jam atau hari kemudian akibat tegasan dalaman rencung. Untuk mengurangkan risiko ini, jurutera sering perlu memperkenalkan pemanasan antara peringkat untuk menetap semula struktur butir atau menukar kepada bahan dengan kandungan nikel yang lebih tinggi bagi menstabilkan fasa austenit.

Pemboleh Ubah Proses: Pelinciran dan Tekanan Penahan Blangk

Apabila geometri dan bahan telah ditetapkan, pemboleh ubah proses menentukan kejayaan larian pengeluaran. Tribologi—kajian tentang geseran dan pelinciran—adalah kritikal. Dalam penarikan dalam (deep drawing), tujuannya adalah untuk memisahkan alat dan benda kerja dengan filem sempadan bagi mengelakkan galling (haus lekatan). Galling mencipta seretan, yang menyebabkan tekanan tegangan melonjak dan seterusnya membawa kepada percangkahan. Bagi penarikan berat, pelincir tekanan ekstrem (EP) yang mengandungi sulfur atau klorin biasanya diperlukan untuk mengekalkan filem ini di bawah haba tinggi.

Tekanan pemegang blank bertindak sebagai injap kawalan bagi aliran bahan. Jika tekanan terlalu tinggi, blank akan terpaut, menyebabkan percangkahan tegangan pada jejari penumbuk. Jika tekanan terlalu rendah, bahan tersebut akan berkedut di bahagian flange. Kedutan ini secara efektif menebalkan bahan, yang kemudiannya tersekat apabila memasuki rongga acuan, mengakibatkan retak mampatan. Zon "Goldilocks" untuk tekanan pengikat adalah sempit dan memerlukan pemantauan berterusan.

Mencapai keseimbangan ini dalam pembolehubah—ton metrik, peralatan presisi, dan tingkah laku bahan yang kompleks—kerap memerlukan keupayaan khusus yang melebihi kemampuan bengkel penempaan biasa. Bagi komponen automotif dan industri di mana kegagalan bukan suatu pilihan, Penyelesaian penempaan komprehensif Shaoyi Metal Technology merapatkan jurang antara penyegeraan prototip dan pengeluaran secara besar-besaran. Dengan memanfaatkan keupayaan presisi yang bersijil IATF 16949 dan tekanan pres sehingga 600 tan, mereka menghasilkan komponen-komponen kritikal seperti lengan kawalan dengan pematuhan ketat terhadap piawaian OEM global, memastikan geometri tarikan dalam yang paling mencabar pun dilaksanakan tanpa sebarang kecacatan.

Matriks Penyelesaian Masalah: Protokol Langkah Demi Langkah

Apabila kecacatan muncul di atas talian, pendekatan sistematik dapat menjimatkan masa dan mengurangkan sisa. Gunakan matriks diagnostik ini untuk mengenal pasti punca yang berkemungkinan berdasarkan gejala tersebut.

Kesimpulan: Menguasai Proses Penarikan

Mencegah retak dalam penempaan tarik dalam jarang berkaitan dengan membetulkan satu pemboleh ubah sahaja; ia lebih kepada menyeimbangkan persamaan aliran. Dengan membezakan antara mekanik mampatan retak dan mekanik tegangan belahan, jurutera boleh mengaplikasikan penyelesaian yang bertujuan bukannya teka-teki. Kejayaan terletak pada aplikasi ketat peraturan geometri—mengekalkan nisbah LDR yang konservatif dan jejari yang besar—serta pengurusan haba proses dan geseran dengan teliti. Apabila prinsip fizikal ini selaras dengan metalurgi berkualiti tinggi dan perkakasan yang tepat, walaupun proses penarikan dalam yang paling agresif sekalipun boleh dicapai tanpa sebarang kecacatan.