KRATKO

Zalepljivanje kod alata za kaljenje je teži oblik adhezivnog habanja kod koga visoki pritisak i trenje uzrokuju zavarivanje površina kalupa i obratka, što dovodi do prenosa materijala, oštećenja i kvarova u radu. Učinkovito rešavanje zalepljivanja zahteva sistematski pristup, koji počinje osnovnim konstruisanjem i održavanjem kalupa. Glavna rešenja uključuju obezbeđivanje ispravnog zazora između matrice i žiga, poliranje površina radi smanjenja trenja, izbor odgovarajućih materijala za alat i napredne antizalepljujuće prevlake, kao i pravilno podmazivanje uz kontrolu brzine mašine.

Šta je zalepljivanje i zašto se javlja kod alata za kaljenje?

Gomilanje je oblik teškog lepljivog habanja koji nastaje kada dve metalne površine u kliznom kontaktu dožive visok pritisak i trenje. U operacijama štampanja, ovaj fenomen može se brzo eskalirati iz manjeg problema u glavni uzrok zaustavljanja rada i otkaza alata. Za razliku od postepenog abrazivnog habanja, gomilanje je brz proces pri kome mikroskopski visoki delovi, ili neravnine, na površinama matrice i predmeta spajaju se zajedno. Ovaj proces se često opisuje kao oblik „hladnog zavarivanja“. Kako se površine nastavljaju da kreću, veza se prekida, kidajući i prenoseći materijal sa jedne površine na drugu, stvarajući karakterističnu ispupčenu izbočinu poznatu kao gomilanje.

Osnovni uzrok gomilanja je kombinacija trenja i lepljenja na mikroskopskom nivou. Kao što je objašnjeno u članku autora Fractory , чак и изгледа глатке металне површине имају неправилности. Под огромним притиском клипног преса, ове неравнинастости долазе у контакт, стварајући топлоту и разарајући заштитне оксидне слојеве. Када се изложи суров, реактивни метал, површине могу да формирају јаке металне везе. Ова адхезија узрокује одвлачење материјала са слабије површине и таложење на јачој, започињући циклус све већег оштећења. Новоформирани гребен ствара још више трења, убрзавајући процес хабања по површини алата.

Неколико фактора може покренути или погоршати гребен на штампама за исецање. Разумевање ових тригерa је први корак ка ефикасној спречавању. Материјали са високом дуктилношћу и склоношћу формирању пасивних оксидних слојева, као што су нерђајући челик и алуминијум, посебно су подложни. Када је овај слој компромитован, основни метал је веома реактиван и склон повезивању. Кључни тригери укључују:

• Лоша подмазаност: Недовољно или неправилно подмазивање не ствара ефикасну баријеру између површина које клизе, због чега долази до директног метал-на-метал контакта.
• Висок притисак контакта: Прекомерна сила, често услед неправилног размака матрице или дизајна делова, повећава трење и вероватноћу заваривања неравнина.
• Слични или меки материјали: Коришћење сличних метала за матрицу и радни предмет повећава шансе за атомско везивање. Мекши материјали се лакше деформишу, што подстиче прилијепљивање.
• Отпад и контаминација: Мали комадићи метала или друге контаминанте заробљене између површина могу деловати као абразиви, уклањајући заштитне слојеве и покрећући грицкање.
• Прекомерна топлота: Високе радне брзине могу генерисати значајну топлоту, која омекшава материјале и чини их склонијим прилијепљивању.

Превентивна решења: Дизајн матрице, размак и одржавање

Pre nego što se obratite skupim premazima ili specijalizovanim podmazkama, najefikasnija i najtrajnija rešenja za sprečavanje zalepljivanja leže u osnovnom dizajnu matrice i pažljivoj održavanju. Kako primećuju stručnjaci u MetalForming Magazine , rešavanje osnovnih mehaničkih uzroka je od primarnog značaja. Ako je dizajn matrice nedovoljan, druga rešenja često samo „prekrivaju problem“ a ne rešavaju ga zaustavljaju. Proaktivni pristup usmeren na mehaniku pruža čvrstu osnovu za bezbednu radnju bez zalepljivanja.

Најважнији фактор у спречавању гаљења је успостављање исправног размака између матрице и плоче. Иако дизајнери обично узимају у обзир дебљину материјала, понекад занемарују чињеницу да се лим дебља током уравнотежене компресије, нарочито у дубоким ивицама. Ово повећање дебљине може елиминисати предвиђени размак, услед чега матрица стисне материјал и значајно повећа трење и притисак. Да би се ово спречило, додатни размак мора бити обрадом унет у вертикалне зидове ивица како би се омогућио ток материјала. За произвођаче који се фокусирају на високу прецизност, од суштинског је значаја коришћење напредних CAE симулација и обимног искуства у управљању пројектима. На пример, стручњаци за специјалну опрему као што су Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. уводе ова начела дизајна у своје аутомобилске матрице од самог почетка како би осигурали ефикасност и квалитет компоненти за произвођаче оригиналне опреме и добављаче прве линије.

Поред зазора, квалитет обраде површине алата има одлучујућу улогу. Полирањем и точењем делова алата смањују се микроскопске неравности које доводе до залипања материјала. Најбоља пракса је да се површине полирају паралелно са правцем кретања пробијања, чиме се олакшава пролаз материјала. Квалитет овог полирања треба бити висок као код припреме компоненте за скупу површинску обраду. У многим случајевима, побољшања перформанси која се приписују премазивању заправо су резултат изузетне припреме површине неопходне за његову примену. Стога, строг поступак полирања представља економски исплативу превентивну меру.

Комплетна стратегија одржавања је неопходна за дугорочно спречавање проблема. Она обухвата низ поновљивих корака који осигуравају да алат задржи оптимално стање. Кључне активности одржавања укључују:

1. Провера и подешавање зазора: Редовно мерење зазора између матрице и плунжера, са посебном пажњом на подручјима са интензивним хабањем као што су углови вучења. Као општи савет, Ролери предлаже да благо повећање зазора матрице (нпр. за 0,1 мм) понекад може ублажити проблеме залепљивања.
2. Одржавање обраде површине: Уведите редован распоред брушења и полирања површина матрица које показују знакове трења или прикупљања материјала.
3. Одржавање оштрине алата: Тупи ивице плунжера и матрице повећавају силу потребну за сецкање и обликовање, што доводи до већег грејања и притиска. Одржавање оштрих алата је основни корак у смањивању залепљивања.

Напредна решења: Избор материјала, калење и преклопци површина

Када су на месту добри дизајн и одржавање улозака за резање, научни приступ материјалима нуди следећи ниво заштите против залепљивања. Пажљивим бирањем, закаљавањем и прекривањем материјала алатки, могу се створити површине које су отпорне на адхезивне силе које изазивају залепљивање. Ова напредна решења посебно су ефикасна при клизању тешких материјала као што су нерђајући челик или алуминијум.

Једна од најефикаснијих стратегија је употреба разноврсних метала за компоненте који клизе један преко другог. Како је детаљно описано од стране 3ЕРП , материјали са различитим атомским структурама и нивоима тврдоће имају мању склоност да формирају микроскопске заварене везе које доводе до залепљивања. На пример, употреба бушена од бронзе или месинга са челичним матрицом може значајно смањити трење и адхезију. Приликом бирања алатних челика, избор квалитета са већом тврдоћом и отпорношћу на хабање пружа јачу заштиту против почетних фаза прикупљања материјала.

Термичка обрада материјала даље побољшава отпорност алата. Ови процеси модификују површину челика како би се створио изузетно тврд спољашњи слој, задржавајући истовремено жилавост језгра. Уобичајене методе које су ефикасне против залипања укључују нитрирање, карбуризацију и потпуно пачвршњавање термичком обрадом. На пример, нитрирање дифундује азот у површину челика, стварајући тврде нитридне соједине које драматично повећавају тврдоћу површине и подмазаност, чинећи тако веома тешким прилијепљивање материјала послатог на обраду.

За најзахтевније примене, анти-заливне преко покриваче пружају коначну, поуздану баријеру. Ове специјализоване површинске обраде дизајниране су да смање трење и спрече прилијепљивање. Важно је одабрати преко покривач прилагођен специфичној примени, јер сваки има различите карактеристике и предности.

Иако се многу ефективни, овие решенија врз основа на материјали треба да се разгледуваат откако механичките проблеми како зазор и завршна обработка на површината ќе бидат целосно решени. Тие претставуваат значителна инвестиција и даваат најдобар принос кога се применуваат на фундаментално исправен дизајн на матрицата.

Решења у раду: подмазивање и подешавање машине

Док дизајн и материјали чине основу спречавања залипања, прилагодбе које се врше током поступка клупања пружају критичну методу контроле у реалном времену. Ефикасно подмазивање и исправна подешавања машине могу да контролишу непосредне услове — трење, топлоту и притисак — који доводе до залипања. Ова оперативна решења су прва линија одбране за радника на машини у производној хали.

Podmazivanje je, bez sumnje, najvažniji operativni faktor. Podmazivač visokog kvaliteta stvara zaštitni film koji sprečava direktni kontakt metal-na-metal, smanjuje trenje i pomaže u odvođenju toplote. Ključno je koristiti podmazivač posebno dizajniran za proces štampanja i materijale koji su uključeni. Sredstva protiv zalepljivanja, koja često sadrže čvrste čestice poput grafita ili bakra, posebno su efikasna u sprečavanju zalepljivanja pod visokim pritiskom. Međutim, važno je imati u vidu da podmazivanje može biti kratkoročno rešenje ako samo nadoknađuje osnovni problem, kao što je nepravilno podešen zazor matrice. Preterano podmazivanje neke oblasti može privremeno rešiti problem, ali može dovesti do problema u održavanju čistoće i povećanih troškova, a da pri tome ne otkloni osnovni mehanički kvar.

Подешавања машине такође имају значајан утицај. Смањивање учесталости удара пресе једноставан је, али ефикасан начин да се спречи заливање. Спорије брзине производе мање топлоте, чиме се подмазивању омогућава више времена за деловање и смањује склоност материјала да се загреје и прилипи. Ово је посебно важно при раду са материјалима као што је нерђајући челик, који се брзо чврстне деформисањем и ствара значајну количину топлоте током обраде.

Коначно, одржавање чисте радне средине је од суштинског значаја. Практична контролна листа коју оператери преса могу да прате када се открије заливање може помоћи у брзом дијагностиковању и решавању проблема:

• Провера подмазивања: Да ли се користи исправно подмазивање, у правилној количини и на одговарајућем месту?
• Смањите брзину машине: Успорите учесталост удара како бисте снизили радну температуру.
• Очистите алате и радни предмет: Обезбедите да не постоје страни предмети, струготине или загађивачи на површинама матрице или на долазном материјалу.
• Проверите стање алата: Проверите било какве тупе ивице на матрицама и клиповима, јер повећавају притисак приликом обраде и трење.
• Подешавање низа алата: За неке процесе, као што је резање, промена редоследа операција у такозвани "мост" низ може спречити нагомилавање материјала и заливање.

Мултидимензионални приступ елиминисању заливања

Ефикасно суочавање са заливањем код матрица за клетање није питање проналажења једног чудотворног решења, већ имплементације слојевите, систематске стратегије. Најуспешније операције клетања препознају да трајна решења започињу чврстом основом у дизајну матрица и њиховој одржаваности. Давање приоритета исправном размаку између клипа и матрице, нарочито на тешким угловима вучења, као и одржавање опрезно полиране површине, увек ће донети највећу повратност инвестиције тако што ће се проблем решити на механичком корену. Само када ови основни принципи буду савршено остварени треба да се пређе на напреднија решења заснована на материјалској науци.

Одабиром различитих материјала, примењивањем отврђујућих третмана као што је нитрирање или улагањем у напредне преклопне слојеве као што је DLC, може се обезбедити потребна чврстина површине за тешке услове примене. Ово су моћни алати, али најефикаснији су када побољшавају добро конструисану матрицу, а не када надокнађују недостатке лоше. На крају, дисциплинована оперативна пракса — укључујући правилну употребу високоперформантних подмазака и подешавање брзина машина ради контроле топлоте — омогућава неопходну контролу у реалном времену како би се спречило залепљивање. Интегрисањем ових стратегија произвођачи могу прећи са реакције на отказе на проактивно инжењерство стабилног и ефикасног процеса клупкања.

Često postavljana pitanja

1. Како смањујете залипање?

Smanjenje zalepljivanja zahteva višestruki pristup. Počnite tako što ćete osigurati odgovarajući razmak između matrice i alata i polirati površine matrice kako biste smanjili trenje. Odaberite tvrdje ili različite materijale alata i razmotrite napredne površinske tretmane ili prevlake kao što su TiCN ili DLC. Operativno, nanesite odgovarajući sredstvo protiv zalepljivanja, smanjite broj udara mašine kako biste smanjili toplotu i osigurajte da su matrica i obradak čisti i bez stranih čestica.

2. Da li sredstva protiv zalepljivanja sprečavaju zalepljivanje?

Da, sredstva protiv zalepljivanja su veoma efikasna u sprečavanju zalepljivanja. Ona deluju kao snažno podmazivanje, stvarajući trajnu barijeru između kliznih metalnih površina. Ova prevlaka izdržava visok pritisak i temperaturu, sprečavajući direktni kontakt metal-metal koji dovodi do mikroskopskog zavarivanja i prenosa materijala karakterističnog za zalepljivanje.

3. Šta je uzrok zalepljivanja?

Основни узрок залињавања је комбинација трења, високог контактног притиска и прилијегања између клизних металних површина. На микроскопској разини, високе тачке (неравни) на површинама ступају у контакт, пробијају заштитне оксидне слојеве и заварују се заједно. Док се површине наставе кретати, ова веза се раскида, преносяјући материјал са једне површине на другу и стварајући све већу штету.

4. Како спречити залињавање навоја на нерђајућим везним елементима?

Иако овај чланак фокусира на алата за клеткање, принципи спречавања залињавања навоја су слични. Најефикаснији начини су наношење средстава против залињавања на навоје пре монтаже и успоравање брзине затезања. Коришћење електро алатa на великим брзинама генерише значајну количину топлоте, што је главни узрок залињавања код нерђајућих челичних везних елемената. Коришћење ручних алатa или електро алатa са контролисаном брзином значајно смањује ризик.