COLD FORMING MATERIALS

Mengapa terdapat masalah dengan bahan yang memenuhi syarat?

MATERIALSENGINEERINGCREATION GROUP

Dalam industri tajuk sejuk, banyak syarikat telah menghadapi situasi yang serupa:

Untuk kumpulan bahan yang sama, komposisi kimia sijil bahan memenuhi piawaian, sifat mekanik memenuhi piawaian, ukurannya juga memenuhi syarat, dan bahkan hasil ujian pihak ketiga semuanya memenuhi syarat. Walau bagaimanapun, setelah bahan tersebut benar-benar memasuki pengeluaran kepala sejuk, masalah seperti keretakan, lipatan, pengisian sudut R yang tidak mencukupi, jangka hayat acuan yang tidak normal, dan turun naik konsistensi ukuran produk mungkin masih berlaku.

Pada masa ini, reaksi pertama banyak orang adalah: Adakah terdapat masalah dengan bahan tersebut?

Sebenarnya, masalah ini tidak boleh dikaitkan dengan kualiti bahan. Lebih tepat lagi, ini adalah perbezaan antara standard produk ** dan aplikasi kejuruteraan **. Jawapan utama standard adalah: Adakah kumpulan bahan ini memenuhi syarat? Apa yang sangat diminati oleh projek utama adalah: Bolehkah kumpulan bahan ini dihasilkan dalam jangka masa yang panjang, stabil, dan turun naik yang rendah di bawah peralatan, acuan, keadaan pelinciran dan proses pembentukan saya? Kedua-dua masalah ini bukan perkara yang sama.

1. Apakah kawalan standard bahan?

Pertama, apakah sebenarnya yang dikawal oleh piawaian bahan? Sama ada SAE, JIS, EN, ASTM atau sistem ISO, peranan teras standard bahan adalah keperluan teknikal asas yang harus dipenuhi oleh bahan. Untuk bahan yang digunakan untuk kepala sejuk dan penyemperitan sejuk, standard biasanya melibatkan perkara berikut:  Komposisi kimia;  Saiz dan sisihan yang dibenarkan; Sifat mekanikal;  Kualiti permukaan;  Status penghantaran; Kaedah pemeriksaan;  Dekarbonisasi, kemasukan, organisasi atau keperluan teknikal tambahan lain dalam keadaan tertentu. Sebagai contoh, SAE J403 terutamanya menetapkan sistem komposisi kimia keluli karbon SAE; JIS G 3507 digunakan untuk wayar keluli karbon dan wayar keluli untuk kepala sejuk; siri EN 10263 digunakan untuk keluli berterus sejuk dan sejuk; ISO 4967, ISO 3887, dll. Digunakan untuk penilaian kemasukan bukan logam dan kedalaman dekarbonisasi. Piawaian ini sangat penting kerana mereka membina bahasa yang sama untuk kualiti bahan. Tetapi ia juga mesti jelas: Piawaian produk bahan menetapkan syarat teknikal yang harus dipenuhi oleh bahan, bukan jaminan bahawa bahagian tertentu, set acuan tertentu, atau peralatan tertentu akan "berjaya dalam tajuk sejuk". Oleh itu, bahan tersebut memenuhi piawaian, yang hanya dapat menunjukkan bahawa bahan tersebut memenuhi syarat yang ditetapkan dalam piawaian atau perjanjian teknikal yang sesuai. Ia tidak boleh disamakan secara automatik dengan: Set bahan ini mesti sesuai untuk semua proses tajuk sejuk.

2. Cold head adalah projek yang sistematik, bukan penunjuk bahan yang berasingan

Pengerahan sejuk pada dasarnya adalah proses pembentukan isipadu di mana logam mengeluarkan ubah bentuk plastik besar pada suhu bilik atau dekat dengan suhu bilik. Bahan dalam acuan akan mengalami pemampatan, aliran radial, regangan tempatan, ricih dan geseran pada masa yang sama. Sama ada ia dapat dibentuk dengan stabil pada akhirnya bergantung bukan hanya pada bahan itu sendiri, tetapi juga pada keseluruhan sistem pembuatan. Sistem ini termasuk sekurang-kurangnya: Struktur geometri produk; Reka bentuk acuan;  Sudut bulat acuan; Langkah kerja pembentukan;  Ubah bentuk saluran tunggal;  Jumlah ubah bentuk; Darjah sepaksi acuan; Kekakuan peralatan; Kelajuan pembentukan;  Suhu acuan; Keadaan pelinciran; Keratan rentas awal bahan; Status penghantaran sebelum tajuk sejuk. Oleh itu, gulungan bahan yang sama mungkin menunjukkan kestabilan kepala sejuk yang berbeza pada syarikat yang berbeza, peralatan yang berbeza dan bahkan acuan yang berbeza. Inilah sebabnya mengapa anda tidak boleh mengemukakan soalan: Adakah bahan itu layak? Mesti terus bertanya: Adakah terdapat padanan antara bahan, rawatan permukaan, acuan, peralatan, pelinciran dan proses?

3. Faktor material yang benar-benar mempengaruhi kestabilan kepala sejuk jauh lebih banyak daripada gred

Ramai pembeli dan jurutera terbiasa bertanya terlebih dahulu: Adakah SCM435? Adakah SWRCH22A? Adakah komposisi kimia melebihi standard? Soalan-soalan ini tentu saja penting, tetapi gred hanya sebahagian daripada identiti material. Terdapat beberapa faktor utama yang benar-benar menentukan prestasi tajuk sejuk. 1. Kestabilan dan pemisahan komposisi kimia Julat ramuan tertentu dibenarkan untuk gred yang sama. Walaupun kedua-dua kumpulan bahan memenuhi piawaian, kedudukan sebenar C, Mn, Cr, Mo, B dan elemen lain berbeza, yang boleh menyebabkan daya tahan ubah bentuk yang berbeza, tindak balas penyepuhlindapan spheroialisasi dan prestasi rawatan haba berikutnya. Untuk pengikat bersaiz besar, ubah bentuk tinggi atau kekuatan tinggi, pemisahan pusat, struktur jalur dan komposisi tidak rata sangat perlu diberi perhatian. Oleh itu, bahan kepala sejuk sebenarnya bukan hanya: Bahan-bahan yang berkelayakan. Tetapi: Komposisi stabil. 2. Kemurnian keluli dan kemasukan bukan logam Kemasukan bukan logam adalah komponen yang tidak dapat dielakkan sepenuhnya dalam proses peleburan keluli. Untuk bahan tujuan umum, kemasukan pada tahap tertentu mungkin memenuhi piawaian sepenuhnya; tetapi untuk bahagian kepala sejuk yang cacat tinggi, bahagian keselamatan kenderaan atau bahagian sensitif keletihan, kemasukan tempatan yang tebal, panjang atau berkelompok boleh menjadi Lokasi percambahan retak. Oleh itu, nilai kaedah penilaian kemasukan seperti ISO 4967 dan GB/T 10561 bukan hanya untuk "membuat laporan penilaian", tetapi untuk membantu jurutera menilai: Adakah terdapat sumber kecacatan dalam bahan yang tidak baik untuk ubah bentuk plastik besar berikutnya. 3. Organisasi spheroikisasi Untuk keluli karbon sederhana, keluli aloi dan keluli galas dan bahan lain, keadaan penyepuhlindapan spheroikisasi secara langsung akan mempengaruhi prestasi pembentukan sejuk. Apa yang benar-benar menjadi tumpuan kejuruteraan bukan hanya nombor "kadar spheritization" yang sederhana, tetapi: Adakah karbida kecil dan seragam;  Sama ada terdapat karbida kasar;  Sama ada terdapat tisu jalur yang jelas;  Sama ada matriks ferit seragam; Adakah pusat keratan rentas selaras dengan tisu permukaan. Stoikisasi yang tidak mencukupi akan meningkatkan daya tahan ubah bentuk. Sterifikasi yang tidak rata boleh menyebabkan perbezaan aliran bahan pada kedudukan yang berbeza. Oleh itu: Kadar spheroifikasi hanyalah salah satu hasilnya, dan keseragaman organisasi adalah teras yang benar-benar memerlukan perhatian dalam projek kepala sejuk. 4. Kualiti permukaan dan dekarbonisasi Bahan kepala sejuk sangat sensitif terhadap kecacatan permukaan. Kerana semasa proses kepala sejuk, bahan permukaan biasanya mempunyai aliran plastik yang besar. Sekiranya bahan mentah itu sendiri mempunyai retakan, lipatan, lukisan dan calar, lekukan, pengawetan berlebihan atau dekarbonisasi tempatan, kecacatan ini dapat diperkuat lebih jauh dalam ubah bentuk berikutnya. Terutama retakan permukaan dan lipatan, bahaya terletak pada: Mereka mungkin tidak jelas dalam fasa pengesanan bahan, tetapi berkembang pesat dalam proses ubah bentuk yang besar. Oleh itu, untuk bahagian kepala sejuk yang menuntut tinggi, tidak cukup untuk melihat kekuatan dan kekerasan tegangan. 5. Keadaan pemprosesan lukisan Garis ketepatan kepala sejuk biasanya mengalami satu atau lebih tarikan. Tarik tidak hanya mengubah ukuran, tetapi juga menyebabkan pengerasan pemprosesan, tekanan sisa, kekerasan permukaan dan teras yang buruk, orientasi organisasi dan perubahan keadaan permukaan. Oleh itu, walaupun batang dawai asal sama persis, kadar pengurangan permukaan yang berbeza, reka bentuk jalur yang berbeza, sudut acuan yang berbeza, dan keadaan pelinciran yang berbeza boleh menyebabkan perbezaan prestasi tajuk sejuk wayar akhir. Inilah sebabnya: Prestasi sebenar bahan asas kilang keluli yang sama dan garis ketepatan kepala sejuk yang dihasilkan oleh kilang penyusunan semula yang berbeza mungkin sama sekali berbeza.

4. Dua pemboleh ubah kejuruteraan yang sering diremehkan: filem saponifikasi fosforus dan kapasiti peralatan/acuan

Sekiranya anda hanya membincangkan organisasi bahan, bukan pelinciran dan peralatan, anda masih tidak menyelesaikan masalah tajuk sejuk. Semasa proses kepala sejuk, bahan dan acuan berada dalam tekanan sentuhan tinggi, ubah bentuk plastik besar dan keadaan geseran berterusan. Pada masa ini, ** sistem pelinciran permukaan dan kapasiti operasi peralatan/acuan ** secara langsung akan mempengaruhi kelancaran aliran bahan. 1. Filem saponiasi fosfor: tidak semudah "ada filem di permukaan" Kawat kepala sejuk keluli biasanya menggunakan fosfat dan saponifikasi untuk membentuk sistem pelinciran komposit. Dari segi kejuruteraan, filem saponiasi fosfor yang benar-benar baik harus mempunyai pelinciran, kemuluran, kekompakan, keseragaman, kekuatan pengikatan dan keupayaan penyimpanan minyak/sabun. Pelinciran Fungsi teras pelinciran adalah untuk mengurangkan geseran dan rintangan ricih antara bahan dan acuan. Apabila kapasiti pelinciran tidak mencukupi, geseran tempatan akan meningkat dengan ketara, yang akan meningkatkan beban kepala sejuk, meningkatkan kenaikan suhu permukaan, meningkatkan keausan acuan, menyekat aliran bahan, dan bahkan menyebabkan ketegangan tempatan, menggigit acuan dan risiko retak. Oleh itu, untuk bahagian kepala sejuk dengan ubah bentuk tinggi, pelinciran bukanlah keadaan tambahan, tetapi sebahagian daripada sistem pembentukan. Kemuluran Semasa proses kepala sejuk, luas permukaan bahan akan berubah dengan ketara. Sekiranya filem itu sendiri terlalu rapuh, ia akan retak, kapur atau jatuh di kawasan yang luas sebaik sahaja bahan memasuki tahap ubah bentuk plastik, dan proses berikutnya akan mudah berubah menjadi geseran kering tempatan. Oleh itu, sistem saponifikasi fosfor yang baik bukan sahaja "melembapkan", tetapi juga dapat berubah bentuk dengan matriks hingga tahap tertentu. Dengan kata lain: Filem yang baik tidak hanya cantik dalam keadaan statik, tetapi juga berkesan setelah ubah bentuk. Kerahsiaan dan keseragaman Sekiranya filem fosfat terlalu nipis, terlalu tebal, kristal tidak rata, atau terdapat kawasan yang bocor, ia akan menyebabkan pengedaran pelincir yang tidak rata. Hasilnya selalunya bukan keseluruhan produk gagal pada masa yang sama, tetapi: Geseran tempatan tiba-tiba meningkat. Perkara yang paling ditakuti mengenai pertanyaan sejuk adalah ketidakstabilan tempatan seperti ini. Oleh itu, penilaian filem bukan sahaja harus melihat berat filem rata-rata, tetapi juga memperhatikan sama ada penutup permukaan berterusan, sama ada butiran kristal seragam, sama ada terdapat kekurangan filem tempatan, sama ada kekasaran permukaan sesuai untuk saponifikasi berikutnya, dan sama ada kepala, tengah dan ekor gegelung wayar yang sama Konsisten. Gabungan Sekiranya lapisan fosfat dan lapisan saponifikasi tidak mengikat dengan matriks, ia akan jatuh ketika pertama terbentuk, dan keadaan pelinciran stesen berikutnya akan merosot dengan cepat. Kekuatan pengikatan yang tidak mencukupi biasanya dimanifestasikan sebagai kapur, pelepasan filem besar, pengumpulan serbuk dalam acuan, penyuapan, menggigit acuan, dan keausan acuan yang tidak normal. Oleh itu, rawatan permukaan wayar yang sangat menuntut tidak hanya bergantung pada apakah ada filem, tetapi juga: Bolehkah filem kekal di permukaan bahan di bawah tekanan sentuhan tinggi? Kapasiti simpanan minyak/sabun Nilai lapisan fosfat juga terletak pada kemampuannya untuk menyediakan ruang penyimpanan dan penyimpanan tertentu untuk media pelincir. Struktur fosfat yang baik dapat menjadikan lapisan saponifikasi berfungsi dengan lebih berterusan semasa proses tajuk sejuk, dan bukannya cepat habis setelah ubah bentuk pertama. Jadi: Fosfat bukan pelincir akhir, tetapi pembawa asas sistem pelinciran. Sistem kawalan geseran yang benar-benar berkesan dibentuk oleh keadaan permukaan ** matriks, lapisan fosfat, lapisan saponifikasi dan pelinciran acuan **. 2. Keupayaan pelinciran peralatan dan acuan Walaupun permukaan bahan mempunyai filem saponifikasi fosfor yang baik, tidak dapat dianggap bahawa masalah pelinciran telah diselesaikan sepenuhnya. Dalam proses kepala sejuk berkelajuan tinggi yang berterusan, acuan itu sendiri masih perlu mempunyai kapasiti bekalan pelinciran yang stabil. Kejuruteraan harus memberi tumpuan kepada:  Sama ada pelincir dapat mencapai kawasan ubah bentuk tinggi dengan berkesan;  Sama ada jumlah pelinciran stabil;  Sama ada terdapat pelemahan pelinciran antara beberapa stesen;  Sama ada pelincir turun naik kelikatan kerana perubahan suhu;  Sama ada terdapat zon mati pelinciran di dalam acuan;  Adakah masa untuk mengisi semula pelincir dalam pengeluaran berkelajuan tinggi? Untuk bahan berkekuatan tinggi, bahagian ubah bentuk besar dan bahagian berbilang stesen, pelinciran yang tidak mencukupi sering kali muncul sebagai beban pembentukan yang tidak normal, ketegangan permukaan produk, kenaikan suhu acuan yang meningkat dan penurunan jangka hayat acuan yang cepat, dan kemudian ia dapat berkembang menjadi keretakan pembentukan.. Oleh itu: Untuk menilai kestabilan kepala sejuk, anda tidak boleh bertanya sama ada bahan itu disapukan fosfor, tetapi juga apakah sistem pelinciran keseluruhan peralatan dapat terus berfungsi. 3. Keupayaan kawalan suhu acuan Ketukan sejuk disebut "sejuk", yang tidak bermaksud bahawa acuan sentiasa mengekalkan suhu bilik semasa proses pengeluaran berterusan. Dalam pengeluaran berkelajuan tinggi sebenar, sebilangan besar fungsi ubah bentuk plastik dan kerja geseran akhirnya akan ditukar menjadi haba. Sekiranya haba tidak dapat dikeluarkan dalam masa, suhu tempatan acuan akan meningkat secara beransur-ansur. Kenaikan suhu akan mempengaruhi kelikatan pelincir, pekali geseran, ukuran acuan, kekuatan bahan acuan, jangka hayat acuan dan konsistensi saiz produk. Terutama dalam keadaan pengeluaran berterusan berkelajuan tinggi, yang benar-benar penting bukanlah suhu acuan pada waktu tertentu, tetapi: Adakah acuan dapat mewujudkan keseimbangan terma yang stabil. Sekiranya keadaan suhu acuan sama sekali berbeza dengan 1000 keping sebelum dihidupkan dan 100,000 keping dihasilkan secara berterusan, maka walaupun bahannya sama, keadaan produk mungkin melayang. Oleh itu, peralatan kepala sejuk tahap tinggi bukan sahaja mesti "cepat", tetapi juga mesti mempunyai keupayaan pelinciran yang stabil, keupayaan pelesapan haba dan keupayaan kawalan keseimbangan haba. 4. Struktur acuan, ketegaran dan sepaksi Semasa proses kepala sejuk, bahan mesti mengalir di ruang yang sangat terkawal. Sekiranya reka bentuk acuan tidak masuk akal, seperti sudut bulat terlalu kecil, ubah bentuk separa pekat, kadar pengurangan permukaan saluran tunggal terlalu tinggi, atau jalan aliran bahan terlalu panjang, ia boleh menyebabkan kepekatan ketegangan tempatan yang tajam. Pada masa yang sama, jika peralatan atau sistem acuan mempunyai ketepatan gelangsar yang tidak mencukupi, paksi acuan yang berbeza, ketegaran peralatan yang tidak mencukupi, atau jurang panduan yang terlalu besar, bahan akan mengalami daya eksentrik. Dalam kes ini, walaupun bahan itu sendiri memenuhi standard, kepekatan tekanan tempatan dan keretakan yang tidak normal mungkin berlaku. Jadi: Tidak jarang kumpulan bahan yang sama dihasilkan dengan stabil pada satu peranti dan tidak normal pada peranti lain. Ini tidak semestinya bermaksud siapa yang "mempunyai masalah", tetapi bahawa tajuk sejuk itu sendiri adalah satu set kejuruteraan sistem.

5. Mengapa bahan tersebut memenuhi piawaian dan masih tidak memenuhi proses utama yang sejuk?

Jawapannya sebenarnya sangat jelas. Kerana standard bahan terutamanya ditakrifkan sebagai: Bahan itu sendiri harus memenuhi syarat apa. Pengeluaran kepala sejuk sebenarnya menghadapi: Rawatan permukaan bahan, peralatan acuan pelincir, laluan proses suhu, struktur produk Sistem pembuatan bersama. Oleh itu: Memenuhi piawaian adalah salah satu syarat yang diperlukan untuk memasuki pengeluaran kepala sejuk; tetapi untuk mencapai kepala sejuk yang stabil, keseluruhan sistem pembuatan perlu dipadankan bersama. Kedua-duanya boleh difahami sebagai:

6. Pemahaman Creation Group: bekalan bahan tidak boleh berhenti pada bukti bahan

Banyak pembekal bahan bimbang tentang: Adakah bahan tersebut memenuhi piawaian. Bagi pembekal bahan yang benar-benar menghadapi pelanggan dengan permintaan tinggi, mereka mesti terus maju: Bagaimana isipadu bahan ini akan berfungsi setelah memasuki acuan pelanggan? Oleh itu, dalam proses pengembangan dan pembekalan bahan kepala sejuk, Creation Group tidak hanya memperhatikan komponen kimia C, Mn, Si, Cr, Mo, dan lain-lain, tetapi juga menggabungkan produk dan proses pelanggan tertentu untuk memberi perhatian lebih: Tisu spoialisasi dan keseragaman mereka;  Kemasukan bukan logam;  Dekarbonisasi dan keadaan permukaan; Kadar pengurangan lukisan dan pengerasan pemprosesan; Keseragaman, kekompakan dan kekuatan pengikatan filem fosfat; Kesan pelinciran saponifikasi dan kemuluran filem; Transformation ubah bentuk kepala sejuk pelanggan; Reka bentuk stesen pembentuk; Keadaan pelinciran acuan; Speed Kelajuan peralatan dan keadaan panas acuan; Keperluan rawatan haba seterusnya. Kerana untuk bahan kepala sejuk, yang benar-benar berharga bukanlah: Laporan itu layak. Sebaliknya: Pelanggan dapat menghasilkan pengeluaran yang stabil untuk jangka masa yang panjang. Antara dua ayat ini adalah perbezaan antara bekalan bahan dan kejuruteraan bahan.

Pandangan jurutera: Piawaian menentukan sama ada bahan itu berkualiti, dan kejuruteraan menentukan sama ada produk itu stabil.

Untuk industri kepala sejuk, bahan, filem saponifikasi fosforus, pelinciran, acuan, peralatan dan proses pembentukan bukanlah beberapa faktor yang bebas antara satu sama lain, tetapi sistem yang digabungkan antara satu sama lain. Bahan tersebut memenuhi piawaian, yang hanya menunjukkan bahawa ia mempunyai syarat asas untuk memasuki proses pembuatan. Bahan kepala sejuk yang benar-benar baik harus menunjukkan keupayaan pembentukan yang stabil, berulang, dan turun naik yang rendah di bawah rawatan permukaan, acuan, pelinciran dan keadaan peralatan yang wajar. Oleh itu: Mematuhi piawaian adalah titik permulaan pengurusan kualiti; mematuhi proses adalah akhir pembuatan yang stabil.

Piawaian dan asas rujukan

Sistem standard yang terlibat dalam artikel ini termasuk:  SAE J403: Sistem komposisi kimia keluli karbon SAE;  ASTM A510/A510M: Keperluan umum untuk wayar dan wayar bulat kasar;  JIS G 3507: Kawat keluli karbon dan dawai keluli untuk kepala sejuk;  EN 10263: Keluli untuk kepala sejuk dan penyemperitan sejuk;  ISO 4967: Penilaian mikroskopik kemasukan bukan logam dalam keluli;  ISO 3887: Penentuan kedalaman lapisan dekarbonisasi keluli;  ASM Handbook, Volume 14A:Metalworking: Bulk Forming, rujukan kejuruteraan yang berkaitan dengan kepala sejuk, penyemperitan sejuk dan pembentukan isipadu. Harus diingat bahawa bahan yang berbeza, produk yang berbeza, dan perjanjian teknikal pelanggan yang berbeza mungkin menggunakan item dan had pemeriksaan yang berbeza. Pembekalan dan penilaian khusus harus berdasarkan pada standard pesanan yang ditentukan dan keperluan teknikal pelanggan.

Mengenai Creation Group

Creation Group memberi tumpuan kepada wayar kepala sejuk, wayar berbentuk khas dan penyelesaian bahan membentuk sejuk mewah. Tugas kami bukan hanya untuk menghasilkan bahan untuk "mematuhi piawaian", tetapi juga untuk membantu pelanggan mencapai pengeluaran kepala sejuk yang lebih stabil melalui kawalan kolaboratif struktur bahan, rawatan permukaan, ketepatan dimensi, sifat mekanik dan proses pembentukan sebenar pelanggan. Pembekal bahan yang benar-benar baik bukan sahaja menyediakan gulungan dawai keluli yang berkelayakan, tetapi juga memahami apa yang akan berlaku setelah gegelung keluli memasuki acuan.