Išsamus nerūdijančio plieno štampavimo technologijos paaiškinimas

Nerūdijančio plieno štampavimas yra pagrindinis procesas šiuolaikinio tikslaus metalo apdirbimo srityje. Jis daugiausia remiasi tiksliomis formomis ir slėgine įranga, kad nerūdijančio plieno plokštėms būtų pritaikyta stabili ir valdoma mechaninė išorinė jėga, sukelianti plastikinę deformaciją arba fizinį žaliavų atskyrimą, taip apdorojant įvairių specifikacijų ir sudėtingų struktūrų pramonines tikslias dalis. Skirtingai nuo įprasto anglinio plieno štampavimo, nerūdijantis plienas turi didesnį kietumą ir ypatingesnes formavimo charakteristikas, taip pat turi griežtesnius reikalavimus dėl formų derinimo, proceso parametrų ir įrangos tikslumo. Tradiciškai apdorotų lakštų storis pramonėje yra stabilus nuo 0,1 mm iki 6 mm. Remiantis brandžia CNC štampavimo technologija, gatavų gaminių matmenų tikslumas gali siekti ± 0,05 mm, o bendra paviršiaus apdaila yra puiki. Daugumai gatavų gaminių po formavimo antrinio poliravimo nereikia. Jis gali efektyviai masiškai gaminti{9}}įvairių tipų sudėtingus geometrinius konstrukcinius komponentus ir yra pagrindinis aukštos kokybės nerūdijančio plieno štampuotų dalių gamybos procesas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nerūdijantis plienas yra geležies{0}}lydinio tipas, kuriame chromo yra ne mažiau kaip 10,5 %. Pagrindinės jo savybės atsiranda dėl spontaniško tankios, skaidrios ir savaime gydančios chromo- oksido plėvelės paviršiaus susidarymo. Ši vos kelių nanometrų storio pasyvinimo plėvelė fiziškai izoliuoja netaurųjį metalą nuo išorinių korozinių terpių, todėl nerūdijantis plienas ilgą laiką išliks nerūdijantis atmosferoje, gėlame vandenyje ir įvairiose silpnai ėsdinančiose aplinkose. Skirtingai nuo įprasto anglinio plieno, kuris drėgnomis sąlygomis išskiria purų ir porėtą geležies oksidą (ty rūdis), nerūdijančio plieno oksido plėvelė po pažeidimo gali būti pakeista deguonies pagalba, o tai yra pagrindinis jos atsparumo korozijai šaltinis. Metalografinės struktūros požiūriu nerūdijantis plienas, naudojamas pramoninio štampavimo srityje, daugiausia skirstomas į tris pagrindinius tipus. Jų kristalų struktūrų skirtumai lemia skirtingą štampavimo elgesį ir taikymo ribas.

 

Austenitinis nerūdijantis plienas: pavaizduotas 304 ir 316 serijomis, jo kristalinė struktūra yra kubinė -centre ir kambario temperatūroje yra viena austenito fazė. Šio tipo nerūdijantis plienas yra ne-magnetinis ir geriausiai formuojasi iš visų nerūdijančiojo plieno tipų. Jis ypač tinka giliam tempimui, išsipūtimui ir sudėtingam lenkto paviršiaus štampavimui. Austenitinis nerūdijantis plienas negali būti sukietintas termiškai apdorojant, o jo stiprumą galima pagerinti tik apdorojant šaltu būdu -, t. y. naudojant štampavimo procesą. Įprasto austenitinio 304 klasės nerūdijančio plieno tempiamasis stipris atkaitintas yra apie 520–620 MPa, o pailgėjimas – 40–60%. Virtuvinės kriauklės, medicininiai indai ir įvairūs giliai{15}}ištempti konteineriai yra tipiški tokio tipo medžiagų laikikliai. Įprastoms elektrinėms ir mechaninėms konstrukcijų dalims 304 nerūdijančio plieno perforavimas yra labiausiai paplitęs proceso derinys, atsižvelgiant į gerą atsparumą korozijai ir formuojamumą.

 

Feritinis nerūdijantis plienas: pavaizduotas 409, 430 ir 439, jo kristalinė struktūra yra kūno -centruota kubinė, magnetinė ir jame nėra nikelio arba yra tik nedidelis nikelio kiekis. Feritinio nerūdijančio plieno formavimas yra mažesnis nei austenitinio plieno, tačiau jis plačiai naudojamas scenarijuose, kuriems reikalingas atsparumas korozijai ir atsparumas aukštai temperatūrai, pavyzdžiui, automobilių išmetimo sistemos, skalbimo mašinos vidinės statinės ir orkaitės komponentai. Paprastai jie kainuoja pigiau nei austenitinis nerūdijantis plienas ir yra mažiau jautrūs chlorido korozijos įtrūkimams. Feritinis nerūdijantis plienas taip pat nėra sukietinamas termiškai apdorojant ir turi lėtesnį kietėjimo greitį šaltuoju būdu.

 

Martensitinis nerūdijantis plienas: jo anglies kiekis yra 410 ir 420, jo anglies kiekis yra daug didesnis nei ankstesnių dviejų kategorijų -paprastai nuo 0,15 % iki 0,40 %. Didelis anglies kiekis suteikia šiam plieno tipui galimybę termiškai apdoroti grūdinimą ir grūdinimą. Termiškai -apdoroto martensitinio nerūdijančio plieno kietumas gali siekti daugiau nei 50 HRC, o tai tinka tokioms dalims kaip peiliai, chirurginiai instrumentai, skutimosi peiliukai ir guolių rutuliukai, kuriems taikomi griežti kraštų išlaikymo arba atsparumo dilimui reikalavimai. Tačiau reikia pažymėti, kad martensitinio nerūdijančio plieno štampavimo savybės yra ribotos; vidutinio lenkimo ir negilaus tempimo vis tiek galima atlikti atkaitintoje būsenoje, tačiau gilus tempimas ir sudėtingas formavimas turi būti baigti prieš terminį apdorojimą. Renkantis nerūdijančio plieno štampuotų dalių medžiagas, reikia suderinti{11}}atsparumą korozijai, formavimo sudėtingumą, stiprumo reikalavimus ir kainą: austenitas pasižymi geriausiu formavimu, feritas – geriausiu ekonomiškumu, o martensitas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Didelis nerūdijančio plieno ir įprasto anglinio plieno štampavimo skirtumas atsiranda dėl didesnio stiprumo, ryškesnio polinkio sukietėti ir unikalių spyruoklinių savybių. Didesnis atsparumas deformacijai: 304 nerūdijančio plieno takumo riba yra apie 200–300 MPa, o tempimo stipris viršija 520 MPa, kurie abu yra didesni nei įprasto mažai anglies turinčio plieno. Tai reiškia, kad štampavimo jėga, reikalinga tos pačios formos nerūdijančio plieno detalėms štampuoti, yra žymiai didesnė, o tai kelia didesnius reikalavimus preso talpai ir standumui. Taip pat didėja pelėsių patiriamas kontaktinis įtempis, greitėja darbinės dalies dilimas. Todėl nerūdijančio plieno štampavimo formos dažniausiai yra pagamintos iš miltelių pavidalo greitabėgio plieno{8}} arba cementuoto karbido ir yra padengtos titano nitridu arba deimantu{9}}kaip anglies danga.

 

Reikšmingas kietėjimo efektas: vykstant austenitinio nerūdijančio plieno plastinės deformacijos procesui, veide esančioje -centrinėje kubinėje grotelėje susidaro daug išnirimų ir deformacijų dvynių, todėl smarkiai padidėja medžiagos stiprumas ir sumažėja plastiškumas. Ši charakteristika turi dvi puses: giluminio tempimo procese apdirbamas grūdinimas gali padėti šoninei sienelei atsispirti plonėjimui ir įtrūkimams bei pasiekti tolygesnį sienelės storio pasiskirstymą, tačiau formuojant daugialypį-ar scenarijus, kai reikia vietinės antrinės deformacijos, dėl darbinio sukietėjimo medžiaga gali per anksti įtrūkti. Inžinerijos srityje ši problema dažnai pašalinama kontroliuojant vienos deformacijos dydį, pridedant atkaitinimo apdorojimą tarp procesų arba pasirenkant lengvai --formuojamas rūšis, kuriose yra vario ir kitų legiravimo elementų (pvz., 304Cu).

 

Reikšmingas spyruoklinis elgesys: nerūdijančio plieno tamprumo modulis yra apie 193–200 GPa, o tai panašus į anglinio plieno, tačiau dėl didesnio takumo stiprumo elastinio atsistatymo įtempis vienam deformacijos vienetui yra didesnis. Po lenkimo ir formavimo nerūdijančio plieno dalių spyruoklės kampas paprastai yra 20–50% didesnis nei tos pačios specifikacijos anglinio plieno dalių. Skirtingų tipų atstūmimo greitis gali skirtis iki 15 % - austenitinio nerūdijančiojo plieno atsparumas paprastai yra didesnis nei ferito, o apdirbimo -sugrūdintos būsenos atsparumas yra didesnis nei atkaitinto. Įprasti spyruoklės kompensavimo metodai apima išankstinį lenkimo kampo nustatymą formoje, slėgio briaunų nustatymą lenkimo šaknyje, kad susidarytų gniuždomoji plastikinė deformacija, arba formavimo stoties, skirtos kampo korekcijai po lenkimo, nustatymas.

 

Pelėsių sukibimas ir polinkis braižytis: nerūdijančiojo plieno ir forminio plieno suvirinimas yra linkęs į šaltą suvirinimą esant aukšto-slėgio trinties sąlygoms, t. y. mažos nerūdijančio plieno dalelės pereina ir prilimpa prie formos paviršiaus, sudarydamos užtaisytą{1}}kraštą. Šie lipnukai subraižys detalės paviršių vėlesnio štampavimo metu ir suformuos piešimo žymes, o tai yra nepriimtinas defektas virtuvės, vonios ir dekoratyvinių dalių, kurioms reikalinga veidrodinė išvaizda. Sprendimai: formų darbinės dalies poliravimo lygio pagerinimas iki veidrodinio paviršiaus (Ra Mažiau arba lygus 0,1 mikrono), parinkimas miltelių pavidalo greitaeigių plieninių formų medžiagų, turinčių vanadžio, dengimas DLC arba CrN dangomis ir specialios štampavimo alyvos, turinčios didelio slėgio priedų, naudojimas. Gaminant OEM nerūdijančio plieno štampavimo dalis, dėl aukščiau nurodytų techninių iššūkių poveikio reikia atlikti pakankamą pelėsių bandymo patikrinimą ir optimizuoti parametrus proceso kūrimo etape, o ne tiesiog taikyti anglies plieno štampavimo proceso patirtį.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Virtuvės, vonios ir buitinė technika: nerūdijančio plieno kriauklės, viryklių plokštės, gartraukių dūmų surinkimo kameros, indaplovės įdėklas, mikrobangų krosnelės durelių rėmai, šaldytuvų vyriai ir durų rankenos - dauguma šių kasdienių buitinių prietaisų metalinių dalių gaminamos štampavimo būdu. Virtuvės ir vonios reikmenys kelia itin aukštus reikalavimus nerūdijančio plieno štampų paviršiaus kokybei. Bet kokie įbrėžimai, piešiniai, įdubimai ar apelsino žievelės defektai turės įtakos išvaizdos įvertinimui. Todėl formų priežiūros dažnis yra didesnis nei pramoninių konstrukcinių dalių, o paviršiui apsaugoti dažnai naudojamos dengtos nerūdijančio plieno žaliavos.

 

Medicinos ir farmacijos prietaisai: chirurginių instrumentų padėklai, sterilizavimo dėžės, sterilūs darbastalio komponentai, medicininių vežimėlių priedai ir diagnostikos įrangos korpusai bei stovai. Medicinos srityje taikomi griežti nerūdijančio plieno štampavimo dalių higieninių savybių reikalavimai - medžiaga turi būti ne-akyta struktūra, kad būtų išvengta bakterijų, ir mažas paviršiaus šiurkštumas, kad būtų lengviau valyti ir dezinfekuoti. Austenitiniai 304 ir 316 yra pagrindinės medicinos srities medžiagos. Paprastai po štampavimo jie yra elektrochemiškai poliruojami, kad paviršius būtų ryškus ir švarus, o pasyvavimo plėvelėje būtų pašalinti nešvarumai. Automobilių pramonė: šilumos skydai ir kronšteinai išmetimo sistemoms, variklio sandarinimo tarpinės, degalų bako dirželiai, valytuvų švaistikliai, mažos štampuojamos detalės sėdynių reguliavimo mechanizmuose, oro pagalvių korpusai ir akumuliatoriaus spaustukai. Automobiliuose keliami aukšti reikalavimai nerūdijančio plieno štampavimo dalių atsparumui karščiui ir atsparumui vibracijai. Ferito serijos (409, 439) dominuoja išmetimo sistemose, o austenitinės serijos dažniau naudojamos važiuoklėse ir tvirtinimo detalėse, kurioms reikalingas didesnis atsparumas korozijai.

 

Elektroninė ir ryšių įranga: mobiliųjų telefonų viduriniai rėmeliai, planšetinių kompiuterių korpuso konstrukcinės dalys, baterijų dėklai, SIM kortelių laikikliai, antenos skeveldros ir ekranavimo dangteliai. Elektroniniams gaminiams keliami griežti nerūdijančio plieno štampavimo dalių matmenų tikslumo ir plokštumo reikalavimai. Tolerancija dažnai kontroliuojama ±0,03 mm, o partijos yra didelės ir greitai atnaujinamos. Štampavimo formos turi turėti ilgą tarnavimo laiką ir greitai pakeisti. Pramoninė įranga ir konstrukcija: durų plokštės ir valdymo spintų staktos, konvejerių grandinių priedai, pastato užuolaidų sienelių jungtys, fotovoltinių modulių rėmai ir jungčių mazgai žemės drebėjimui atspariuose laikikliuose. Tokiose programose pirmenybė teikiama nerūdijančio plieno štampų stiprumui ir atsparumui oro sąlygoms, o ne paviršiaus estetikai. Kinijos gamyklos kainų nerūdijančio plieno štampavimo dalių konkurencingumas pirmiau minėtose srityse priklauso ne tik nuo vienos dalies kainos, bet ir nuo visapusiškos pelėsių naudojimo trukmės ir laužo kiekio kontrolės.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Jei reikia įvertintilakštinio metalo štampavimo detalėssprendimus arba paprašykite savo projekto pavyzdžių, užpildykite žemiau esančią užklausos formą, kad praneštumėte mums apie brėžinius, medžiagos klasę ir metinį poreikį. Inžinierių komanda per darbo dienas pateiks proceso galimybių analizę ir sąmatą.