ZKRATKA

Tvárnenie pozinkovanej ocele predstavuje jedinečnú tribologickú výzvu: mäkké a reaktívne zinkové povlaky vykazujú odlišné vlastnosti trenia v porovnaní s čistou oceľou. Hlavným problémom je tzv. „nános zinku“ alebo zasiakanie, pri ktorom sa povlak prenáša na povrch nástroja, čo spôsobuje jav „priľnavosti a sklzu“, ktorý operátori často popisujú ako skrípanie podobné kriede po tabuli. Táto nestabilita trenia spôsobuje trhliny na dieloch, odlupovanie povlaku a rýchle opotrebenie nástrojov.

Na riešenie týchto problémov pri tvárnení pozinkovanej ocele , výrobcovia musia riadiť celý tribologický systém. To zahŕňa udržiavanie pH maziva medzi 7,8 a 8,4, aby sa zabránilo škvrneniu, používanie nástrojov s PVD povlakom (ako napr. TiAlN) na zníženie adhézie a zväčšenie vymedzenia matríce, aby sa kompenzovala hrúbka povlaku. Úspech spočíva v prevencii počiatočného prenosu zinku, ktorý spúšťa katastrofálne zlyhanie nástroja.

Kríza trenia a priľnavosti: prichytenie zinku a údržba lisovacích nástrojov

Najrozšírenejším režimom zlyhania pri tvárnení zinkovaných plechov je priľnavosť, bežne označovaná ako „prichytenie zinku“. Na rozdiel od abrazívneho opotrebenia pri vysokopevnostných oceliach ide pri prichytení zinku o adhézny mechanizmus zlyhania. Mäkký zinkový povlak sa pri obrovskom tepe a tlaku tiahnutia doslova zvarí na povrch nástroja. Keď raz tento prenos začne, mení geometriu a povrchovú úpravu nástroja, čím vzniká drsná, vysokotrená plocha, ktorá poškodzuje nasledujúce diely.

Výskum pomocou simulátorov ťahových lišt odhalil charakteristické správanie typu „lepí-sklĺzne“ pri oceľoch s elektricky zinkovaným povlakom. Počas testov sa to prejavuje ako počiatočný skok zaťaženia – náhly nárast trecej sily, keď sa zinok prichytáva na nástrojovú oceľ. Na pracovisku tento nestabilný trenie spôsobuje počuteľný piskot alebo drvenie. Táto nestabilita nie je len nepríjemnosťou; vedie k nekonzistentnému toku materiálu, čo spôsobuje zaseknutie ocele v oblastiach viazania alebo vlnenie tam, kde by mal voľne tekať.

Na boj proti tomu musia byť stratégiá údržby nástrojov prispôsobené. Tradičné leštiace techniky používané pre nelegovanú oceľ môžu byť škodlivé, ak sú príliš agresívne. Namiesto toho by sa mal kladný dôraz na udržiavanie zrkadlového povrchu, ktorý bráni počiatočnému priľnavosti. Pokročilé PVD (fyzikálna depozícia z plynnej fázy) povlaky, ako napríklad titán-hliníkový nitrid (TiAlN) alebo diamantový podobný uhlík (DLC), sú nevyhnutné pre moderné nástroje. Tieto tvrdé, hladké povlaky vytvárajú chemickú bariéru, ku ktorej sa zinok ľahko neviaže, čím výrazne predlžujú intervaly medzi prestávkami na údržbu.

Režimy zlyhania povlaku: Odlupovanie vs. Zosypávanie

Porozumenie rozdielu medzi odlupovaním a zosypávaním je kľúčové pre diagnostiku príčiny zlyhania. Tieto dva defekty vyzerajú nepripravenému oku podobne, ale vznikajú úplne odlišnými metalurgickými režimami zlyhania. Ich nesprávna diagnostika často vedie k drahým, neúčinným nápravným opatreniam.

Odlupovanie je zlyhanie lepidla na rozhraní medzi oceľovým substrátom a zinkovým povlakom. Obvykle sa objavuje ako veľké, odlišné šrôby zinku, ktoré sa odlupujú, často spôsobené nadmerne hrubými povlakmi (obvykle viac ako 810 mil) ktoré generujú vysoké vnútorné napätie počas deformácie. Často sa pozoruje v horúco namáčaných galvanizovaných (GI) výrobkoch, kde krehká medzi kovová vrstva na rozhraní sa zlomi pod tlakom odsklzovania.

Zprašovanie , je naopak zlyhanie súdržnosti samotného povlakov. Prejavuje sa ako jemný prach alebo hromadenie nečistôt v matici. To je obzvlášť bežné v oceli galvanizovanej (GA), kde je povlak zliatinou železa a zinku. Zatiaľ čo galvanál je tvrdší a zvážateľnejší, jeho povlak je vo svojej podstate krehkejší. Stupeň práškovania je často spojený s predĺžením striekača Skin Pass Mill (SPM) počas výroby ocele; vyššie predĺženie môže zlepšiť odolnosť voči práškovaniu, ale môže mať negatívny vplyv na odolnosť voči odlupovaniu, čo vytvára delikátny kompromis pre dodávateľov materiálov.

Pozemné chyby: čiernanie, škvrny a biela hrdza

Okrem konštrukčných porúch sú aj estetické chyby hlavným zdrojom šrotu, najmä pri odhalených automobilových paneloch. "Černanie" je bežný jav spôsobený oxidáciou vyvolanou trením. Keď sa pri lisovaní vyrába nadmerné teplo, hliník alebo zinok v náteru sa rýchlo oxiduje a na časti zostávajú tmavé pruhy. Často je to signál, že sa rozbila mazivacia bariéra.

ďalším všadeprítomným problémom je "biela hrdza" (mokrá škvrna z skladovania), hoci zvyčajne pochádza skôr z skladovania ako z tlače. Vyskytuje sa, keď zinok reaguje s vlhkosťou v prostredí bez kyslíka, napríklad medzi tesne vnútrou. Aby sa tomu zabránilo, musia byť časti dôkladne sušené - často pomocou vzduchových nožov - pred skladovaním. Vzorky nahromadenia by mali umožňovať prietok vzduchu, aby sa zabránilo zachytení vlhkosti.

Dôležitú úlohu zohrávajú aj faktory životného prostredia v rastline. Vysoká hladina síry alebo síranov v procesnej vode môže reagovať s zinkom a vytvárať čierne škvrny. Prevádzkovatelia musia monitorovať kvalitu vody používanú na zriedenie maziva, pretože aj malé zmeny v chemickej zložení komunálnej vody môžu vyvolať náhle výskyty povrchových defektov.

Strategia mazania a obrábania: prevenčná oprava

Výber maziva je jedinou najvládateľnejšou premennou pri prevencii problémov pri tvárnení pozinkovanej ocele - Čo? Chemická zloženie maziva musí byť kompatibilné s reakčnou povahou zinku. Kritickým parametrom je kontrola pH. Mazivo s pH nad 8,5 alebo 9,0 môže vyvolať "zaponovanie", reakciu, pri ktorej alkalické mazivo napadne zinok a vytvorí tak mydlový rezíduum. To nielenže škvrny časť, ale môže gumy na die.

Zlaté pravidlo mazania: Udržiavajte pH medzi 7,8 a 8,4. Tento rozsah je "sweet spot", ktorý poskytuje dostatočnú ochranu pred koróziou bez toho, aby napadol povlak. Okrem toho priemysel sa presúva od ťažkých minerálnych olejov, ktoré zanechávajú zvyšky, ktoré komplikujú zváranie a čistenie, k syntetickým mazivám. Syntetické materiály (ako sú tekutiny na báze polymérov) ponúkajú vynikajúcu pevnosť filmu na oddelenie matrice od obrobku bez bolesti hlavy spojených s čistením oleja.

V prípade výroby veľkého objemu, kde je presnosť na prvom mieste, je nevyhnutné partnerstvo s schopnými dodávateľmi. Komplexné kovové riešenia Shaoyi Metal Technology preklenúť medzeru medzi prototypovaním a sériovou výrobou, pričom sa využívajú procesy certifikované podľa IATF 16949 na riadenie týchto zložitých premenných. Ich odborné znalosti v oblasti manipulácie s potiahnutými oceľami umožňujú prísnu kontrolu celého procesu tvarovania, čím sa zabezpečuje optimalizácia stratégií mazania a obrábania na výrobu bez vad.

Implikácie v ďalšom procese: zváranie a dokončenie

Dôsledky rozhodnutí o lisovaní sa často prejavujú v prúde na montážnej linke. Hlavným problémom bezpečnosti a kvality je tvorba výparov zinku počas zvárania. Ak sa štampovací mazivo správne neodstraňuje alebo ak reaguje s zinkom, môže to zhoršiť pórovitosť zváracích vlákien a zvýšiť objem toxických výparov zínového oxidu, čo vedie k "horúčke kovových výparov" medzi prevádzkovateľmi. Čistiteľnosť pečiatkovaného dielu je preto bezpečnostným prvkom.

Príležavosť farieb je ďalšou obeťou nedostatočnej kontroly procesu lisovania. Ak sa na častiach s zvyškovými zinkovými mydlami (z mazivých látok s vysokým pH) používajú farby na báze alkydov, farba odlupuje zlyhajúci mechanizmus známy ako šamponizácia. Na zabezpečenie správnej adhézie farby sú na lisovaných častiach zvyčajne potrebné predbežné spracovanie fosfátovým konverzným povlakom. Tento chemický proces premieňa povrch na nereaktívnu vrstvu, ktorá podporuje silné spájanie farby a neutralizuje riziká vytvorené počas fázy lisovania.

Záver

Ovládanie lisovania ocelovej ocele vyžaduje prechod od reakčného riešenia problémov k proaktívnemu inžinierstvu procesov. Nie je dostatočné jednoducho nanášať viac oleja pri rozpätí častí; celý tribologický systém - typ povlakov, materiál na matriu, pH maziva a topografia povrchu - musia byť vyvážené. Pochopením rôznych mechanizmov zberu zinku, odlupovania a chemického zafarbenia môžu výrobcovia zmeniť notoricky známy výrobný problém na spoľahlivý, kvalitný proces.

Rozdiel medzi 10% šrotu a takmer nulovými chybami často spočíva v neviditeľných detailoch: pH maziva, povlak na matici alebo mikroskopická hrubosť povrchu listu. Pozornosť na tieto premenné je charakteristickým znakom tlačovňa svetovej triedy.

Často kladené otázky

1. Čo spôsobuje čierne škvrny na ocelových častiach?

Čierne škvrny sú zvyčajne spôsobené oxidáciou trenia alebo "treniacimi polymérmi". Ak sa pri lisovaní vytvára nadmerné teplo v dôsledku nedostatočného mazania alebo tesných priestorov, zinok alebo hliník v povlaknom povrchu sa oxiduje a vytvára tmavé pruhy. Vysoký obsah síry v procesnej vode môže tiež reagovať s zinkom a vytvárať čierne škvrny.

2. Vráť sa. Prečo sa farba odlupuje z ocelovej ocele?

Peeling farby je často spôsobený šamponifikáciou. Ak sa na ocelovaný povrch aplikuje farba na báze alkydov, zinok reaguje s žiarenami a vytvára na rozhraní mydlovú vrstvu, čo spôsobuje delamináciu farby. Na zabránenie tomu je potrebné správne čistenie a použitie povlakov na konverziu fosfátov alebo práškového primeru.

3. Vráť sa. Ako zabrániť bielej hrdze na štampovaných častiach?

Biela hrdza sa vytvára, keď sú ocelované časti vystavené vlhkosti bez dostatočného prietoku vzduchu, čo je bežné v tesne vmesovaných hromadách. Aby sa tomu zabránilo, pred skladovaním sa uistite, že sú časti úplne suché, použite vzduchové nože na odstránenie zvyškov chladiacej kvapaliny a skladujte časti v prostredí s nízkou vlhkosťou a klimatizovanou kondiciou.