<h2>POVZETEK</h2><p>Za odpravo razpokanja robov pri žigu izdelkov, zlasti pri naprednih visoko trdnih jeklih (AHSS), je treba preusmeriti fokus s splošne duktilnosti (svežnja) na lokalno oblikovalnost (lom). Običajna pravila palca, kot je 10 % reža pri rezkanju, pogosto ne uspejo pri sodobnih materialih, kot je dvojni fazični (DP) jekleni. Za rešitev tega problema morajo inženirji optimizirati reže pri rezkanju (pogosto povečane na 15–20 % debeline materiala), izbrati materiale z visokimi razmerji razširitve luknje (HER), potrjene z ISO 16630, ter uporabiti strategije oblikovanja orodij, kot so &quot;prištevalniki kovine&quot;, za zmanjšanje obremenitve roba. Ukrepanje glede na območje strižne poškodbe (SAZ) je najučinkovitejši način za preprečevanje loma roba.</p><h2>Znanost razpokanja robov: splošna proti lokalni oblikovalnosti</h2><p>Pogosto napačno razumevanje pri žigu kovin je, da visoka natezna raztegljivost zagotavlja odpornost proti razpokanju. V resnici gre pri razpokanju robov za versk lokalne oblikovalnosti, ki se razlikuje od splošne oblikovalnosti, merjene v standardnih nateznih testih. Splošna oblikovalnost nadzoruje odpovedi, kot je sveženje telesa izdelka, kjer je obremenitev porazdeljena. Razpokanje robov pa se pojavi na žiganem robu, kjer je mikrostruktura materiala poškodovana zaradi samega procesa rezkanja.</p><p>Ko žig ustvari osnovni del, ustvari &quot;območje, vplivano s strižnim napetostnim stanjem&quot; (SAZ) ali območje s trdoto zaradi obdelave. Na tem ozkem območju je material bistveno trši in krhkejši kot osnovni kovinski material. Pri sortah AHSS je ta učinek še povečan. Dvojni fazični (DP) jekla na primer vsebujejo trdne ostrvice martenzita, razpršene v mehki feritski matriki. Med procesom striženja ekstremna razlika v trdoti med tema fazama povzroči nastanek mikroskopskih praznin na mejah med feritom in martenzitom.</p><p>Ko se rob kasneje razteza – med valjanjem ali razširitvijo luknje – se te mikropraznine združijo v makroskopske razpoke že preden doseže material svojo teoretično omejitev raztezanja. Zato je osnovna inženirska napaka, če se pri napovedovanju obnašanja roba zanašamo na podatke o natezni trdnosti/raztegljivosti. Ukrepanje ni odvisno od tega, koliko se material raztegne globalno, temveč od tega, koliko lahko poškodovani rob še raste, preden pride do širjenja razpoke.</p><h2>Optimizacija reže pri rezkanju: pravilo 10 % je mrtvo</h2><p>Desetletja je bila standardna reža orodja 10 % debeline materiala. Čeprav učinkovito pri mehkih jeklih, ta razmerje pogosto škoduje pri AHSS. Ožje reže pri visoko trdnih materialih lahko povzročijo &quot;sekundarno strižno poškodbo&quot; – napako, pri kateri se razpoke, ki se začnejo pri žigu in matrici, ne spojijo neprekinjeno. Ta neujemanja prisili žig, da striže skozi preostali material, kar ustvari zarezan, močno utrjen rob z dodatnim leskljastim pasom, ki deluje kot koncentrator napetosti.</p><p>Nedavni podatki industrijskih raziskav, vključno z raziskavami <a href="https://www.metalformingmagazine.com/article/?/materials/high-strength-steel/edge-cracking-in-advanced-automotive-steels">MetalForming Magazine</a>, kažejo, da je rešitev <strong>Inženirska reža</strong>. Za mnoge sorte DP in CP (kompleksna faza) povečanje reže na <strong>15–20 % debeline materiala</strong> ustvari čistejši lom. Večja reža omogoča gladko združevanje zgornjih in spodnjih lomnih ravnin, zmanjšuje globino območja, vplivanega s strižnim napetostnim stanjem, in zmanjšuje vrhanske vrednosti trdote na robu.</p><p>Ta protislovni pristop – povečanje reže za izboljšanje kakovosti – pogosto prinese bistveno višje razmerje razširitve luknje (HER). Vendar to mora biti uravnoteženo glede na višino grba. Čeprav večje reže lahko proizvede višji grb, sam rob ohranja večjo duktilnost. Če je grb na strani tlačne deformacije naslednjega prepogiba, je tveganje razpokanja pogosto zanemarljivo v primerjavi s koristmi čistejše strižne ploskve.</p><h2>Izbira materiala: razmerje razširitve luknje (HER)</h2><p>Pri nakupu materiala za dele z raztegnjenimi luknjami ali raztegnjenimi robovi je <strong>Preizkus razširitve luknje po ISO 16630</strong> zlati standard za napovedovanje, ki nadomešča tradicionalne natezne metrike. Ta preizkus razširi žigano luknjo s stožčastim žigom (60° vrh) dokler se ne pojavi razpoka skozi celotno debelino, kar daje neposredno merilo duktilnosti roba.</p><p>Izbira sorte materiala tu igra ključno vlogo. Čeprav so DP jekla priljubljena zaradi razmerja med trdnostjo in stroški, njihova mikrostrukturna heterogenost (trdi martenzit nasproti mehkega ferita) jih naredi nagnjene k razpadu robov. <strong>Jekla kompleksne faze (CP)</strong> pogosto ponujajo odličnejše zmogljivosti za dele, občutljive na rob. CP sorte uporabljajo matriko bainita in ferita, okrepljenega s precipitacijo, ki ustvarja bolj enakomerno porazdelitev trdote. Ta homogenost zmanjšuje nastanek mikropraznin med striženjem, zaradi česar imajo CP jekla bistveno višje vrednosti HER v primerjavi z DP jekli podobne natezne trdnosti.</p><p>Prav tako je čistost materiala nesporna. Kot opažajo strokovnjaki pri <a href="https://www.ulbrich.com/blog/cracking-under-pressure-how-high-quality-metal-and-metallurgical-expertise-prevent-cracking-in-stamping/">Ulbrich</a>, vključki in nečistoče (kot žveplo ali oksidi) služijo kot mesta začetka razpok. Naročanje visoko kakovostnega, čistega jekla z nadzorovanimi omejitvami vključkov pomaga zagotoviti, da se teoretična vrednost HER materiala lahko doseže pri izdelovalni praksi.</p><h2>Oblikovanje orodja in rešitve procesnega inženirstva</h2><p>Predmet geometrije določa usodo. Ko del zahteva raztegnjen rob, ki presega meje materiala, morajo procesni inženirji spremeniti pot obremenitve. Ena učinkovita tehnika je uporaba <strong>prištevalnikov kovine</strong>. S projektiranjem presežka materiala ("prištevalnika") v žiganje ali stiskalno ploščo lahko inženirji zagotovijo dodaten vir materiala, ki se med oblikovanjem pretaka v rob. To pretvori čisto raztezno obremenitev v kombinacijo vleka in raztezanja, kar znatno zmanjša lokalizirano obremenitev na robu.</p><p>Enako pomembna je tudi vzdrževalna oskrba orodja. Poškodovan ali obrabljen rob za rezkanje poveča prostornino deformiranega območja materiala in dodatno trdi rob. Redni urniki brušenja so obvezni za proizvodnjo AHSS. Poleg tega lahko uporaba poševnih žigov (pogosto s poševnim strelom 3–6 stopinj) zmanjša udarno obremenitev in izboljša kakovost strižne ploskve.</p><p>Uveljavitev teh naprednih strategij zahteva proizvodne partnere s posebnimi sposobnostmi. Na primer, <a href="https://www.shao-yi.com/auto-stamping-parts/">Shaoyi Metal Technology</a> uporablja presse z visoko zmogljivostjo (do 600 ton) in natančnost po standardu IATF 16949 za upravljanje zahtevnih okvirjev obdelave sodobnih avtomobilskih jekel. Ne glede na hitro izdelavo prototipov ali masovno proizvodnjo preprečuje dragocene iteracije orodij, če se uporablja žig, ki razume subtilnosti obnašanja AHSS.</p><h2>Povzetek popravljalnih ukrepov</h2><p>Za odpravo razpokanja robov redko zadostuje edina popravna akcija; zahteva sistematično prilagoditev treh glavnih dejavnikov: material, reža in geometrija.</p><ul><li><strong>Material:</strong> Preklop na sorte z visokimi vrednostmi HER po ISO 16630 (npr. CP namesto DP) in strogo nadzorovanje nečistoč.</li><li><strong>Reža:</strong> Povečanje reže orodja na 15–20 % za AHSS, da se zagotovi čista lomna ravnina in zmanjša območje, vplivano s strižnim napetostnim stanjem.</li><li><strong>Geometrija:</strong> Uporaba prištevalnikov kovine za dovajanje materiala v rob in zagotavljanje ostrega stanja žigov za preprečevanje prekomernega utrjevanja.</li></ul><section><h2>Pogosta vprašanja</h2><h3>1. Kaka je razlika med splošno in lokalno oblikovalnostjo pri žigu?</h3><p>Splošna oblikovalnost se nanaša na sposobnost materiala, da porazdeli obremenitev preko večje površine in se upira svežnju (tanjenju) med operacijami vlečenja. Korelira z n-vrednostjo (eksponent utrjevanja ob delu). Lokalna oblikovalnost je nasprotno odpornost materiala proti lomu na določenih mestih koncentracije napetosti, kot so žigani robovi. Korelira z razmerjem razširitve luknje (HER) in je glavni dejavnik pri preprečevanju razpokanja robov.</p><h3>2. Kako vpliva reža pri rezkanju na razpokanje robov pri AHSS?</h3><p>Reža pri rezkanju določa kakovost žiganega roba. Nezadostna reža (npr. običajnih 10 %) pri AHSS povzroči sekundarno striženje, kar ustvari zarezan, krhek profil roba, ki se enostavno razpoči. Povečanje reže na 15–20 % omogoča, da se razpoke, ki se začnejo pri žigu in matrici, srečajo čisto, kar rezultira v gladkejšem robu z manj utrjevanjem in višjo duktilnostjo.</p><h3>3. Kaj je preizkus razširitve luknje po ISO 16630?</h3><p>ISO 16630 je standardna metoda preskusa za ocenjevanje duktilnosti robov kovinskih pločevin. V vzorec (običajno s 12 % režo) izžigajo luknjo premera 10 mm, nato jo stožčasti žig razširi, dokler se ne pojavi razpoka skozi celotno debelino. Odstotek povečanja premera luknje (HER) daje kvantitativno merilo za sposobnost materiala, da se upira razpokanju robov.</p><h3>4. Zakaj se pri dvojnem fazičnem (DP) jeklu pojavlja razpokanje robov?</h3><p>DP jeklo ima mikrostrukturo, sestavljeno iz trdnih ostrvic martenzita v mehki feritski matriki. Med striženjem razlika v trdoti med tema fazama ustvari hude koncentracije napetosti, kar vodi do nastanka mikropraznin na mejah faz. Te praznine oslabijo rob in ga naredijo zelo ranljivega za razpoke med nadaljnjimi oblikovalnimi postopki.</p><h3>5. Kaj so prištevalniki kovine v oblikovanju orodja?</h3><p>Prištevalniki kovine so geometrijske značilnosti, dodane dodatku ali območju stiskalne plošče pri oblikovanju orodja. Zagotovijo presežno dolžino materiala v določenih območjih. Med oblikovalnim ali robnim postopkom ta dodatni material preteče v del, zmanjšuje količino raztezanja, potrebno na robu. To zmanjša lokalizirano obremenitev in prepreči, da bi rob dosegel svojo mejo loma.</p></section>