Den höghastighetsvärmda stämpelproduktionslinjen för ultral höghållfast stål (aluminium)
Nyckelfunktioner
Produktionslinjen är utformad för att optimera tillverkningsprocessen för fordonsdelar genom tillämpning av varm stampningsteknik. Denna process, känd som varm stämpling i Asien och presshärdning i Europa, innebär att värma det tomma materialet till en specifik temperatur och sedan trycka på det i motsvarande formar med hjälp av hydraulisk pressteknik samtidigt som trycket bibehålls för att uppnå önskad form och genomgå en fasomvandling av metallmaterialet. Den heta stämpeltekniken kan klassificeras i direkta och indirekta heta stämpelmetoder.
Fördelar
En av de viktigaste fördelarna med varmstemplade strukturella komponenter är deras utmärkta formbarhet, vilket möjliggör produktion av komplexa geometrier med exceptionell draghållfasthet. Den höga styrkan hos varmstemplade delar möjliggör användning av tunnare metallark, vilket minskar vikten på komponenterna samtidigt som man bibehåller strukturell integritet och kraschprestanda. Andra fördelar inkluderar:
Minskad fogoperationer:Hot Stamping Technology minskar behovet av svetsning eller fästförbindelse, vilket resulterar i förbättrad effektivitet och förbättrad produktintegritet.
Minimerad Springback och Warpage:Den heta stämplingsprocessen minimerar oönskade deformationer, såsom delfringer och krigseri, vilket säkerställer exakt dimensionell noggrannhet och minskar behovet av ytterligare omarbetningar.
Färre delfel:Varmstempade delar uppvisar färre defekter, såsom sprickor och delning, jämfört med kalla formningsmetoder, vilket resulterar i förbättrad produktkvalitet och minskat avfall.
Lägre press tonnage:Varm stampning minskar den erforderliga pressstonnaget jämfört med kallformningstekniker, vilket leder till kostnadsbesparingar och ökad produktionseffektivitet.
Anpassning av materialegenskaper:Hot Stamping Technology möjliggör anpassning av materialegenskaper baserade på specifika områden i delen, vilket optimerar prestanda och funktionalitet.
Förbättrade mikrostrukturella förbättringar:Hot Stamping erbjuder förmågan att förbättra mikrostrukturen i materialet, vilket resulterar i förbättrade mekaniska egenskaper och ökad produkthållbarhet.
Strömlinjeformade produktionssteg:Hot Stamping eliminerar eller minskar mellanliggande tillverkningssteg, vilket resulterar i en förenklad produktionsprocess, förbättrad produktivitet och kortare ledtider.
Produkt
Den höghållfasta stål (aluminium) höghastighetsvärmeproduktionslinje hittar en bred applicering vid tillverkning av fordonsvita kroppsdelar. Detta inkluderar pelarenheter, stötfångare, dörrbalkar och takskenor som används i personbilar. Dessutom utforskas användningen av avancerade legeringar som möjliggörs genom varm stampning i branscher som flyg-, försvars- och tillväxtmarknader. Dessa legeringar erbjuder fördelarna med högre styrka och minskad vikt som är svåra att uppnå genom andra formningsmetoder.
Sammanfattningsvis säkerställer höghållfast stål (aluminium) höghastighetsvärmestampningsproduktionslinje en exakt och effektiv produktion av komplexformade bildelar. Med överlägsen formbarhet, minskad fogoperationer, minimerade defekter och förbättrade materialegenskaper ger denna produktionslinje många fördelar. Dess applikationer sträcker sig till tillverkning av vita kroppsdelar för personbilar och erbjuder potentiella fördelar inom flyg-, försvars- och tillväxtmarknader. Investera i höghållfast stål (aluminium) Höghastighets varm stämplingsproduktionslinje för att uppnå enastående prestanda, produktivitet och lätta designfördelar inom fordons- och allierade industrier
Vad är Hot Stamping?
Hot Stamping, även känd som presshärdning i Europa och het pressformning i Asien, är en metod för material som bildas där ett tomt värms upp till en viss temperatur och sedan stämplas och släckt under tryck i motsvarande form för att uppnå den önskade formen och inducera en fasomvandling i metallmaterialet. Hot Stamping Technology involverar uppvärmning av borstålark (med initial styrka på 500-700 MPa) till det austenitiseringstillståndet, snabbt överför dem till munstycket för höghastighetsstämpel och släcker delen inom formen med en kylhastighet som är större än 27 ° C/s, följt av en period av att hålla under tryck, för att erhålla ultrakomponenter med stålskomponenter med enhetlig martstruktur.
Fördelarna med varm stämpling
Förbättrad ultimat draghållfasthet och förmågan att bilda komplexa geometrier.
Minskad komponentvikt genom att använda tunnare plåt samtidigt som strukturell integritet och kraschprestanda bibehålls.
Minskat behovet av att gå med i operationer som svetsning eller fästning.
Minimerade delen våren rygg och vridning.
Färre delfel som sprickor och splittringar.
Lägre press tonnagekrav jämfört med kallformning.
Möjlighet att skräddarsy materialegenskaper baserade på specifika delzoner.
Förbättrade mikrostrukturer för bättre prestanda.
Strömlinjeformad tillverkningsprocess med färre driftssteg för att få en färdig produkt.
Dessa fördelar bidrar till den totala effektiviteten, kvaliteten och prestandan för heta stämplade strukturella komponenter.
Mer information om varm stämpling
1. Hot Stamping vs Cold Stamping
Hot Stamping är en bildningsprocess som utförs efter förvärmning av stålplåten, medan kallstämpel hänvisar till direkt stämpel av stålplåten utan förvärmning.
Kall stämpel har tydliga fördelar jämfört med varm stämpling. Men det uppvisar också vissa nackdelar. På grund av de högre spänningarna som induceras av den kalla stampningsprocessen jämfört med varm stämpling är kallstempade produkter mer mottagliga för sprickor och delning. Därför krävs exakt stämplingsutrustning för kallstämpel.
Varm stämpling innebär att värma stålplåten till höga temperaturer innan stämpling och samtidigt släcker i munstycket. Detta leder till en fullständig omvandling av stålens mikrostruktur till martensit, vilket resulterar i hög hållfasthet från 1500 till 2000 MPa. Följaktligen uppvisar varmstemplade produkter högre styrka jämfört med kalla stämplade motsvarigheter.
2.Hot stämpelprocessflöde
Hot stämpel, även känd som "presshärdning", innebär att värma ett högstyrka ark med en initial styrka på 500-600 MPa till temperaturer mellan 880 och 950 ° C. Det uppvärmda arket stämplas sedan snabbt och släcktes i munstycket, vilket uppnår kylningshastigheter på 20-300 ° C/s. Omvandlingen av austenit till martensit under släckning förbättrar styrkan hos komponenten, vilket möjliggör produktion av stämplade delar med styrkor på upp till 1500 MPa. Hot Stamping -tekniker kan klassificeras i två kategorier: Direkt heta stämpling och indirekt heta stämpel:
I den direkta heta stämplingen matas det förvärmda ämnet direkt in i en stängd form för stämpling och släckning. Efterföljande processer inkluderar kylning, kantklippning och hålstansning (eller laserskärning) och ytrengöring.
Fiture1: Hot Stamping Processing Mode-Styrande varm stämpling
I den indirekta heta stampningsprocessen utförs det kalla formningsförsökningssteget innan du går in i stadierna för uppvärmning, varm stampning, kantklippning, hålstansning och ytrengöring.
Den huvudsakliga skillnaden mellan indirekt varm stämpling och direkta heta stämpelprocesser ligger i införandet av det kalla formningssteget före formen innan uppvärmning i den indirekta metoden. Vid direkt varm stämpling matas plåten direkt in i värmningsugnen, medan den i indirekt varm stämpling skickas den kallformade förformade komponenten in i värmningsugnen.
Processflödet av indirekt hotstämpel involverar vanligtvis följande steg:
Kall formning av förformning-värmning av stämpel-Edge-trimning och stansning av hål
Fiture2: Hot Stamping Processing Mode-InDirect Hot Stamping
3. Den huvudsakliga utrustningen för varm stämpling inkluderar en värmeugn, varmformningspress och heta stämpelformar
Uppvärmningsugn:
Uppvärmningsugnen är utrustad med värme- och temperaturkontrollfunktioner. Det kan värma höghållfastplattor till omkristallisationstemperaturen inom en viss tid och uppnå ett austenitiskt tillstånd. Det måste kunna anpassa sig till storskaliga automatiserade kontinuerliga produktionskrav. Eftersom den uppvärmda billet endast kan hanteras av robotar eller mekaniska armar, kräver ugnen automatiserad lastning och lossning med hög positioneringsnoggrannhet. Vid uppvärmning av icke-belagda stålplattor bör det dessutom ge gasskydd för att förhindra ytoxidation och avkolning av billet.
Hot Forming Press:
Pressen är kärnan i den heta stämpeltekniken. Det måste ha förmågan att snabb stämpling och hållning, samt vara utrustad med ett snabbt kylsystem. Den tekniska komplexiteten hos heta bildningspressar överstiger långt den för konventionella kallstämpelpressar. För närvarande har bara ett fåtal utländska företag behärskat design- och tillverkningstekniken för sådana pressar, och de är alla beroende av import, vilket gör dem dyra.
Heta stämpelformar:
Heta stämpelformar utför både formande och släckningssteg. I formningssteget, när Billet matas in i mögelhålan, slutför formen snabbt stämplingsprocessen för att säkerställa att delbildningen har slutförts innan materialet genomgår den martensitiska fasomvandlingen. Sedan kommer den in i släcknings- och kylstadiet, där värmen från arbetsstycket inuti formen överförs kontinuerligt till formen. Kylrör arrangerade i formen tar bort omedelbart värme genom det flödande kylvätsket. Den martensitiska austenitiska omvandlingen börjar när arbetsstyckets temperatur sjunker till 425 ° C. Omvandlingen mellan martensit och austenit slutar när temperaturen når 280 ° C, och arbetsstycket tas ut vid 200 ° C. Rollens roll är att förhindra ojämn termisk expansion och sammandragning under kylningsprocessen, vilket kan leda till betydande förändringar i formen och dimensionerna på delen, vilket leder till skrot. Dessutom förbättrar det den termiska överföringseffektiviteten mellan arbetsstycket och formen, vilket främjar snabb kylning och kylning.
Sammanfattningsvis inkluderar den huvudsakliga utrustningen för varm stämpling en uppvärmningsugn för att uppnå den önskade temperaturen, en varm bildningspress för snabb stämpel och hållning med ett snabbt kylsystem och heta stämpelformar som utför både bildning och släckningssteg för att säkerställa korrekt delbildning och effektiv kylning.
Den släckande kylhastigheten påverkar inte bara produktionstiden utan påverkar också omvandlingseffektiviteten mellan austenit och martensit. Kylhastigheten bestämmer vilken typ av kristallin struktur som kommer att bildas och är relaterad till den slutliga härdningseffekten av arbetsstycket. Den kritiska kyltemperaturen för borstålet är cirka 30 ℃/s, och först när kylningshastigheten överskrider den kritiska kyltemperaturen kan bildandet av martensitisk struktur främjas i största utsträckning. När kylningshastigheten är mindre än den kritiska kylningshastigheten kommer icke-martensitiska strukturer som bainit att visas i arbetsstyckets kristallisationsstruktur. Ju högre kylningshastighet, desto bättre, desto högre kommer kylningshastigheten att leda till sprickbildning av de bildade delarna, och det rimliga kylningshastighetsområdet måste bestämmas enligt materialkompositionen och processförhållandena för delarna.
Eftersom utformningen av kylröret är direkt relaterat till storleken på kylhastigheten, är kylröret vanligtvis utformat ur perspektivet på den maximala värmeöverföringseffektiviteten, så riktningen för det designade kylröret är mer komplex, och det är svårt att erhålla genom mekanisk borrning efter slutförandet av formgjutningen. För att undvika att begränsas av mekanisk bearbetning väljs metoden för att reservera vattenkanaler innan mögelgjutning.
Eftersom det fungerar länge vid 200 ℃ till 880 ~ 950 ℃ Under de allvarliga förkylning och heta växelförhållandena måste det heta stämpelmaterialet ha god strukturell styvhet och värmeledningsförmåga och kan motstå den starka termiska friktionen som genereras av billet vid hög temperatur och den slitande sliteffekten av den droppade oxidskiktpartiklarna. Dessutom bör mögelmaterialet också ha god korrosionsbeständighet mot kylvätskan för att säkerställa kylrörets släta flöde.
Trimning och piercing
Eftersom styrkan hos delarna efter varm stämpling når cirka 1500MPa, om pressskärningen och stansningen används, är kraven på utrustningstonnage större och den banbrytande slitaget är allvarligt. Därför används laserskärningsenheter ofta för att klippa kanter och hål.
4. Gemensamt betyg av varmstämpelstål
Prestanda före stämpel
Prestanda efter stämpel
För närvarande är den gemensamma kvaliteten för varmstämpelstål B1500HS. Draghållfastheten före stämpling är i allmänhet mellan 480-800MPa, och efter stämpel kan draghållfastheten nå 1300-1700MPa. Det vill säga, draghållfastheten på 480-800MPa stålplatta, genom varm stämpling, kan få draghållfastheten på cirka 1300-1700MPa delar.
5. Användningen av varmstämpelstål
Tillämpningen av varmstämpande delar kan förbättra bilens kollisionssäkerhet och förverkliga bilkroppens lättvikt i vitt. För närvarande har varm stampningsteknologi applicerats på de vita kroppsdelarna av personbilar, såsom bilen, en pelare, B-pelare, stötfångare, dörrstråle och takskena och andra delar. Se figur 3 nedan till exempel delar som är lämpliga för lättvikt.
Bild 3 ： Vita kroppskomponenter som är lämpliga för varm stämpling
Fig. 4: Jiangdong Machinery 1200 ton Hot Stamping Press Line
At present, JIANGDONG MACHINERY hot stamping hydraulic press production line solutions have been very mature and stable, in China's hot stamping forming field belongs to the leading level, and as the China Machine Tool Association forging machinery branch vice chairman unit as well as the member units of China Forging Machinery Standardization Committee, we have also undertaken the research and application work of the national super high speed hot stamping of steel and aluminum, which has played a huge role in Främja utvecklingen av den heta stämplingsindustrin i Kina och till och med världen.
