COLD FORMING MATERIALS

Почему материал квалифицирован, а холодная обмка все еще вызывает проблемы?

MATERIALSENGINEERINGCREATION GROUP

Последние новости · fastener-wire.com ↗

В холодной промышленности многие компании столкнулись с аналогичными ситуациями:

В той же партии материалов материалы доказали, что химический состав соответствует стандарту, механические свойства соответствуют стандарту, размеры также соответствуют требованиям, и даже результаты сторонних испытаний все квалифицированы. Однако после того, как материал действительно входит в производство холодного производства, все еще могут возникнуть такие проблемы, как растрескивание, складывание, недостаточное заполнение R-углов, ненормальный срок службы пресс-формы и колебания размера продукта.

В настоящее время первая реакция многих людей часто таков: есть ли проблема с материалами?

На самом деле, эта проблема не может быть просто связана с качеством материала. Точнее, это разница между стандартом продукта и инженерным применением **. Критерии в основном отвечают: Является ли эта партия материалов квалифицированной? Что действительно беспокоит проект холодной высадки: Может ли эта партия материалов производиться в течение длительного времени, стабильно и с низким уровнем колебаний в рамках моего оборудования, пресс-форм, условий смазки и процесса формования? Эти два вопроса не одно и то же.

Что именно контролируют стандарты материалов?

I. Что именно регулируется стандартами на материалы? Независимо от того, является ли система SAE, JIS, EN, ASTM или ISO, основная роль стандартов материалов заключается в том, что они должны соответствовать основным техническим требованиям. Для материалов для холодной обработки и холодной экструзии стандарты обычно включают следующее:  Химический состав;  Размер и допустимые отклонения;  Механические свойства; Масса поверхности;  Статус доставки; Метод проверки; Обезуглероживание, включения, ткани или другие дополнительные технические требования в конкретных случаях. Например, SAE J403 в основном определяет систему химического состава углеродистой стали SAE, JIS G 3507 используется для холодной и плоской проволоки из углеродистой стали и стальной проволоки, серия EN 10263 используется для холодной и холодной экструзии стали, ISO 4967, ISO 3887 и т. Д. Используется для оценки неметаллических включений и глубины обезуглероживания. Эти стандарты очень важны, потому что они устанавливают общий язык качества материалов. Но также должно быть ясно: Стандарты на материальную продукцию предусматривают технические условия, которым должен соответствовать материал, а не гарантию того, что «холодная обработка должна быть успешной» под определенной частью, набором пресс-форм и определенным оборудованием. Таким образом, материал соответствует стандарту, и можно только указать, что материал соответствует требованиям, установленным соответствующим стандартом или техническим соглашением. Он не может автоматически приравнять к: Этот набор материалов обязательно подходит для всех процессов холодной обработки.

Во-вторых, холод-это систематический проект, а не отдельный индикатор материала

Холодная обработка-это, по сути, процесс объемного формования, при котором металл имеет большие пластические деформации при комнатной температуре или в условиях, близких к комнатной температуре. Материал будет подвергаться одновременному сжатию, радиальному потоку, локальному растяжению, сдвигу и трению в форме. Стабильность формирования в конечном итоге зависит не только от самого материала, но и от всей системы изготовления. Эта система включает в себя как минимум:  Геометрическая структура продукта; Дизайн пресс-формы; Форма закругленные углы; Шаг формования; Объем однопроходной деформации; Общее количество деформации; Коаксиальный уровень формы; Жесткость оборудования; Скорость формирования; Температура формы;  Состояние смазки; Начальное сечение материала;  Состояние доставки до холодной высадки. Таким образом, один и тот же рулон материала, на разных предприятиях, на разных устройствах и даже на разных пресс-формах, вполне может демонстрировать различную устойчивость к холодному воздействию. Вот почему холодная проблема не может быть просто запрошена: Материалы не соответствуют требованиям? Необходимо также продолжать спрашивать: Соответствие между материалами, обработкой поверхности, пресс-формами, оборудованием, смазкой и процессом?

В-третьих, материальные факторы, которые действительно влияют на стабильность холода и высадки, гораздо больше, чем бренд

Многие закупки и инженеры привыкли спрашивать: Это SCM435? Это SWRCH22A? Превышен ли химический состав? Эти вопросы, конечно, важны, но бренд является лишь частью идентичности материала. Есть также следующие ключевые факторы, которые действительно определяют производительность холода. 1. Стабильность химического состава и сегрегация Один и тот же бренд допускает определенный диапазон ингредиентов. Даже если обе партии материалов соответствуют стандарту, фактическое положение таких элементов, как C, Mn, Cr, Mo, B и т. д., может привести к различным сопротивляемости деформации, реакции сферического отжига и последующей термообработки. Для больших размеров, высокой деформации или высокопрочных крепежных элементов особое внимание уделяется сегрегации центра, ткани полосы и неоднородности состава. Таким образом, холодные материалы действительно преследуют не только: Состав квалифицирован. Вместо этого: Состав стабилен. 2. Чистота стали и неметаллические включения Неметаллические включения являются компонентами, которых нельзя полностью избежать при выплавке стали. Для материалов общего назначения определенный уровень включений может полностью соответствовать стандарту, но для холодных деталей с высокой деформацией, автомобильных деталей безопасности или деталей, чувствительных к усталости, локальных толстых, длинных или кластерных включений может стать место появления трещин. Таким образом, ценность ISO 4967, GB/T 10561 и других методов оценки включений не только «составление рейтингового отчета», но и помогает инженерам судить: Существует ли внутри материала источник дефектов, который неблагоприятен для последующей большой пластической деформации. 3. Сферические ткани Для таких материалов, как среднеуглеродистая сталь, легированная сталь и подшипниковая сталь, состояние шарнирования и отжига напрямую влияет на производительность холодного формования. Что действительно беспокоит в проекте, так это не просто число «скорости сферизации», а: Является ли карбид маленьким и однородным; Существуют ли крупные карбиды; Существует ли явная лентообразная ткань; Является ли ферритная матрица однородной;  Согласован ли центр сечения с поверхностной тканой. Недостаточная сферизация увеличит сопротивление деформации. Неравномерная сфероизация может привести к различиям в потоке материала в разных местах. Таким образом: Коэффициент сферизации-это только один из результатов, а равномерность организации-это ядро, на которое действительно необходимо обратить внимание в проекте холодной обработки. 4. Качество поверхности и обезуглероживание Материал для холодной обработки очень чувствителен к поверхностным дефектам. Потому что во время холодной обработки поверхностный материал обычно имеет большой пластический поток. Если само сырье имеет трещины, складки, царапины, вдавливания, чрезмерное травление или локальное обезуглероживание, эти дефекты могут быть дополнительно усилены при последующей деформации. Особенно поверхностные трещины и складки, которые опасны: Они могут быть не заметны на этапе обнаружения материала, но быстро расширяются во время больших деформаций. Таким образом, для высокозатратных холодных деталей недостаточно просто взглянуть на прочность при растяжении и твердость. 5. вытягивание состояния обработки Линия холодной укладки обычно проходит один или несколько вытягиваний. Потягивание не только меняет размер, но также приводит к закалке обработки, остаточному напряжению, плохой твердости поверхностного слоя и сердечника, ориентации ткани и изменениям состояния поверхности. Следовательно, даже если исходные диски абсолютно одинаковы, разные коэффициенты уменьшения поверхности, разные конструкции дорожек, разные углы пресс-формы и разные условия смазки могут привести к различным характеристикам холодной высадки готовой проволоки. Вот почему: Фактические показатели одного и того же основного металла сталелитейного завода, холодной и облицовочной нити, производимой различными реструктуризированными заводами, могут быть совершенно разными.

В-четвертых, две часто недооцениваемые инженерные переменные: мыльная пленка с фосфором и оборудование/способность плесени

Если мы говорим только об организации материалов, а не о смазке и оборудовании, мы все равно не завершим проблему холода. Во время процесса холодной обработки материал и пресс-форма находятся в состоянии высокого контактного давления, большой пластической деформации и непрерывного трения. В это время ** эксплуатационные возможности системы поверхностной смазки и оборудования/пресс-формы ** будут напрямую влиять на то, может ли материал течь плавно. 1. Фосфорное омыление кожи: не так просто, как «на поверхности есть пленка» Стальные холодные и обшитые провода обычно используют фосфатирование и омыление для формирования композитной системы смазки. В проекте действительно превосходная мыльная пленка с фосфором должна иметь смазывающую способность, пластичность, герметичность, однородность, силу сцепления и способность хранить масло/мыло. Смазывающая способность Основная роль смазывающей способности заключается в снижении трения и сопротивления сдвигу между материалом и пресс-формой. Когда смазывающая способность недостаточна, местное трение будет значительно увеличиваться, что приведет к увеличению нагрузки на холод, увеличению температуры поверхности, увеличению износа пресс-формы, блокированию потока материала и даже к локальному растяжению, укусу и растрескиванию. Таким образом, смазка не является вспомогательным условием, а является частью системы формования для холодной лопасти с высокой степенью деформации. Податливость Во время холодной обработки площадь поверхности материала значительно изменяется. Если сама пленка слишком хрупкая, она растрескивается, порошкообразно или сильно падает сразу после того, как материал вступает в стадию пластической деформации, и последующий процесс легко превращается в локальное сухое трение. Следовательно, хорошая система омыления фосфором должна быть не только «увлажнена», но также должна быть способна в определенной степени деформироваться вместе с подложкой. Другими словами: Хорошая пленка не может быть красивой только в статическом состоянии, но также должна быть эффективной после деформации. Конфиденциальность и однородность Если фосфатированная кожная пленка является слишком тонкой, слишком грубой, неравномерной кристаллизацией или имеет место утечка покрытия, это приведет к неравномерному распределению смазки. Результатом часто является не то, что весь продукт выходит из строя одновременно, а то, что: Местное трение внезапно возрастает. Что больше всего боится холода, так это именно эта локальная нестабильность. Следовательно, оценка пленки должна не только смотреть на средний вес пленки, но также обращать внимание на то, является ли покрытие поверхности непрерывным, является ли зерна однородным, существует ли локальный дефицит пленки, подходит ли шероховатость поверхности для последующего омыления, а также на то, является ли головка, средняя часть и хвост той же катанки., Сила связывания Если фосфатный слой и омыляющий слой имеют недостаточную силу связывания с матрицей, они будут падать во время первого формования, и условия смазки на последующих участках будут быстро ухудшаться. Недостаточная сила сцепления обычно проявляется в виде порошков, большого удаления пленки, порошка в форме, вытягивания волос, кусающей формы и ненормального износа формы. Таким образом, высокая необходимость обработки поверхности холодной и обмотанной проволоки зависит не только от наличия пленки, но и от: Может ли пленка оставаться на поверхности материала при высоком контактном давлении. Способность хранить масло/мыло Ценность фосфатирующего слоя также заключается в том, что он может обеспечить определенную нагрузку и пространство для хранения смазочной среды. Хорошая структура фосфатирования позволяет омыляющим слоям функционировать более непрерывно в холодном процессе, а не быстро истощаться после первой деформации. Итак: Фосфатирование является не конечной смазкой, а базовым носителем системы смазки. Действительно эффективная система контроля трения состоит из состояния поверхности основы, фосфатирующего слоя, омыленного слоя и смазки формы **. 2. Смазывающая способность оборудования и пресс-форм Даже если поверхность материала уже имеет хорошую омыленную фосфором пленку, нельзя считать, что проблема смазки полностью решена. В непрерывном и высокоскоростном процессе холодной высадки сама пресс-форма все еще должна иметь стабильную способность подачи смазки. Проект должен быть сосредоточен на: Может ли смазка эффективно достигать областей высокой деформации; Устойчив ли смазка; Существует ли затухание смазки между несколькими поинами;  Есть ли колебания вязкости смазки из-за изменений температуры; Есть ли мертвая зона смазки внутри формы;  Есть ли время для пополнения смазочных материалов при высокоскоростном производстве? Для высокопрочных материалов, больших деформированных деталей и многоразностных деталей недостаточная смазка часто проявляется в виде ненормальной нагрузки на формование, растяжения поверхности продукта, увеличения температуры формы и быстрого снижения срока службы формы, а затем может развиваться в растрескивание. Следовательно: Чтобы судить о стабильности холода, мы должны не только спросить, есть ли в материале фосфорное омыление, но и спросить, может ли система смазки всего оборудования продолжать работать. 3. Потенциал контроля температуры формы Холодная обводка называется «холодная» обводка, что не означает, что форма всегда поддерживает комнатную температуру во время непрерывного производства. В реальном высокоскоростном производстве большое количество пластической деформации и трения в конечном итоге преобразуется в тепло. Если тепло не может быть удалено вовремя, локальная температура формы будет постепенно увеличиваться. Это повышение температуры будет дополнительно влиять на вязкость смазки, коэффициент трения, размер пресс-формы, прочность материала пресс-формы, срок службы пресс-формы и согласованность размеров продукта. Особенно в условиях высокоскоростного непрерывного производства, действительно важно не то, какова температура формы в определенный момент, а: Может ли форма установить стабильный тепловой баланс. Если температура пресс-формы полностью отличается при 1000 штук до запуска и непрерывном производстве 100 000 штук, то даже если материал полностью одинаков, состояние продукта может дрейфовать. Следовательно, оборудование для холодной высадки высокого уровня должно не только «быстро ударить», но и обладать стабильной смазывающей способностью, способностью рассеивания тепла и способностью контроля теплового баланса. 4. Структура пресс-формы, жесткость и коаксиальный Во время холодной обработки материал должен течь в высоко контролируемом пространстве. Если конструкция пресс-формы является необоснованной, например, если угол закругки слишком мал, локальная деформация сконцентрирована, однопроходная скорость уменьшения поверхности слишком высока или путь потока материала слишком длинный, это может привести к резкой концентрации локальной деформации. В то же время, если оборудование или система пресс-формы имеют недостаточную точность ползуна, различные оси пресс-формы, недостаточную жесткость оборудования или слишком большой направляющий зазор, материал будет испытывать эксцентричное усилие. В этом случае локальная концентрация напряжений и аномальное растрескивание могут возникать, даже если сам материал полностью соответствует стандарту. Итак: Та же партия материалов, стабильное производство на одном устройстве, аномалия на другом, не редкость. Это не обязательно означает, что у кого-то «есть проблема», но это означает, что холодный обмод-это систематический проект.

V. Почему материал соответствует стандарту и все еще может не соответствовать определенному процессу холодной обработки?

Ответ на самом деле ясен. Потому что стандарт материала в основном определяет: Какие требования должны быть в самом материале. Фактическое холодное производство сталкивается с: Поверхностная обработка материала Смазка пресс-формы оборудование температурный маршрут Структура продукта Системы производства, которые составляют вместе. Следовательно: Соответствие стандарту является одним из необходимых условий для входа в холодное производство, но для достижения стабильного холодного производства необходимо, чтобы вся производственная система была согласована вместе. Оба можно просто понимать как:

В-шестых, понимание Creation Group: поставки материалов не могут быть остановлены на доказательство материалов

Многие поставщики материалов обеспокоены: Материал не соответствует стандарту. И для поставщиков материалов, которые действительно ориентированы на клиентов с высокими требованиями, они должны продолжать двигаться вперед: Как этот рулон материала будет работать после того, как он попадет в форму клиента? Поэтому в процессе разработки и поставки материалов для холодной обработки Creation Group не только уделяет внимание химическим компонентам C, Mn, Si, Cr, Mo и т. Д., Но также будет сочетать конкретные продукты и процессы клиентов для дальнейшего внимания: Сферическая ткань и ее однородность;  Неметаллические включения; Обезуглероживание и состояние поверхности; Скорость вытягивания и уменьшения поверхности и обработки; Равномерность, уплотнение и сила связывания фосфатированной оболочки; Эффект омыления смазки и пластичность пленки; Объем холодной деформации клиента; Дизайн формовочной позиции; Условия смазки пресс-формы; Скорость оборудования и тепловое состояние пресс-формы; To Требования к последующей термообработке. Потому что для холодных материалов, которые действительно ценны, это не так: Отчетность квалифицирована. Вместо этого: Клиенты могут стабильно производить в течение длительного времени. Между этими двумя предложениями есть разница между поставкой материалов и материальной инженерией.

Точка зрения инженера: стандарт определяет, являются ли материалы квалифицированными, а проект определяет, является ли продукт стабильным.

Для индустрии холодной обработки материалы, мыльная пленка с фосфором, смазка, пресс-формы, оборудование и процесс формования-это не несколько факторов, которые независимы друг от друга, а набор взаимосвязанных систем. Материал соответствует стандарту, только чтобы показать, что он имеет основные условия для входа в производственный процесс. Действительно превосходные холодные материалы должны демонстрировать стабильную, воспроизводимую и низкую способность к формованию при разумных условиях обработки поверхности, формы, смазки и оборудования. Следовательно: Соответствие стандартам является отправной точкой управления качеством, соответствие процессу является конечной точкой стабильного производства.

Стандарты и справочные основы

Стандартные системы, рассмотренные в этой статье, включают в себя:  SAE J403: система химического состава углеродистой стали SAE; ASTM A510/A510M: универсальные требования к проволоке и проволоке; JIS G 3507: проволока и стальная проволока из углеродистой стали для холодной обработки;  EN 10263: сталь для холодной обработки и холодной экструзии; ISO 4967: микроскопическая оценка неметаллических включений в стали; ISO 3887: определение глубины обезуглероживания стали;  ASM Handbook, Volume 14A:Metalworking: Bulk Forming, Технические ссылки на холодную обводку, холодную экструзию и объемную формование. Следует отметить, что разные материалы, разные продукты и разные клиентские технические соглашения могут использовать разные элементы проверки и ограничения. Конкретная поставка и оценка должны основываться на стандартах заказа и технических требованиях заказчика.

О Creation Group

Creation Group специализируется на холодных и обводненных проволоках, проволоках и решениях для высококачественных холодных формованных материалов. Наша работа заключается не только в том, чтобы производить материалы до «соответствия стандартам», но и в том, чтобы помочь клиентам достичь более стабильного холодного производства за счет скоординированного контроля организации материалов, обработки поверхности, точности размеров, механических свойств и фактического процесса формования клиентов. Действительно превосходный поставщик материалов не только предоставляет рулон квалифицированной стальной проволоки, но и понимает, что произойдет после того, как этот рулон стальной проволоки попадет в форму.