Den højhastigheds-hot stempling produktionslinje til ultral højstyrke stål (aluminium)
Nøglefunktioner
Produktionslinjen er designet til at optimere fremstillingsprocessen af bildele gennem anvendelse af hot stamping-teknologi.Denne proces, kendt som varmstempling i Asien og pressehærdning i Europa, involverer opvarmning af råemnet til en specifik temperatur og derefter presning i tilsvarende forme ved hjælp af hydraulisk presseteknologi, mens trykket opretholdes for at opnå den ønskede form og gennemgå en fasetransformation af metal materiale.Varmstemplingsteknikken kan klassificeres i direkte og indirekte varmstemplingsmetoder.
Fordele
En af de vigtigste fordele ved varmstemplede strukturelle komponenter er deres fremragende formbarhed, som muliggør fremstilling af komplekse geometrier med enestående trækstyrke.Den høje styrke af varmestemplede dele muliggør brugen af tyndere metalplader, hvilket reducerer vægten af komponenter, samtidig med at den strukturelle integritet og kollisionsydelse bevares.Andre fordele omfatter:
Reducerede samlingsoperationer:Varmstemplingsteknologi reducerer behovet for svejse- eller fastgørelsesforbindelsesoperationer, hvilket resulterer i forbedret effektivitet og forbedret produktintegritet.
Minimeret tilbagespring og skævhed:Varmstemplingsprocessen minimerer uønskede deformationer, såsom delvis tilbagespring og skævhed, hvilket sikrer præcis dimensionsnøjagtighed og reducerer behovet for yderligere efterbearbejdning.
Færre delefejl:Varmstemplede dele udviser færre defekter, såsom revner og spaltning, sammenlignet med koldformningsmetoder, hvilket resulterer i forbedret produktkvalitet og reduceret spild.
Lavere pressetonnage:Varmstempling reducerer den nødvendige pressetonnage sammenlignet med koldformningsteknikker, hvilket fører til omkostningsbesparelser og øget produktionseffektivitet.
Tilpasning af materialeegenskaber:Varmstempling teknologi giver mulighed for tilpasning af materialeegenskaber baseret på specifikke områder af delen, optimerer ydeevne og funktionalitet.
Forbedrede mikrostrukturelle forbedringer:Varmstempling giver mulighed for at forbedre materialets mikrostruktur, hvilket resulterer i forbedrede mekaniske egenskaber og øget produktholdbarhed.
Strømlinede produktionstrin:Varmstempling eliminerer eller reducerer mellemliggende fremstillingstrin, hvilket resulterer i en forenklet produktionsproces, øget produktivitet og kortere gennemløbstider.
Produktapplikationer
High-Strength Steel (aluminium) High-Speed Hot Stamping Production Line finder bred anvendelse ved fremstilling af hvide karosseridele til biler.Dette inkluderer søjlesamlinger, kofangere, dørbjælker og tagrælingssamlinger, der bruges i passagerkøretøjer.Derudover bliver brugen af avancerede legeringer muliggjort ved varmstempling i stigende grad udforsket i industrier som rumfart, forsvar og nye markeder.Disse legeringer byder på fordelene ved højere styrke og reduceret vægt, som er svære at opnå gennem andre formningsmetoder.
Som konklusion sikrer højstyrkestål (aluminium) højhastigheds hot stamping produktionslinje præcis og effektiv produktion af kompleksformede automotive karosseridele.Med overlegen formbarhed, reducerede fugeoperationer, minimerede defekter og forbedrede materialeegenskaber giver denne produktionslinje adskillige fordele.Dens anvendelser strækker sig til fremstilling af hvide kropsdele til personbiler og tilbyder potentielle fordele inden for rumfart, forsvar og nye markeder.Invester i høj-styrke stål (aluminium) højhastigheds hot stamping produktionslinje for at opnå enestående ydeevne, produktivitet og letvægtsdesignfordele i bilindustrien og beslægtede industrier
Hvad er varmstempling?
Varmstempling, også kendt som pressehærdning i Europa og varmpresseformning i Asien, er en metode til materialeformning, hvor et emne opvarmes til en bestemt temperatur og derefter stanses og bratkøles under tryk i den tilsvarende matrice for at opnå den ønskede form og inducere en faseomdannelse i metalmaterialet.Varmstemplingsteknologi involverer opvarmning af borstålplader (med en indledende styrke på 500-700 MPa) til austenitiserende tilstand, hurtig overførsel af dem til matricen til højhastighedsstempling og bratkøling af delen i formen ved en afkølingshastighed på mere end 27° C/s, efterfulgt af en periode med at holde under tryk, for at opnå ultra-højstyrke stålkomponenter med ensartet martensitisk struktur.
Fordelene ved varmstempling
Forbedret ultimativ trækstyrke og evnen til at danne komplekse geometrier.
Reduceret komponentvægt ved at bruge tyndere metalplader, samtidig med at den strukturelle integritet og kollisionsydelse bevares.
Nedsat behov for sammenføjningsoperationer som svejsning eller fastgørelse.
Minimeret del fjeder tilbage og vridning.
Færre delfejl såsom revner og sprækker.
Lavere krav til pressetonnage sammenlignet med koldformning.
Evne til at skræddersy materialeegenskaber baseret på specifikke delzoner.
Forbedrede mikrostrukturer for bedre ydeevne.
Strømlinet fremstillingsproces med færre operationelle trin for at opnå et færdigt produkt.
Disse fordele bidrager til den samlede effektivitet, kvalitet og ydeevne af varmestemplede strukturelle komponenter.
Flere detaljer om varmstempling
1. Varmstempling vs koldstempling
Varmstempling er en formningsproces, der udføres efter forvarmning af stålpladen, mens koldstempling refererer til den direkte stempling af stålpladen uden forvarmning.
Koldstempling har klare fordele frem for varmstempling.Det har dog også nogle ulemper.På grund af de højere spændinger induceret af koldstemplingsprocessen sammenlignet med varmstempling, er koldstemplede produkter mere modtagelige for revner og spaltning.Derfor kræves præcist stemplingsudstyr til koldstempling.
Varmstempling involverer opvarmning af stålpladen til høje temperaturer før stempling og samtidig bratkøling i formen.Dette fører til en fuldstændig omdannelse af stålets mikrostruktur til martensit, hvilket resulterer i høj styrke fra 1500 til 2000 MPa.Som følge heraf udviser varmstemplede produkter højere styrke sammenlignet med koldstemplede modparter.
2. Varmstempling Process Flow
Varmstempling, også kendt som "pressehærdning", involverer opvarmning af en højstyrkeplade med en initial styrke på 500-600 MPa til temperaturer mellem 880 og 950°C.Det opvarmede ark bliver derefter hurtigt stemplet og bratkølet i formen, hvilket opnår afkølingshastigheder på 20-300°C/s.Omdannelsen af austenit til martensit under bratkøling øger komponentens styrke betydeligt, hvilket muliggør produktion af udstansede dele med styrker på op til 1500 MPa. Varmstemplingsteknikker kan klassificeres i to kategorier: direkte varmstempling og indirekte varmstempling:
Ved den direkte varmstempling føres det forvarmede emne direkte ind i en lukket matrice til stempling og bratkøling.Efterfølgende processer omfatter afkøling, kantbeskæring og hulning (eller laserskæring) og overfladerensning.
Future1: Bearbejdningstilstand for varmstempling - direkte varmstempling
I den indirekte varmstempling udføres koldformningsforformningstrinnet, før det går ind i stadierne med opvarmning, varmstempling, kantbeskæring, hulstansning og overfladerensning.
Hovedforskellen mellem indirekte varmstempling og direkte varmstempling ligger i inddragelsen af koldformningsforformningstrinnet før opvarmning i den indirekte metode.Ved direkte varmstempling føres metalpladen direkte ind i varmeovnen, mens ved indirekte varmstempling sendes den koldformede forformede komponent ind i varmeovnen.
Processtrømmen af indirekte varmstempling involverer typisk følgende trin:
Koldformende forformning--Opvarmning-Varmstempling--Kantklipning og hulning-Overfladerensning
Future2: Bearbejdningstilstand for varmstempling - indirekte varmstempling
3. Hovedudstyret til varmstempling inkluderer en varmeovn, varmformningspresse og varmstemplingsforme
Varmeovn:
Varmeovnen er udstyret med opvarmnings- og temperaturstyringsfunktioner.Det er i stand til at opvarme højstyrkeplader til omkrystallisationstemperaturen inden for en specificeret tid, hvilket opnår en austenitisk tilstand.Det skal være i stand til at tilpasse sig store automatiserede kontinuerlige produktionskrav.Da den opvarmede billet kun kan håndteres af robotter eller mekaniske arme, kræver ovnen automatisk på- og aflæsning med høj positioneringsnøjagtighed.Ved opvarmning af ikke-coatede stålplader bør det ydermere give gasbeskyttelse for at forhindre overfladeoxidation og dekarbonisering af billetten.
Varmformningspresse:
Pressen er kernen i hot stamping-teknologien.Den skal have evnen til hurtig stempling og fastholdelse, samt være udstyret med et hurtigt kølesystem.Den tekniske kompleksitet af varmformningspresser overstiger langt den for konventionelle koldformningspresser.I øjeblikket er det kun få udenlandske virksomheder, der mestrer design- og fremstillingsteknologien af sådanne presser, og de er alle afhængige af import, hvilket gør dem dyre.
Varme stemplingsforme:
Varmstemplingsforme udfører både formnings- og bratkølingsstadier.I formningsstadiet, når billetten er ført ind i formhulrummet, fuldender formen hurtigt stemplingsprocessen for at sikre færdiggørelsen af deldannelsen, før materialet gennemgår martensitisk fasetransformation.Derefter går den ind i bratkølings- og afkølingsstadiet, hvor varmen fra emnet inde i formen kontinuerligt overføres til formen.Kølerør anbragt i formen fjerner øjeblikkeligt varme gennem det strømmende kølevæske.Den martensitiske-austenitiske transformation begynder, når emnets temperatur falder til 425°C.Omdannelsen mellem martensit og austenit slutter, når temperaturen når 280°C, og emnet tages ud ved 200°C.Rollen af formens fastholdelse er at forhindre ujævn termisk ekspansion og sammentrækning under bratkølingsprocessen, hvilket kan resultere i væsentlige ændringer i formen og dimensionerne af delen, hvilket fører til skrot.Derudover forbedrer det den termiske overførselseffektivitet mellem emnet og formen, hvilket fremmer hurtig bratkøling og afkøling.
Sammenfattende omfatter hovedudstyret til varmstempling en varmeovn til opnåelse af den ønskede temperatur, en varmformningspresse til hurtig stempling og fastholdelse med et hurtigt kølesystem og varmstemplingsforme, der udfører både formnings- og bratkølingsstadier for at sikre korrekt deldannelse og effektiv køling.
Afkølingshastigheden påvirker ikke kun produktionstiden, men påvirker også konverteringseffektiviteten mellem austenit og martensit.Afkølingshastigheden bestemmer, hvilken slags krystallinsk struktur der vil blive dannet og er relateret til den endelige hærdningseffekt af emnet.Den kritiske køletemperatur for borstål er omkring 30 ℃/s, og kun når kølehastigheden overstiger den kritiske køletemperatur, kan dannelsen af martensitisk struktur fremmes i størst mulig udstrækning.Når afkølingshastigheden er mindre end den kritiske afkølingshastighed, vil ikke-martensitiske strukturer, såsom bainit, fremkomme i arbejdsemnets krystallisationsstruktur.Men jo højere afkølingshastigheden er, jo bedre, jo højere vil afkølingshastigheden føre til revnedannelse af de dannede dele, og det rimelige afkølingshastighedsområde skal bestemmes i henhold til materialesammensætningen og procesbetingelserne for delene.
Da udformningen af kølerøret er direkte relateret til størrelsen af kølehastigheden, er kølerøret generelt designet ud fra den maksimale varmeoverførselseffektivitet, så retningen af det designede kølerør er mere kompleks, og det er vanskeligt. opnås ved mekanisk boring efter færdiggørelsen af formstøbningen.For at undgå at blive begrænset af mekanisk bearbejdning vælges generelt metoden til at reservere vandkanaler før formstøbning.
Fordi det fungerer i lang tid ved 200 ℃ til 880 ~ 950 ℃ under de svære kolde og varme vekslende forhold, skal det varme stansematricemateriale have god strukturel stivhed og termisk ledningsevne og kan modstå den stærke termiske friktion, der genereres af barren ved høj temperatur og den slibende slideffekt af de faldende oxidlagspartikler.Derudover skal formmaterialet også have god korrosionsbestandighed over for kølevæsken for at sikre en jævn strøm af kølerøret.
Trimning og piercing
Fordi styrken af delene efter varmstempling når omkring 1500 MPa, hvis presseskæring og stansning anvendes, er kravene til udstyrstonnage større, og skærekantslidet er alvorligt.Derfor bruges laserskæreenheder ofte til at skære kanter og huller.
4.Fælles kvaliteter af varmstemplingsstål
Ydelse før stempling
Ydelse efter stempling
På nuværende tidspunkt er den almindelige kvalitet af varmstemplingsstål B1500HS.Trækstyrken før stempling er generelt mellem 480-800MPa, og efter stempling kan trækstyrken nå 1300-1700MPa.Det vil sige, at trækstyrken af 480-800 MPa stålplade, gennem varmstempling, kan få trækstyrken på omkring 1300-1700 MPa dele.
5. Brugen af varmt stemplingsstål
Anvendelsen af hot-stempling dele kan betydeligt forbedre kollisionssikkerheden af bilen og realisere letvægten af bilens krop i hvid.På nuværende tidspunkt er varmstemplingsteknologi blevet anvendt på de hvide karrosseridele af personbiler, såsom bilen, A-stolpen, B-stolpen, kofangeren, dørbjælken og tagrælingen og andre dele. Se figur 3 nedenfor for eksempel dele, der er egnede til lys -vægtning.
figur 3: Hvide kropskomponenter egnet til varmstempling
Fig. 4: Jiangdong maskineri 1200 ton Hot Stamping Press Line
På nuværende tidspunkt har JIANGDONG MACHINERY hot stempling hydraulisk presse produktionslinjeløsninger været meget modne og stabile, i Kinas hot stempling formning område tilhører det førende niveau, og som China Machine Tool Association smedningsmaskiner filial næstformand enhed såvel som medlemsenhederne fra China Forging Machinery Standardization Committee, har vi også påtaget os forsknings- og anvendelsesarbejdet af den nationale super højhastigheds varmstempling af stål og aluminium, som har spillet en enorm rolle i at fremme udviklingen af varmstemplingsindustrien i Kina og endda verden .
