Özet

Derin çekme prosesinde çatlakların önlenmesi, iki temel hasar modu arasında kesin bir ayrım yapılmasını gerektirir: bölme (inceleme nedeniyle oluşan çekme hasarı) ve fissür (iş pekleşmesi nedeniyle oluşan basınç hasarı). Etkili önleme, kusurun geometrisini teşhis etmekle başlar; köşelerde görülen yatay "gülümseme" şekilli çatlaklar genellikle bölünmeyi, duvardaki dikey kırıklar ise kompresif çatlamayı gösterir. Mühendisler üç kritik değişkeni doğrulamalıdır: Sınırlayıcı Çekme Oranı'nın (LDR) 2.0'nın altında tutulduğundan emin olun, matris köşelerinin yarıçapının malzeme kalınlığının 4–10 katı arasında kalmasını sağlayın ve sürtünmeye bağlı gerilmeyi azaltmak için tribolojiyi optimize edin. Bu kılavuz, bu maliyetli üretim kusurlarını ortadan kaldırmak için bir kök neden analizi çerçevesi sunar.

Hasar Fiziği: Bölünme ve Çatlama

Derin çekme preslemede, "çatlama" ve "fissür" terimleri genellikle atölyede birbirinin yerine kullanılır, ancak zıt yönlerdeki hasar mekanizmalarını tanımlar. Bu ayrımı anlamak, sorun gidermenin en önemli adımıdır çünkü yanlış düzeltici uygulamalar kusuru daha da kötüleştirebilir.

Bölme metalin kopma mukavemetini aşacak şekilde gerilmesi sonucu oluşan bir çekme hatasıdır. Malzeme levhasında aşırı incelme (boğazlanma) ile karakterizedir. Görüntü olarak, çatlama genellikle punta yarıçapının hemen üzerinde veya kalıp yarıçapı yakınında yatay yırtıklar ya da "gülümsemeler" şeklinde görülür. Bu hasar modu, malzemenin sürtünme, sac tutucu basıncı veya dar geometri nedeniyle çok güçlü bir şekilde geri tutulduğunu ve akması yerine gerildiğini gösterir.

Fissür (veya tunç ve paslanmaz çeliklerde "sezon çatlaklığı") genellikle aşırı soğuk çalışma sonucu bir basınç arızasıdır. Çöp maddesine çekildiğinde, metal çevresinin küçülmesi malzemeyi sıkıştırmaya zorlar. Bu sıkıştırma malzemenin kapasitesini aşarsa, taneler birbirine bağlanır ve kırılgan hale gelir (iş sertleşmesi). Çatlaklama aksine, basınçlı bir çatlakta malzeme genellikle daha kalın orijinal ölçümden daha fazla. Bu çatlaklar genellikle duvar veya flens boyunca dikey olarak ortaya çıkar. Bölünmenin bir akış Sınırlaması çatlaklama sırasında bir sorun var. akış bolluğu bu, mühendislerin kök nedeni etkili bir şekilde hedeflemelerine olanak tanır.

Kritik Araç Geometri: Radii, Açıklık ve LDR

Takım geometrisi, metalin kalıp boşluğuna nasıl girdiğini belirler. Geometri akışı kısıtlarsa gerilim ani artış gösterir; eğer çok fazla serbestlik sağlarsa buruşmalar basıncı yükler ve bunlar sonunda çatlamaya neden olur. Üç geometrik parametre—yarıçaplar, açıklık ve derinçekme oranı—birincil kontrol kolları olarak işlev görür.

• Kalıp ve Zımba Yarıçapları: Keskin yarıçaplar malzeme akışını durdurarak hemen çatlama meydana getiren kesici kenarlar gibi davranır. Genel bir mühendislik kuralı, hem kalıp hem de zımba yarıçaplarının malzeme kalınlığının (t) 4 ila 10 katı kadar olması gerektiğini önerir. 4t'den küçük bir yarıçap akışı kısıtlar ve lokal incelmeye neden olur. Buna karşın, 10t'den büyük bir yarıçap sac tutucu ile temas alanını azaltır, bu da buruşmaların oluşmasına neden olur ve bu buruşmalar daha sonra kalıba çekilirken sertleşip çatlar.
• Kalıp Boşluğu: Zımba ile kalıp arasındaki boşluk, malzeme kalınlığı artı bir akış payı alacak şekilde ayarlanmalıdır. Sektördeki standart hedef %10 ila %15 arası açıklık malzeme kalınlığının üzerinde (1.10t ila 1.15t). Yetersiz boşluk, malzemeyi ütüler (sıkıştırır), bu da sürtünmeye ve iş sertleşmesine neden olur. Aşırı boşluk ise kontrolü kaybettirir ve duvar eğilmesine ve yapısal kararsızlığa yol açar.
• Çekme Oranı Sınırı (LDR): LDR, ham parça çapının zımba çapına oranıdır. Tavlanma uygulanmadan tek çekmeli bir işlem için bu oran genellikle 2.0'in iki katından fazla ise, boğaza akmak isteyen malzeme hacmi devasa ölçüde sıkışma direnci oluşturur ve yeniden çekme işlemi uygulanmadıkça başarısızlık kaçınılmazdır.

Malzeme Bilimi: Metalürji ve İş Sertleşmesi

Derin çekmenin başarılı olması, ham parçanın metalürjik özelliklerine büyük ölçüde bağlıdır. Malzeme sertifikalarında bulunan iki temel değer— n değeri (şekil değiştirme sertleşme katsayısı) ve r-Değeri (plastik şekil değiştirme oranı) — bir metalin gerilme altında nasıl davranacağını tahmin eder. Yüksek bir n-değeri, malzemenin yerel boyun verme olmadan eşit şekilde uzamasına olanak tanırken, yüksek bir r-değeri incelmeye karşı direnci gösterir.

Paslanmaz çelik, özellikle 300 serisi, hızla iş sertleşmesine eğilim göstermesi nedeniyle benzersiz zorluklar sunar. Kristal kafes şekil değiştirdikçe, daha sert ve gevrek bir faz olan ostenitten martenzite dönüşüm gerçekleşebilir. Bu dönüşüm, gecikmeli çatlama 'nın temel nedenidir; bu durumda bir parça presten çıktığında kusursuz görünse bile, arta kalan iç gerilmeler nedeniyle saatler veya günler sonra kırılabilir. Bunu önlemek için mühendisler genellikle tane yapısını sıfırlamak amacıyla ara tavlamayı uygular veya ostenitik fazı stabilize etmek için daha yüksek nikel içeriğine sahip malzemelere geçiş yapar.

Proses Değişkenleri: Yağlama ve Sac Tutucu Basıncı

Geometri ve malzemeler belirlendikten sonra süreç değişkenleri üretim başarısını belirler. Sürtünme ve yağlama bilimi olan triboloji kritik öneme sahiptir. Derin çekmede amaç, yapışma aşınmasını (adezif aşınma) önlemek için kalıp ile iş parçası arasında bir sınır filmi oluşturarak bunları ayırmaktır. Yapışma aşınması sürükleme oluşturur ve bu da çekme gerilimini artırarak çatlama oluşmasına neden olur. Ağır hizmet çekmeler için yüksek ısı altında bu filmin korunmasını sağlamak amacıyla genellikle kükürt veya klor içeren aşırı basınç (EP) yağlayıcılarına ihtiyaç duyulur.

Ham parça tutucu basıncı, malzeme akışının gaz kelebeği gibi çalışır. Basınç çok yüksekse, ham parça sabitlenerek zımba yarıçapında çekmeyle çatlama meydana gelir. Basınç çok düşükse, malzeme flanş kısmında buruşurlar. Bu buruşmalar malzemenin etkin olarak kalınlaşmasına neden olur ve daha sonra kalıp boşluğuna girdiğinde sıkışıp kompresyon çatlağına yol açar. Bağlayıcı basıncı için "tamamı uygun" bölge dar olup sürekli izleme gerektirir.

Tonaj, hassas kalıplar ve karmaşık malzeme davranışları gibi değişkenlerin bu dengesini sağlamak, genellikle standart sac işleme atölyelerinin sahip olduğu yeteneklerin dışında uzmanlık gerektirir. Otomotiv ve endüstriyel bileşenler için, hata kabul edilemez olan bu alanlarda, Shaoyi Metal Teknolojisi'nin kapsamlı sac damgalama çözümleri prototipleme ile seri üretime arasında köprü görevi görür. IATF 16949 sertifikalı hassasiyeti ve 600 tona kadar pres kapasitesini kullanarak, kontrol kolları gibi kritik bileşenleri küresel OEM standartlarına tam uyumlu bir şekilde üretir ve en zorlu derin çekme geometrilerinin bile kusursuz şekilde gerçekleştirilmesini sağlar.

Sorun Giderme Matrisi: Adım Adım Bir Protokol

Hattta bir kusur ortaya çıktığında, sistematik bir yaklaşım zaman kazandırır ve hurda miktarını azaltır. Belirtiye dayalı muhtemel sorunun tespiti için bu tanı matrisini kullanın.

Sonuç: Çekimi iyi yapın

Derin çekim damgalamasında çatlakların önlenmesi nadiren tek bir değişkeni sabitlemekle ilgilidir; akış denklemini dengelemekle ilgilidir. Bölünmenin germe mekaniği ile çatlamanın basınç mekaniği arasında ayrım yaparak, mühendisler tahmin yerine hedefli çözümler uygulayabilirler. Başarı, geometrik kuralların titiz bir şekilde uygulanmasında, LDR'lerin muhafazakar ve yarıçaplarının cömert tutulmasında ve süreç ısısı ve sürtünmenin dikkatli bir şekilde yönetilmesinde yatar. Bu fizik prensipleri yüksek kaliteli metalürji ve hassas aletlerle uyumlu olduğunda, en agresif derin çekimler bile sıfır kusursuz bir şekilde elde edilebilir.