Qisqacha

Bu boron po'latni issiq shakllantirish jarayoni (shuningdek, pressda qattiq holatga keltirish sifatida ham tanilgan) past alloyli boron po'latni — odatda 22MnB5 — ferrit-pearlit mikrotuzilmali (~600 MPa) dan to'liq martensitli holatga (~1500 MPa) aylantirib beradigan issiqlik shakllantirish usulidir. Ushbu o'tish plastinani austenitlesh haroratigacha isitish orqali ( 900–950°C ) va so'ngra uni suv bilan sovutiladigan matritsada ularning tezligi 27°C/s dan oshib ketadigan darajada shakllantirish va quychish orqali amalga oshiriladi. Bu jarayon B-pillarlar va tom rellari kabi murakkab, yengil avtomashina komponentlarini ultra-yuqori mustahkamlik va deformatsiyasiz hosil qilish imkonini beradi.

Issiq shakllantirishning fizikasi: To'g'ridan-to'g'ri va bilvosita usullar

Issiq shakllantirish birlamchi jarayon emas; u ikkita alohida metodlarga bo'linadi— To'g'ridan-to'g'ri va Bosvosita —bu shakllantirish jarayoni issiqlik tsikliga nisbatan qachon sodir bo'lishi bilan belgilanadi. Ushbu farqni tushunish, maxsus detal geometriyasi uchun uskunani tanlashda muhim ahamiyatga ega bo'lgan jarayon muhandislari uchun juda muhim.

To'g'ridan-to'g'ri isitib shakllantirish

To'g'ri metod asosan strukturaviy komponentlar uchun sanoat standarti hisoblanadi, chunki u samarali. Bu ketma-ketlikda tekis blank dastlab pishloqda taxminan 900–950°C bir xil austenit tuzilishga erishish uchun isitiladi. Isigan blank keyin (odatda 3 soniyadan kamroq vaqt ichida) pressga tez o'tkaziladi, bu yerda u sovutiladigan uskunada bir vaqtda shakllantiriladi hamda quenching qilinadi. Bu usul arzon, lekin materialning yuqori haroratdagi shakllantirilish qobiliyati bilan cheklangan; juda katta chuqurlik talab qilinadigan hollarda material ingichkalashishi yoki troshinashishi mumkin.

Bosvosita isitib shakllantirish

Po'latning isitilgan holda shakllantirilish chegarasidan oshib ketadigan juda murakkab geometriyaga ega bo'lgan detallar uchun bosvosita usuldan foydalaniladi. Bu yerda blank sovuq holatda shakllantiriladi issiqlikka berishdan oldin yaqin-yakun shaklga (90–95% tugallangan) o'tkaziladi. Oldindan shakllantirilgan qism maxsus pechda avstenitleshgan holda pressga uzatiladi va oxirgi kalibrlash hamda sharshish jarayonidan o'tkaziladi. Bu yanada murakkab shakllarga imkon beradi, lekin qo'shimcha sovuq to'plam bosqichi va 3D shaklli pech tashish tizimlariga ehtiyoj e'tiborga olinsa, tsikl vaqtining keskin oshishiga va kapital sarmoyaning oshishiga olib keladi.

Metallurgik o'zgarish: 22MnB5 ni martensitga aylantirish

Iliq to'plashning asosiy qiymati — 22MnB5 po'latdagi mikrotuzilmaviy fazaviy o'tishda. Yetkazib berilgan holda, bu bor-aliashlangan po'lat yilg'ochli-paytali mikrotuzilmaga ega bo'lib, uning siljish chidamliligi taxminan 350–550 MPa va cho'zilish chidamliligi esa taxminan 600 MPa atrofida. Jarayon muhandisligi ushbu tuzilmani o'zgartirish uchun uchta asosiy o'zgaruvchini boshqarishga qaratilgan.

1. Avstenitleshish

Po'lat yuqori me'yoriy haroratdan (Ac3) yuqoriga qizdirilishi kerak, odatda 850°C , garchi jarayon sozlamalari ko'pincha 900°C dan 950°C gacha to'liq o'zgarishni ta'minlash uchun. Yotish vaqti davomida (odatda qalinligi va pech turi qarab 4–10 daqiqa), uglerod qattiq eritma tarkibiga kirib, avstenit hosil qiladi. Bu markazlashtirilgan kub (FCC) tuzilishi plastik xossalarga ega bo'lib, sovuq presladagiga qaraganda kamroq yuk talab qilinadigan murakkab shakllantirish imkonini beradi.

2. Bor va sovutish tezligining roli

Bor qotishmaga (0.002–0.005%) sovutilayotganda ferit va perlitning hosil bo'lishini kechiktirish maqsadida qo'shiladi. Ushbu sertlanuvchanlik agenti po'latni boshqariladigan darajada — odatda >27°C/soniya (me'yoriy sovutish tezligi) — bajnittagi egri chiziqning burun qismini o'tkazib, bevosita martensite ga aylanish imkonini beradi. Agar sovutish tezligi ushbu me'yordan past tushsa, kuchlanish pasayishiga olib keladigan yumshoq fazalar, masalan, bajnit hosil bo'ladi.

3. Al-Si qoplamasi yechimi

700°C dan yuqori haroratlarda ochiq po'lat tez oksidlanadi, shaffof qatlam hosil qiladi, bu esa matritsaga zarar yetkazadi va keyingi jarayonda shar do'l zarbasi talab qiladi. Buni kamaytirish uchun sanoat standart materiallari, masalan Usibor 1500P oldindan qo'llaniladigan Alyuminiy-Kremniy (Al-Si) qoplamasidan foydalanadi. Qizdirish davomida ushbu qoplama asos bilan qotishma hosil qilib, Fe-Al-Si diffuziya qatlamini yaratadi, bu esa shaffoflanish va karbonning yo'qolishini oldini oladi. Bu yangilik pechlar uchun himoya atmosferasi hamda keyingi tozalash bosqichlariga ehtiyojni bartaraf etadi va ishlab chiqarish liniyasini silliqlaydi.

Ishlab chiqarish liniyasi: Muhim jihozlar va parametrlar

Qizdirib preslash liniyasini joriy etish ekstremal issiqlik gradiyentlari va yuqori kuchlanishlarni boshqarish qobiliyatiga ega maxsus mexanizmlarni talab qiladi. Asosiy investitsiya katta bo'ladi, ko'pincha namuna ishlab chiqarish va ortiqcha ishlab chiqarish uchun strategik hamkorliklarni taqozo qiladi.

• Pech texnologiyasi: Roller gvardiya pechlar yuqori hajmli to'g'ridan-to'g'ri qizdirish uchun standart hisoblanadi. Ular mexanik xususiyatlarning barqarorligini ta'minlash uchun ±5°C ichida harorat bir xilligini saqlashi kerak. Bilvosita jarayonlar yoki pastroq hajmlar uchun kameraviy pechlar ishlatilishi mumkin. Umumiy turar-joy vaqti blank qalinligi funksiyasidir, odatda quyidagicha hisoblanadi t = (qalinlik × doimiy) + asosiy vaqt , bu standart o'lchovlar uchun odatda 4–6 daqiqa natijani beradi.
• Gidravlik va Servo presslar: Sovuq shablonlashdan farqli o'laroq, press detalni sovutilgan matritsa sirtiga qarshi ushlab turish uchun kursning pastki qismida turib qolishi kerak. Gidravlik yoki servo-gidravlik presslar zarur quenching vaqti (5–10 soniya) davomida maksimal tonnajni (odatda 800–1200 tonna) qo'llash va ushlab turish qobiliyati tufayli afzal ko'riladi. Umumiy tsikl vaqti odatda 10 dan 30 soniyagacha bo'ladi.
• Asbob-o'quvlar va sovutish kanallari: Matritsa issiqlik almashinuvi qiluvchi hisoblanadi. Yuqori oqim tezligida suv o'tkazish uchun murakkab ichki sovutish kanallariga (odatda teshilgan yoki 3D bosib chiqarilgan) ega bo'lishi kerak. Maqsad, quenchingni ta'minlash uchun vosita sirti haroratini 200°C dan pastda ushlab turish uchun tezda issiqlikni olib tashlashdir.
• Lazer bilan kesish: Tayyorlovning yakuniy qismi ~1500 MPa gacha cho'zilish kuchiga ega bo'lgani uchun an'anaviy mexanik kesish matritsalari deyarli darhol eskirib ketadi. Shu sababli, lazer bilan kesish (odatda 5 o'qli tolali lazerlar) shakllantirishdan keyin teshiklarni va yakuniy perimetrlarni kesish uchun standart usul hisoblanadi.

Namoyondan massali ishlab chiqarishga o'tishda ishlab chiquvchilar uchun ushbu jihozlarning murakkabligi to'siq bo'lishi mumkin. Bunday holda, Shaoyi Metal Technologyning qamrovli shikastlovchi yechimlari bularning imkoniyatlari 600 tonnagacha bo'lgan aniqlik press ishlarini o'z ichiga oladi hamda IATF 16949 standartlariga rioya etish orqali jarayon parametrlarini tekshirish va katta kapital xarajatlarsiz ishlab chiqarish miqyosini kengaytirish uchun zarur muhandislik infratuzilmasini taqdim etadi.

Ilg'or qo'llanmalar: Moslashtirilgan xususiyatlar va yumshoq zonalar

Zamonaviy avtomashina xavfsizligi dizayni ko'pincha bitta komponentning ikki xil xususiyatga ega bo'lishini talab qiladi: yuqori kirish qarshiligi (qattiq) va yuqori energiya so'rash (yumshoq). Qizdirib preshlash bu imkoniyatni ta'minlaydi Moslashgan xususiyatlari .

Yumshoq zona texnologiyasi

Matritsadagi aniqroq sohalarda sovutilish tezligini nazorat qilish orqali muhandislar mahalliy zonalarda martensit hosil bo'lishini oldini olishlari mumkin. Masalan, B-pillar egizma tuzilmaga ega bo'lishi kerak — haydovchini boshini himoya qilish uchun to'liq martensit bo'lgan yuqori qism (1500 MPa), lekin yon tomondan urilish paytida energiyani so'rash uchun yumshoqroq, plastik quyi qism (500–700 MPa). Bu asbobning ma'lum qismlarini izolyatsiya qilish yoki matritsa haroratini martensit hosil bo'lish boshlanadigan (Ms) haroratidan yuqori saqlash uchun isitish elementlaridan foydalanish orqali amalga oshiriladi, natijada bainit yoki ferrit hosil bo'ladi.

Moslashtirilgan ravishda payvandlangan blanklar (TWBs)

Yana bir yondashuv — issiq to'plam jarayonidan oldin ikkita turli po'lat sifat yoki qalinligini lazer bilan payvandlashni o'z ichiga oladi. Bo'sh joyni boronli po'lat varaqni egiluvchan HSLA po'lat varaq bilan birlashtirish orqali tayyorlash mumkin. Issiq to'planganida boron tomoni qattiq, HSLA tomoni esa egiluvchanlikni saqlab turadi va murakkab matritsa isitish tizimlarisiz turli xil ishlash zonalari bo'lgan detal hosil qiladi.

Strategik tahlil: Afzalliklari, kamchiliklari va xarajatlar

Issiq to'plashni joriy etishga qaror qilish xavfsizlikni buzmasdan ishlash va narx o'rtasidagi murakkab muomala bilan bog'liq. Quyidagi tahlil avtomobil muhandislari uchun asosiy qaror omillarini ta'kidlaydi.