W artykule omówiono zasady wytłaczania na zimno, podkreślając charakterystykę, przebieg procesu i wymagania dotyczące kształtowania powłoki łącznika ze stopu aluminium. Optymalizując strukturę części i ustalając wymagania kontrolne dotyczące struktury krystalicznej surowca, można poprawić jakość procesu wytłaczania na zimno. Takie podejście nie tylko poprawia jakość formowania, ale także zmniejsza naddatki na przetwarzanie i ogólne koszty.
01 Wprowadzenie
Proces wytłaczania na zimno jest beztnącą metodą kształtowania metalu, która wykorzystuje zasadę odkształcenia plastycznego. W tym procesie na metal we wnęce matrycy wytłaczającej wywierane jest pewne ciśnienie w temperaturze pokojowej, co pozwala na jego przepchnięcie przez otwór matrycy lub szczelinę pomiędzy matrycą wypukłą i wklęsłą. W rezultacie powstaje pożądany kształt części.
Termin „wytłaczanie na zimno” obejmuje szereg procesów formowania, w tym samo wytłaczanie na zimno, spęczanie, tłoczenie, wykrawanie dokładne, przewężanie, wykańczanie i rozciąganie przez rozciąganie. W większości zastosowań wytłaczanie na zimno służy jako podstawowy proces formowania, często uzupełniany jednym lub większą liczbą procesów pomocniczych w celu wytworzenia gotowej części o wysokiej jakości.
Wytłaczanie na zimno jest zaawansowaną metodą obróbki plastycznej metali i coraz częściej zastępuje tradycyjne techniki, takie jak odlewanie, kucie, ciągnienie i cięcie. Obecnie procesem tym można poddać metale takie jak ołów, cyna, aluminium, miedź, cynk i ich stopy, a także stal niskowęglową, średniowęglową, narzędziową, niskostopową i nierdzewną. Od lat 80. XX wieku proces wytłaczania na zimno jest skutecznie stosowany w produkcji osłon ze stopu aluminium do złączy okrągłych i od tego czasu stał się techniką o ugruntowanej pozycji.
02 Zasady, charakterystyka i procesy procesu wytłaczania na zimno
2.1 Zasady wytłaczania na zimno
Prasa i matryca współpracują w celu wywarcia siły na odkształcony metal, tworząc trójwymiarowy stan naprężenia ściskającego w pierwotnej strefie odkształcenia, który umożliwia odkształconemu metalowi poddanie się plastycznemu płynięciu w zadany sposób.
Wpływ trójwymiarowego naprężenia ściskającego jest następujący.
1) Trójwymiarowe naprężenia ściskające mogą skutecznie zapobiegać względnemu ruchowi pomiędzy kryształami, znacznie zwiększając odkształcenie plastyczne metali.
2) Ten rodzaj naprężenia może pomóc w zagęszczeniu odkształconych metali i skutecznie naprawić różne mikropęknięcia i defekty strukturalne.
3) Trójwymiarowe naprężenie ściskające może zapobiegać tworzeniu się koncentracji naprężeń, zmniejszając w ten sposób szkody spowodowane przez zanieczyszczenia w metalu.
4) Dodatkowo może znacząco przeciwdziałać dodatkowym naprężeniom rozciągającym spowodowanym nierównomiernym odkształceniem, minimalizując w ten sposób uszkodzenia spowodowane naprężeniami rozciągającymi.
W procesie wytłaczania na zimno odkształcony metal płynie w określonym kierunku. Powoduje to rozdrobnienie większych ziaren, natomiast pozostałe ziarna i materiały międzykrystaliczne ulegają wydłużeniu wzdłuż kierunku odkształcenia. W rezultacie poszczególne ziarna i granice ziaren stają się trudne do rozróżnienia i wyglądają jak włókniste paski, co określa się mianem struktury włóknistej. Tworzenie tej włóknistej struktury zwiększa odporność metalu na odkształcenia i nadaje kierunkowe właściwości mechaniczne częściom wytłaczanym na zimno.
Dodatkowo orientacja siatki wzdłuż kierunku przepływu metalu zmienia się ze stanu nieuporządkowanego w uporządkowany, zwiększając wytrzymałość elementu i prowadząc do anizotropowych właściwości mechanicznych odkształconego metalu. W trakcie procesu formowania różne części elementu podlegają różnym stopniom odkształcenia. Ta zmienność powoduje różnice w umocnieniu przez zgniot, co z kolei prowadzi do wyraźnych różnic we właściwościach mechanicznych i rozkładzie twardości.
2.2 Charakterystyka wytłaczania na zimno
Proces wytłaczania na zimno ma następujące cechy.
1) Wytłaczanie na zimno to proces formowania bliskiego siatce, który może pomóc w oszczędzaniu surowców.
2) Metoda ta działa w temperaturze pokojowej, charakteryzuje się krótkim czasem przetwarzania pojedynczych sztuk, zapewnia wysoką wydajność i jest łatwa do zautomatyzowania.
3) Zapewnia dokładność kluczowych wymiarów i utrzymuje jakość powierzchni ważnych części.
4) Właściwości materiałowe odkształconego metalu zostają ulepszone poprzez hartowanie na zimno i utworzenie kompletnych opływowych włókien.
2.3 Przebieg procesu wytłaczania na zimno
Podstawowy sprzęt stosowany w procesie wytłaczania na zimno obejmuje maszynę do wytłaczania na zimno, matrycę formującą i piec do obróbki cieplnej. Główne procesy to wytwarzanie półfabrykatów i formowanie.
(1) Wykonywanie półfabrykatów:Pręt jest kształtowany w wymagany półfabrykat poprzez piłowanie, spęczanie itłoczenie blachy, a następnie jest wyżarzany w celu przygotowania do późniejszego formowania przez wytłaczanie na zimno.
(2) Formowanie:Półfabrykat z wyżarzonego stopu aluminium jest umieszczany we wnęce formy. Pod wspólnym działaniem prasy formującej i formy półfabrykat ze stopu aluminium wchodzi w stan plastyczności i płynnie przepływa w wyznaczonej przestrzeni wnęki formy, pozwalając mu przyjąć pożądany kształt. Jednakże wytrzymałość uformowanej części może nie osiągnąć optymalnego poziomu. Jeśli wymagana jest wyższa wytrzymałość, konieczne są dodatkowe zabiegi, takie jak obróbka cieplna w roztworze stałym i starzenie (szczególnie w przypadku stopów, które można wzmocnić poprzez obróbkę cieplną).
Przy określaniu metody formowania i liczby przejść formujących ważne jest, aby wziąć pod uwagę złożoność części i ustalone standardy dla dodatkowej obróbki. Przebieg procesu dla obudowy wtyku i gniazda serii J599 obejmuje następujące etapy: cięcie → toczenie zgrubne po obu stronach → wyżarzanie → smarowanie → wytłaczanie → hartowanie → toczenie i frezowanie → gratowanie. Rysunek 1 ilustruje przebieg procesu dla płaszcza z kołnierzem, natomiast rysunek 2 przedstawia przebieg procesu dla płaszcza bez kołnierza.
03 Typowe zjawiska w procesie wytłaczania na zimno
(1) Hartowanie przez zgniot to proces, w którym wytrzymałość i twardość odkształconego metalu wzrasta, podczas gdy jego plastyczność maleje, dopóki odkształcenie następuje poniżej temperatury rekrystalizacji. Oznacza to, że wraz ze wzrostem poziomu odkształcenia metal staje się mocniejszy i twardszy, ale mniej plastyczny. Hartowanie przez zgniot jest skuteczną metodą wzmacniania różnych metali, takich jak nierdzewne stopy aluminium i austenityczna stal nierdzewna.
(2) Efekt termiczny: W procesie wytłaczania na zimno większość energii użytej do odkształcenia zamienia się w ciepło. W obszarach o znacznych odkształceniach temperatury mogą sięgać od 200 do 300°C, szczególnie podczas szybkiej i ciągłej produkcji, gdzie wzrost temperatury jest jeszcze bardziej wyraźny. Te efekty termiczne znacząco wpływają na przepływ zarówno smarów, jak i odkształconych metali.
(3) Podczas procesu wytłaczania na zimno w odkształcanym metalu występują dwa główne rodzaje naprężeń: naprężenia podstawowe i naprężenia dodatkowe.
04 Wymagania procesowe dla wytłaczania na zimno
Biorąc pod uwagę problemy występujące w procesie wytłaczania na zimno osłon złączy ze stopu aluminium 6061, ustalono szczegółowe wymagania dotyczące ich struktury, surowców i innychproces tokarskiwłaściwości.
4.1 Wymagania dotyczące szerokości rowka podciętego wpustu otworu wewnętrznego
Szerokość rowka podciętego w rowku wpustowym otworu wewnętrznego powinna wynosić co najmniej 2,5 mm. Jeżeli ograniczenia konstrukcyjne ograniczają tę szerokość, minimalna dopuszczalna szerokość powinna być większa niż 2 mm. Na rysunku 3 przedstawiono porównanie rowka podciętego w rowku wpustowym otworu wewnętrznego panewki przed i po ulepszeniu. Rysunek 4 przedstawia porównanie rowka przed i po ulepszeniu, szczególnie gdy jest to ograniczone względami konstrukcyjnymi.
4.2 Wymagania dotyczące długości i kształtu pojedynczego wpustu dla otworu wewnętrznego
Wprowadź rowek lub fazkę frezu tylnego do wewnętrznego otworu skorupy. Na rysunku 5 przedstawiono porównanie otworu wewnętrznego panewki przed i po dodaniu rowka frezu wstecznego, natomiast na rysunku 6 przedstawiono porównanie otworu wewnętrznego panewki przed i po dodaniu fazowania.
4.3 Wymagania dotyczące dna rowka ślepego z otworem wewnętrznym
Do ślepych rowków otworów wewnętrznych dodawane są fazowania lub podcięcia. Rysunek 7 ilustruje porównanie ślepego rowka prostokątnego otworu wewnętrznego skorupy przed i po dodaniu fazowania.
4.4 Wymagania dotyczące spodu zewnętrznego klucza cylindrycznego
W dolnej części zewnętrznego cylindrycznego klucza obudowy znajduje się rowek reliefowy. Porównanie przed i po dodaniu rowka reliefowego przedstawiono na rysunku 8.
4.5 Zapotrzebowanie na surowce
Struktura krystaliczna surowca w istotny sposób wpływa na jakość powierzchni uzyskiwanej po wytłaczaniu na zimno. Aby zapewnić spełnienie standardów jakości powierzchni, konieczne jest ustalenie wymagań dotyczących kontroli struktury krystalicznej surowca. W szczególności maksymalny dopuszczalny wymiar pierścieni grubego kryształu po jednej stronie surowca powinien wynosić ≤ 1 mm.
4.6 Wymagania dotyczące stosunku głębokości do średnicy otworu
Stosunek głębokości do średnicy otworu musi wynosić ≤3.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej lub zadać pytanie, skontaktuj się z namiinfo@anebon.com
Prowizja Anebon polega na obsłudze naszych kupujących i nabywców najskuteczniejszych, dobrej jakości i agresywnych towarów sprzętowych do gorącej sprzedażyProdukty CNC, aluminiowe części CNC i obróbka CNC Delrin wyprodukowana w chińskiej maszynie CNCusługi tokarskie. Co więcej, zaufanie firmy rośnie. Nasze przedsiębiorstwo jest zwykle w czasie Twojego dostawcy.
Czas publikacji: 03 grudnia 2024 r