Kichik partiyalar, yuqori standartlar. Bizning tez prototip yaratish xizmatimiz tasdiqlashni tez va oddiy qiladi —
EN
Shikastlanishni bartaraf etish: Tegirmon shablonlaridagi asosiy ishdan chiqish mexanizmlari
Qisqacha
Tegirmon shablonlaridagi ishdan chiqish mexanizmlari asosan asbob va po'lat varaq o'rtasidagi kuchli ishqalanish va bosim tufayli vujudga keladi. Ikki asosiy turi: абразив износ , qattiq zarralarning matritsa sirtini chizishidan kelib chiqadigan, va yopishqoq chizilish (Galling) , sirtlar orasida material o'tkazish va mikro-payvandlash natijasida vujudga keladi. Zamonaviy qoplangan po'latlar uchun hukmron mexanizm — varaqdan uzilib chiqqan qattiq qoplam qoldiqlarining siqilishi, bu esa asbobda to'planib, tezroq eskirishga olib keladi hamda matritsa umrini qisqartiradi.
Asosiy Mexanizmlar: Yeyilish va Yopishqoq Ishdan Chiqish
Tegirmon shablonlarining foydalanish muddati va ishlash samaradorligini tushunish, asbob-ishlov beriladigan sirt interfeysida sodir bo'ladigan ikkita asosiy yeyilish mexanizmini aniqlashdan boshlanadi: yeyuvchi va yopishqoq yeyilish. Ular ko'pincha bir vaqtning o'zida sodir bo'lsa ham, ular turlicha fizik jarayonlarga ega. Asboblar va shablonlarning yeyilishi — varaqsimli metall bilan asbob sirti orasidagi siljish natijasida hosil bo'lgan ishqalanish oqibatida sodir bo'ladi va bu materialning yo'qolishiga yoki siljishiga olib keladi.
Yashirish maydonining qattiq zarralar ta'sirida unga bosilishi va unda harakatlanishi tufayli mexanik yemirilishiga yashirish auskotish deyiladi. Bu zarralar po'lat mikrotuzilmasidagi qattiq fazalardan, sirtidagi oksidlardan yoki ayniqsa, presslab qattirlashtiriladigan po'latdagi Al-Si qavati kabi qattiq qoplamalarning sinib chiqqan bo'laklaridan kelib chiqishi mumkin. Bu zarralar kesuvchi vosita sifatida ishlaydi va yumshoq matritsa materialiga chiziq va chizilishlarni kiritadi. Asbob po'latining yashirish auskotishga qarshilik ko'rsatishi uning qattikligi hamda mikrotuzilmasidagi qattiq karbidlarning hajmi bilan bevosita bog'liq.
Boshqa tomondan, yopishqoq aushtirish — bu ikkita kontakt sirt o'rtasida material o'tkazishni o'z ichiga olgan murakkabroq hodisa. Tegirmonlash jarayonida vujudga keladigan katta bosim va issiqlik ostida matritsa va varaq metall sirtidagi mikroskopik notekisliklar (cho'qqilar) lokal mikro-payvandlanishlarni hosil qilishi mumkin. Sirtlar siljishda davom etganda, ushbu payvandlanishlar uzilib ketadi, zaifroq sirt — ko'pincha asbob — dan maydaroq bo'laklarni tortib chiqaradi hamda boshqasiga o'tkazadi. Bu jarayon yopishqoqlik , bu yerda o'tkazilgan material matritsaning ustiga to'planib, sirtning jiddiy shikastlanishiga, ishqalanishning oshishiga va qismning sifatining pasayishiga olib keladi.
Bu ikkita mexanizm odatda bir-biriga aralashadi. Dastlabki yopishqoq chizilish tufayli vujudga kelgan nuqsonli sirt abraziv zarralarni ushlab qolishi hamda abraziv chizilish tezlanishiga olib kelishi mumkin. Aksincha, abraziv chizilishdan hosil bo'lgan chiziqlar esa yopishqoq chizilishni boshlash uchun zarur bo'lgan chiqindilarning to'planish joylarini vujudga keltiradi. Matritsa xizmat muddatini samarali boshqarish bu ikkala asosiy ishdan chiqish rejimlarini hisobga oladigan strategiyalarni talab qiladi.
Ularning farqlarini aniqroq tushunish uchun quyidagi taqqoslamaga e'tibor qarating:
| XUShMATLAR | Абразив износ | Yopishqoq chizilish (Galling) |
|---|---|---|
| Asosiy sabab | Asbob sirtini kesib o'tuvchi qattiq zarralar yoki parda bo'laklari. | Sirtlar orasida lokal mikro-payvandlangan holda material o'tkazilishi. |
| Ko'rinish | Material olib tashlanganidan keyin paydo bo'ladigan xallar, chiziqlar yoki polirovka ko'rinishi. | Asbob sirtida to'planib qolgan material, tugunlar yoki siljigan ko'rinish. |
| Oddiy joylashuv | Ayniqsa qattiq parda bilan qoplangan materiallarda yuqori bosim ostida sirpanish maydonlari. | Etarli darajada moylanmagan, yuqori ishqalanish va issiqlik hosil bo'ladigan sohalar. |
| Asosiy ta'sir qiluvchi | Zarrachalar/qoplamalar va asbob po'lati orasidagi qattiqlik farqi. | Kimyoviy o'zaro ta'sir, sirtning sochilishi, aralashuv va bosim. |
Parda qoplamalari va yozuvlarning siqilishining muhim ahamiyati
An'anaviy modellar ishqalanish va yopishish eskirishiga e'tibor qaratayotgan bo'lsada, zamonaviy materiallarni, masalan AlSi qoplangan ilg'or yuqori mustahkamlikdagi po'latlarni (AHSS) preslashda yanada nozik mexanizm hukmronlik qiladi. Batafsil o'rganish natijalari, jumladan, MDPI Moylash vositalari jurnalida e'lon qilingan tadqiqotda parda qoplamasidan chiqadigan bo'sh eskirish qoldiqlarining siqilishi ko'rsatilishicha, asosiy eskirish mexanizmi — bu ko'pincha parda qoplamasidan hosil bo'ladigan bo'sh qoldiqlarning siqilishidir. Bu eskirishni tushunishni oddiygina asbob-po'lat o'zaro ta'siridan tashqari, uchinchi jism — ya'ni qoplamani o'z qoldiqlari hamda boshqa elementlardan iborat murakkab tribologik tizimga o'tkazadi.
Press-qotirish po'latlariga qo'llaniladigan AlSi qoplamasi yuqori haroratlarda o'lcham va karbonni yo'qotishni oldini olish uchun mo'ljallangan. Biroq, isitish jarayonida ushbu qoplama qattiq va nozik intermetallik fazalarga aylanadi. 7 dan 14 GPa gacha bo'lgan qattiklik qiymatlari keltirilgan bu intermetallik qatlamalar hatto qattiqroq asbob po'latidan ham ancha qattiqroq (odatda taxminan 6-7 GPa). To'kish jarayonida ushbu nozik qoplama ikkita asosiy sabab tufayli shikastlanadi: matritsa bilan kuchli siljish ishqilishi va asosdagi po'lat asosning jiddiy plastik deformatsiyasi. Bu shikastlanish qattiq qoplamaviy zarralarning nozik, yeyuvchi "chang"ini hosil qiladi.
Bu chiqindi asbob-ishlab chiqarish interfeysida ushlanadi. To'plash tsiklining yuqori bosimi va harorati ostida ushbu bo'sh zarralar shablon sirtidagi mikroskopik notekisliklarga, masalan, so'rish belgilari yoki dastlabki sirtilish teshiklariga siqiladi. Ko'proq tsikllar sodir bo'lgani sari, bu chiqindi to'planib, zich, glazuraga o'xshash qatlamga aylanadi va asbobga mexanik jihatdan mahkamlanadi. Bu jarayon materialning deformatsiyasi va ishqalanish eng yuqori bo'lgan cho'zilish radiusi kabi yuqori bosimli zonalarda maxsus og'ir kechadi.
Ushbu aushtirishning shakli joylashuviga qarab farq qiladi. Chizish radiuslarida u die geometriyasini o'zgartiradigan qalin, zich qatlamlar hosil qiluvchi 'katta miqdordagi material uzatilishi' sifatida namoyon bo'lishi mumkin. Bosim kamroq bo'lgan tekis yuzalarda bu noaniq chegaralar yoki dog'lar hosil qiluvchi 'suyuq material uzatilishi' ko'rinishida paydo bo'lishi mumkin. Bu mexanizm aushtirishning aksariyat hollarda sof kimyoviy muammo emas, balki mexanik va topologik muammo ekanligini anglatadi. Moslamani boshlang'ich yuzasi juda muhim, chunki hatto mayda nuqsonlar ham axlat to'planishini boshlash uchun tayanuv nuqtasi sifatida xizmat qilishi mumkin. Shu sababli, yuzaga zarar yetkazishni *boshlanishini* oldini olish — ushbu kuchli aushtirish shaklini yumshatishning asosiy strategiyasidir.
Matritsa aushtirishini tezlashtiruvchi asosiy omillar
Matritsa eskirishi mexanik, material va jarayon bilan bog'liq omillar natijasida tezlashuvchi ko'p jihatli muammo hisoblanadi. AHSS kabi yuqori mustahkamlikdagi materiallarga o'tish ushbu o'zgaruvchilarning ta'sirini yanada kuchaytirdi hamda jarayonni boshqarishni hech qachondan ko'ra muhimroq qildi. Ushbu omillarni tushunish samarali so'rish choralari ishlab chiqishga birinchi qadamdir.
Kontakt bosimi va material xususiyatlari ehtimol eng muhim omillardir. AHSS ni shakllantirish oddiy po'latlarga nisbatan ancha yuqori kuch talab qiladi, bu esa matritsadagi kontakt bosimini proporsional ravishda oshiradi. Shunihamda, ayrim AHSS sertifikatlarining qattiq bo'lishi asbob po'latining o'ziga yaqin bo'lishi mumkin, bu esa yeyilishni kuchaytiradigan taxminan teng qattiqlikdagi juftlikni yaratadi. Og'irlikni tejash maqsadida AHSS bilan ko'pincha ishlatiladigan varaqning ingichkaligicha kamayishi ham burmalanish e tendencyini oshiradi, bu esa burmalanishni bostirish uchun yana balandroq blankholder kuchlarini talab qiladi hamda mahalliy bosim va yeyilishni yanada oshiradi.
Tuyivorish matritsa va ishchi sirt o'rtasidagi ajratishda muhim rol o'ynaydi. Yetarli yoki noto'g'ri smazka himoya qiluvchi parda hosil qilmaydi, bu esa to'g'ridan-to'g'ri metall-sirt aloqasiga olib keladi. Bu ishqalanishni keskin oshiradi, ortiqcha issiqlik chiqaradi va adgeziv auskotish hamda gallyatsiyaga asosiy sabab bo'ladi. AHSS ni shakllantirishdagi katta bosim va harorat ko'pincha ekstremal bosim (EP) qo'shimchalari bilan yuqori samarali smazkalar talab qiladi.
Matritsa dizayni va sirt holati ham muhim ahamiyatga ega. Noto'g'ri to'p uzatish-bo'shashish kesish kuchini va auskotishni oshiradi. Masalan, AHSS Ko'rsatmalariga ko'ra, DP590 po'lat uchun tavsiya etiladigan bo'shashlik 15% atrofida bo'lishi mumkin, an'anaviy HSLA po'lat uchun esa 10%. Asbobning yomon sirt holati axlatni siqish va gallyatsiyani boshlanish joylari sifatida xizmat qiladigan mikroskopik cho'qqilar va vodiy hosil qiladi. Ushbu anker nuqtalarni kamaytirish uchun qoplamadan oldin hamda keyin juda silliq sirtga (masalan, Ra < 0,2 μm) polirovka qilish tavsiya etiladi.
Quyidagi jadval ushbu asosiy omillarni va ularning ta'sirini xulosa qiladi:
| Ta'sir etuvchi omil | Ishqalanishni tezlashtirishdagi roli | Tavsiya etilgan nazorat chora-tadbirlari |
|---|---|---|
| Yuqori kontakt bosimi | Ishlov berish vositasining sirtiga ishqalanish, issiqlik va mexanik kuchlanishni oshiradi. | Blankholder kuchini optimallashtiring; mos press tonnajidan foydalaning. |
| Qattiq varaq materiali (AHSS) | Asbob po'latining qattikligiga yaqinlashadi, yeyish ta'sirini kuchaytiradi. | Qattiroq, mustahkamroq asbob po'latlarini tanlang (masalan, PM klasslari); qattiq qoplamalardan foydalaning. |
| Yetarli bo'lmagan smyazka | Metallarni bir-biriga urilishini oldini olmaydi, ishqalanish va xomushlanishga olib keladi. | EP qo'shimchalari bilan yuqori samarali sovutuvchi moylardan foydalaning. |
| Yomon sirt qavati | Changlarning siqilishiga va materialning o'tkazilishiga tayanuv nuqtalarini ta'minlaydi. | Poyalarni qoplamadan oldin ham, keyin ham aynalarga tekis (Ra < 0,2 μm) qilib polirovka qiling. |
| Noto'g'ri matritsa tarkibi | Kesish kuchlarini, kuchlanishni oshiradi hamda chandqalash yoki shikilish ehtimolini oshiradi. | Tarkibni materialning mustahkamligi va qalinligiga qarab sozlang (masalan, AHSS uchun 15%). |
| Issiq yaratish | Matritsa materialini yumshatadi va sovutuvchi moddalarni buzishi mumkin, tiklanish tezlashadi. | Mumkin bo'lgancha matritsani sovutish tizimlarini joriy eting; issiqqa chidamli qoplamalardan foydalaning. |
Xavf-xatarlarni kamaytirish choralari: Matritsa xizmat muddatini uzaytirish
To'qish shakllarining xizmat ko'rsatish muddatini uzaytirish uchun ilg'or materiallar, murakkab sirt qoplamalari va optimallashtirilgan jarayonlarni boshqarishni birlashtiruvchi butunlay yangi yondashuv talab etiladi. Zamonaviy yuqori mustahkamlikdagi po'latlar bilan ishlaganda an'anaviy usullarga tayanish odatda yetarli bo'lmasa kerak.
Asosiy strategiya Ilg'or asbob po'tlari dan foydalanishdir. D2 kabi an'anaviy asbob po'tlari bir necha o'ttiz yildan beri keng qo'llanilsa ham, ular AHSS bilan ishlaganda tezda chegarasiga etib keladi. Chang hosil qilish metallurgiyasi (PM) asbob po'tlari jiddiy takomillashtirilgan hisoblanadi. Atomlashtirilgan metall changidan olinadigan PM po'tlar mikrostruktura jihatidan ancha nozik va tekisroq bo'lib, karbidlar tekis taqsimlangan. Bu esa oddiy usulda ishlab chiqarilgan po'tlarga nisbatan mos kelmaydigan darajada mustahkamlik va tiklanishga chidamlilikni ta'minlaydi. Buni alohida tadqiqotda ta'kidlangan AHSS haqida ma'lumot nazorat tayoqchasini shakllantirish uchun D2 dan mustahkamroq PM asbobli po'latga o'tish asbobning xizmat muddatini taxminan 5,000–7,000 tsikldan 40,000–50,000 tsiklga ko'paytirishini namoyon etdi. Bunday ishlash darajasiga erishish ko'pincha mutaxassislarga hamkorlik qilishni talab qiladi. Masalan, kompaniyalar Shaoyi (Ningbo) Metal Teknologiyasi Co., Ltd. ilg'or materiallar va jarayonlardan foydalanib avtomobil ishlab chiqaruvchilari (OEM) va 1-bosqich yetkazib beruvchilar uchun asboblar xizmat muddatini maksimal darajada oshirish maqsadida maxsus avtomobil pres-formalari yaratishga e'tibor qaratadi.
Yuzaki ishlov berish va qoplamalar yana bir kuchli himoya qatorini ta'minlang. Maqsad abraziv va adgeziv auskotishga qarshilik ko'rsatadigan, qattiq, aralashuvga chidamli sirt yaratishdir. Ikki bosqichli qo'shimcha ishlash — eng yaxshi amaliyotlarning biri: avval ion bilan azotlanish kabi jarayon orqali asbob po'lati asosini mustahkamlab, qoplam ostida deformatsiyalanish xavfini oldini oladi. Keyin Fizik bug'lanish (PVD) orqali qoplama qo'llaniladi. Titan nitrid (TiN), Alyuminiy-titan nitrid (TiAlN) yoki Xrom nitrid (CrN) kabi PVD qoplamalari juda qattiq, aralashuvchan hamda auskotishga chidamli to'siq hosil qiladi. PVD odatda Kimyoviy bug'lanish (CVD) ga afzal ko'riladi, chunki u past haroratdagi jarayon bo'lib, ishqorlangan matritsani shakllantirish yoki yumshatish xavfini oldini oladi.
Va nihoyat, Jarayon va Dizaynni Optimallashtirish muhim. Bu to'g'ri tiqilgan matritsa tarkibini ta'minlash, yuqori darajadagi polirovka qilingan asbob sirtini saqlash hamda samarali smazka rejasi joriy etishni o'z ichiga oladi. Matritsani texnik xulosa qilish va sozlash bo'yicha amaliy nazorat ro'yxati quyidagilarni o'z ichiga olishi kerak:
- Materialning yopishib qolishi yoki to'planishi belgilari haqida dalil bo'lgan muhim radiuslar va chetlarni muntazam ravishda tekshirish.
- Tasvirlash yoki bosim taqsimoti bilan bog'liq potentsial muammolarni aniqlash uchun iste'mol namunalari kuzatish.
- Tengsiz yuklanishni oldini olish uchun press va matritsaning aniq mos kelishini ta'minlash.
- Doimiy va yetarli ilovalarni kafolatlash uchun smazochnaya tizimini saqlab turish.
- Katta zarar etkazishdan oldin boshlang'ich xalok bo'lish belgilarini polirovka qilish.
Ishlab chiqaruvchilar ushbu ilg'or material, sirt va jarayon strategiyalarini birlashtirish orqali plomba shablonlaridagi asosiy iste'mol mexanizmlariga samarali kurashish hamda asbobning umrini, detal sifatini hamda ishlab chiqarish samaradorligini sezilarli darajada oshirishlari mumkin.
Koʻpincha soʻraladigan savollar
1. Yopishish va yopishqoq iste'mol o'rtasidagi farq nima?
Galling — bu yopishqoq o'zaro ishqalanishning jiddiy shakli hisoblanadi. Yopishqoq o'zaro ishqalanish mikroskopik payvandlar orqali materialni uzatish mexanizmini anglatgan holda, galling ushbu materialning asbob sirtida katta to'plamlar hosil qilishining makroskopik oqibati bo'lib, bu material oqimini buzadi, ishqalanishni keskin oshiradi va detal sirtida jiddiy chiziq izlari paydo bo'lishiga olib keladi.
2. Nima uchun ilg'or yuqori mustahkamlikdagi po'latlar (AHSS) bilan ishlashda matritsa eskirishi yanada jiddiyroq bo'ladi?
AHSS bilan ishlashda matritsa eskirishi bir necha sabablarga ko'ra jiddiyroq bo'ladi. Birinchidan, AHSS juda yuqori mustahkamlik va qattiqlikka ega bo'lib, ba'zan asbob po'tsoti qattig'iga ham yaqinlashadi, bu esa yeyilish xavfini sezilarli darajada oshiradi. Ikkinchidan, AHSS ni shakllantirish uchun ancha yuqori kontakt bosimi talab etiladi, bu esa ishqalanish va issiqlikni orttiradi hamda yeyilish va yopishish jarayonini tezlashtiradi. Oxir-oqibat, AHSS ning ko'p turlari qoplamaga ega (masalan, AlSi), qattiq va nozik qoplama esa zararlanganda yeyuvchi loyqaga aylanadi hamda asosiy yeyish omili bo'lib xizmat qiladi.
3. Tegirmon shablonlari uchun eng samarali qoplam turi nima?
Fizik jihatdan bug'lanish (PVD) qoplamalari ayniqsa AHSS uchun tegirmon shablonlari uchun juda samarali deb hisoblanadi. TiAlN (Titan Alyuminiy Nitrid) va CrN (Xrom Nitrid) kabi qoplamalar yuqori qattiqlik, past ishqalanish hamda issiqlik barqarorligining ajoyib kombinatsiyasini taqdim etadi. Duplyus usuli, ya'ni asbob po'lati avval ionli nitridlanib asosiy material qattiq tortiladi, so'ngra PVD bilan qoplanadi, ko'pincha eng mustahkam yechimdir. Bu qattiq qoplamning o'ta yuqori bosim ostida asbob materiali deformatsiyasi tufayli ishdan chiqishiga to'sqinlik qiladi.