TL;DR

Het stansen van gegalvaniseerd staal brengt een unieke tribologische uitdaging met zich mee: de zachte, reactieve zinklaag veroorzaakt andere wrijvingsgedragingen in vergelijking met onbehandeld staal. Het voornaamste probleem is "zinkafzet" of glansvorming, waarbij de coating overgaat op het matrijsoppervlak, wat leidt tot een 'stick-slip'-verschijnsel dat door operators vaak wordt omschreven als een piepend geluid, vergelijkbaar met krijt op een schoolbord. Deze wrijvingsinstabiliteit veroorzaakt scheuren in onderdelen, afbladdering van de coating en snel slijtage van gereedschap.

Om deze stansproblemen met gegalvaniseerd staal op te lossen , moeten fabrikanten het volledige tribologische systeem beheren. Dit omvat het handhaven van de pH-waarde van smeermiddelen tussen 7,8 en 8,4 om verkleuring te voorkomen, het gebruik van PVD-gecoat gereedschap (zoals TiAlN) om adhesie te verminderen, en het vergroten van matrijsspleten om rekening te houden met de laagdikte van de coating. Het succes ligt in het voorkomen van de initiële zinkoverdracht die leidt tot catastrofale matrijsfouten.

De wrijvings- en gallingcrisis: zinkafzetting en matrijsonderhoud

De meest voorkomende foutmodus bij gelegeerd plaatstaal is galling, algemeen bekend als "zinkafzetting". In tegenstelling tot slijtage door schuring zoals bij hoogwaardige staalsoorten, is zinkafzetting een adhesiefoutmechanisme. De zachte zinklaag smelt onder de enorme hitte en druk tijdens het trekproces letterlijk vast aan het oppervlak van de matrijs. Zodra deze overdracht begint, verandert dit de geometrie en afwerking van de matrijs, waardoor een ruw, hoog-friction oppervlak ontstaat dat opvolgende onderdelen beschadigt en onbruikbaar maakt.

Onderzoek met behulp van draw-bead simulatoren heeft een karakteristiek "stick-slip"-gedrag aan het licht gebracht bij elektrogalvanisch verzinkte staalsoorten. Tijdens de tests manifesteert dit zich als een initiële piekbelasting — een plotselinge toename van de wrijvingskracht doordat de zinklaag hecht aan het gereedschapsstaal. Op de werkvloer veroorzaakt deze instabiele wrijving een hoorbaar piepen of ratelen. Deze instabiliteit is echter niet alleen vervelend; deze leidt tot een onregelmatige materiaalstroming, waardoor het staal vastloopt in de klemzone of plooit waar het juist vrij zou moeten stromen.

Om dit te bestrijden, moeten onderhoudsstrategieën evolueren. Traditionele polijsttechnieken die worden gebruikt voor rauw staal kunnen schadelijk zijn als ze te agressief zijn. In plaats daarvan moet de focus liggen op het behouden van een spiegelglad oppervlak dat de initiële hechting voorkomt. Geavanceerde PVD-coatings (Physical Vapor Deposition), zoals titaal-aluminiumnitride (TiAlN) of diamant-achtige koolstof (DLC), zijn essentieel voor moderne matrijzen. Deze harde, gladde coatings vormen een chemische barrière waaraan zink zich niet gemakkelijk kan hechten, wat de intervallen tussen onderhoudsstops aanzienlijk verlengt.

Mogelijke coatingdefecten: Afschilfering versus vergrijzing

Het verschil tussen afschilfering en vergrijzing begrijpen is cruciaal om de oorzaak van een defect te diagnosticeren. Deze twee fouten lijken op het eerste gezicht op elkaar, maar ontstaan door geheel verschillende metallurgische defectmechanismen. Een verkeerde diagnose leidt vaak tot dure, inefficiënte correctiemaatregelen.

Afschilfering is een hechtingsfout aan de interface tussen het stalen substraat en de zinklegering. Het verschijnt doorgaans als grote, afzonderlijke brokken zink die loskomen, vaak veroorzaakt door overmatig dikke legeringen (meestal meer dan 8–10 mil) die hoge interne spanningen genereren tijdens vervorming. Het wordt vaak waargenomen bij verzinkte producten uit de warmgedompelde galvanisering (GI), waarbij de brosse intermetallische laag aan de interface breekt onder schuifspanning.

Poedering , is daarentegen een cohesieve mislukking binnen de coating zelf. Het manifesteert zich als fijn stof of ophoping van vuil in de matrijs. Dit komt met name veel voor bij gegalvaniseerd geannelleerd (GA) staal, waarbij de coating een ijzer-zink legering is. Hoewel Galvanneal harder en beter lasbaar is, is de coating per definitie brosser. De mate van pulvervorming hangt vaak samen met de rek van de Skin Pass Mill (SPM) tijdens de staalproductie; een hogere rek kan de weerstand tegen pulvervorming verbeteren, maar nadelig zijn voor de weerstand tegen afbladderen, wat leveranciers van materialen een delicate afweging oplegt.

Oppervlaktefouten: Verzwarting, Verkleuring en Witroest

Naast structurele storingen zijn esthetische gebreken een belangrijke bron van schroot, vooral bij blootgestelde automobielpanelen. "Zwart worden" is een veel voorkomend verschijnsel dat wordt veroorzaakt door wrijvingsaangedreven oxidatie. Wanneer het stemproces te veel hitte opwekt, oxideert het aluminium of zink in de coating snel en blijft er donker streepje achter. Dit is vaak een teken dat de smeerbarrière is afgebroken.

"Witte roest" (natte opslagvlek) is een ander alomtegenwoordig probleem, hoewel het meestal in opslag plaatsen in plaats van in de pers ontstaat. Het ontstaat wanneer zink reageert met vocht in een zuurstofarme omgeving, zoals tussen dichtgespannen delen. Om dit te voorkomen moeten de onderdelen grondig worden gedroogd, vaak met luchtmessen, voordat ze worden gestapeld. De stapelingen moeten de luchtstroom mogelijk maken om vocht te voorkomen.

Ook de omgeving in de plant speelt een rol. Hoge hoeveelheden zwavel of sulfaten in het proceswater kunnen met zink reageren om zwarte vlekken te creëren. De exploitanten moeten de waterkwaliteit van het smeermiddelenverdunningsmiddel controleren, aangezien zelfs kleine veranderingen in de chemie van het stedelijk water tot plotselinge oppervlaktefouten kunnen leiden.

De preventieve oplossing

De keuze van het smeermiddel is de meest controleerbare variabele bij het voorkomen van stansproblemen met gegalvaniseerd staal op te lossen - Ik ben niet. De chemische samenstelling van het smeermiddel moet verenigbaar zijn met de reactieve aard van zink. Een cruciale parameter is de pH-controle. Smeermiddelen met een pH-waarde hoger dan 8,5 of 9,0 kunnen "saponificatie" veroorzaken, een reactie waarbij het alkalische smeermiddel het zink aanvalt om een zeepachtig residu te vormen. Dit vlekt niet alleen het onderdeel, maar kan de mat ook verstoppen.

De gouden regel van smeer: Houd een pH tussen 7,8 en 8,4. Dit bereik is de "sweet spot" die voldoende bescherming tegen corrosie biedt zonder de coating aan te vallen. Bovendien gaat de industrie van zware minerale oliën, die een residu achterlaten dat het lassen en reinigen bemoeilijkt, af naar synthetische smeermiddelen. Synthetische materialen (zoals op polymeer gebaseerde vloeistoffen) bieden een uitstekende filmsterkte om de matrix van het werkstuk te scheiden zonder de schoonmaakhoofdpijn die gepaard gaat met olie.

Voor een grote productie, waarbij precisie van het allergrootste belang is, is het essentieel om samen te werken met bekwame leveranciers. De uitgebreide stansoplossingen van Shaoyi Metal Technology de kloof tussen prototyping en massaproductie overbruggen door gebruik te maken van IATF 16949-gecertificeerde processen om deze complexe variabelen te beheren. Hun expertise in het hanteren van gecoate stalen maakt het mogelijk om het gehele vormproces nauw te beheersen, zodat smeer- en gereedschapsstrategieën optimaal zijn voor een fabricage zonder gebreken.

Ondersteunende gevolgen: Laswerk en afwerking

De gevolgen van de stempelbeslissingen komen vaak in de assemblagelijn voor. Een belangrijk probleem voor de veiligheid en kwaliteit is de opwekking van zinkdampen tijdens het lassen. Als het stempelingssmeermiddel niet correct wordt verwijderd of als het reageert met het zink, kan dit de porositeit in lassen verergeren en het volume van giftige zinkoxide-dampen verhogen, wat leidt tot "metalen rookkoorts" bij de gebruikers. De schoonmaakbaarheid van het gestempelde onderdeel is daarom een veiligheidsmerk.

De kleefkracht is een ander slachtoffer van een slechte controle van het stempproces. Als op delen met restzinksapens (van smeermiddelen met een hoge pH) verf op alkydbasis wordt gebruikt, zal de verf een mislukte werking doorvoeren, bekend als saponificatie. Om de juiste kleefkoppeling te waarborgen, vereisen gestempelde onderdelen meestal een voorbehandeling met een fosfaatconversiecoating. Dit chemische proces verandert het oppervlak in een niet-reactieve laag die een sterke kleefbinding bevordert en de risico's die tijdens de stempfase ontstaan, neutraliseert.

Conclusie

Het beheersen van gegalvaniseerd stempen van staal vereist een verschuiving van reactief probleemoplossen naar proactief procestechnisch. Het is niet voldoende om bij het splitsen van de onderdelen gewoon meer olie aan te brengen; het gehele tribologische systeem coatingtype, matriek, smeermiddels pH en oppervlaktetopografiemoet in evenwicht worden gehouden. Door de verschillende mechanismen van zinkopname, schilfering en chemische kleurgeving te begrijpen, kunnen fabrikanten een beruchte hoofdpijn in de productie veranderen in een betrouwbaar, kwalitatief hoogwaardig proces.

Het verschil tussen 10% schroot en bijna nul gebreken ligt vaak in de onzichtbare details: de pH van een smeermiddel, de coating op een mat of de microscopische ruwheid van het plaatoppervlak. De aandacht voor deze variabelen is het kenmerk van een perszaak van wereldklasse.

Veelgestelde Vragen

1. de Wat veroorzaakt zwarte vlekken op gegalvaniseerde staalonderdelen?

Zwarte vlekken worden meestal veroorzaakt door wrijvingsoxydatie of "wrijvingspolymeren". Wanneer bij het stempen overmatige warmte ontstaat door slechte smeer of strakke openingen, oxideert het zink of aluminium in de coating en ontstaan donkere strepen. Een hoog zwavelgehalte in het proceswater kan ook met zink reageren tot zwarte vlekken.

2. Het is een onmogelijke zaak. Waarom schilt verf van gegalvaniseerd staal af?

Verf peeling is vaak te wijten aan zeepverzuivering. Als een verf op basis van alkyden rechtstreeks op een gegalvaniseerd oppervlak wordt aangebracht, reageert het zink met de harsen om een zeeplaag aan de interface te vormen, waardoor de verf delaminatie krijgt. Om dit te voorkomen, is een goede reiniging en het gebruik van een fosfaatconversiecoating of een wasprimar vereist.

3. Het is een onmogelijke zaak. Hoe voorkom ik witte roest op gestempelde onderdelen?

Witte roest ontstaat wanneer gegalvaniseerde onderdelen worden blootgesteld aan vocht zonder voldoende luchtstroom, wat gebruikelijk is in dichtgestopte stapels. Om dit te voorkomen, moet u ervoor zorgen dat de onderdelen volledig droog zijn voordat u ze stapelt, met luchtmessen de overgebleven koelmiddel verwijderen en de onderdelen in een klimaatgecontroleerde omgeving met een lage vochtigheid opslaan.