Ultra yüksek mukavemetli çelik (alüminyum) için yüksek hızlı sıcak presleme üretim hattı
Başlıca özellikler
Üretim hattı, sıcak presleme teknolojisinin uygulanması yoluyla otomotiv parçalarının üretim sürecini optimize etmek üzere tasarlanmıştır. Asya'da sıcak presleme, Avrupa'da ise presle sertleştirme olarak bilinen bu işlem, ham malzemenin belirli bir sıcaklığa ısıtılmasını ve ardından hidrolik pres teknolojisi kullanılarak ilgili kalıplara basınç uygulanarak istenen şeklin elde edilmesini ve metal malzemenin faz dönüşümüne uğramasını içerir. Sıcak presleme tekniği, doğrudan ve dolaylı sıcak presleme yöntemleri olarak sınıflandırılabilir.
Avantajlar
Sıcak preslenmiş yapısal bileşenlerin en önemli avantajlarından biri, mükemmel şekillendirilebilirlik özellikleridir; bu da olağanüstü çekme dayanımına sahip karmaşık geometrilerin üretilmesine olanak tanır. Sıcak preslenmiş parçaların yüksek mukavemeti, daha ince metal levhaların kullanılmasını sağlayarak, yapısal bütünlüğü ve çarpışma performansını korurken bileşenlerin ağırlığını azaltır. Diğer avantajlar şunlardır:
Azaltılmış Eklemleme İşlemleri:Sıcak presleme teknolojisi, kaynak veya bağlantı işlemlerine olan ihtiyacı azaltarak verimliliği artırır ve ürün bütünlüğünü iyileştirir.
Geri yaylanma ve çarpılma en aza indirildi:Sıcak presleme işlemi, parçanın geri yaylanması ve çarpılması gibi istenmeyen deformasyonları en aza indirerek hassas boyut doğruluğunu sağlar ve ek işleme ihtiyacını azaltır.
Daha Az Parça Hatası:Sıcak presleme yöntemiyle üretilen parçalar, soğuk şekillendirme yöntemlerine kıyasla çatlak ve yarılma gibi daha az kusur gösterir; bu da ürün kalitesinin artmasına ve atık miktarının azalmasına yol açar.
Daha Düşük Pres Tonajı:Sıcak presleme, soğuk şekillendirme tekniklerine kıyasla gereken pres tonajını azaltarak maliyet tasarrufu ve üretim verimliliğinde artış sağlar.
Malzeme Özelliklerinin Özelleştirilmesi:Sıcak presleme teknolojisi, parçanın belirli bölgelerine göre malzeme özelliklerinin özelleştirilmesine olanak tanıyarak performansı ve işlevselliği optimize eder.
Geliştirilmiş Mikro Yapısal İyileştirmeler:Sıcak presleme, malzemenin mikro yapısını iyileştirme olanağı sunarak mekanik özelliklerini geliştirir ve ürün dayanıklılığını artırır.
Üretim Aşamalarının Basitleştirilmesi:Sıcak presleme, ara üretim aşamalarını ortadan kaldırır veya azaltır; bu da basitleştirilmiş bir üretim süreci, artırılmış verimlilik ve daha kısa teslim süreleri sağlar.
Ürün Uygulamaları
Yüksek Mukavemetli Çelik (Alüminyum) Yüksek Hızlı Sıcak Damgalama Üretim Hattı, otomotiv beyaz gövde parçalarının üretiminde geniş uygulama alanı bulmaktadır. Bu, binek araçlarda kullanılan direk aksamları, tamponlar, kapı kirişleri ve tavan rayı aksamlarını içerir. Ek olarak, sıcak damgalama ile mümkün kılınan gelişmiş alaşımların kullanımı, havacılık, savunma ve gelişmekte olan pazarlar gibi sektörlerde giderek daha fazla araştırılmaktadır. Bu alaşımlar, diğer şekillendirme yöntemleriyle elde edilmesi zor olan daha yüksek mukavemet ve daha düşük ağırlık avantajları sunmaktadır.
Sonuç olarak, Yüksek Mukavemetli Çelik (Alüminyum) Yüksek Hızlı Sıcak Damgalama Üretim Hattı, karmaşık şekilli otomotiv gövde parçalarının hassas ve verimli üretimini sağlar. Üstün şekillendirilebilirlik, azaltılmış birleştirme işlemleri, minimum kusurlar ve geliştirilmiş malzeme özellikleri ile bu üretim hattı çok sayıda avantaj sunar. Uygulamaları, binek araçlar için beyaz gövde parçalarının üretimine kadar uzanır ve havacılık, savunma ve gelişmekte olan pazarlarda potansiyel faydalar sunar. Otomotiv ve ilgili sektörlerde olağanüstü performans, verimlilik ve hafif tasarım avantajları elde etmek için Yüksek Mukavemetli Çelik (Alüminyum) Yüksek Hızlı Sıcak Damgalama Üretim Hattına yatırım yapın.
Sıcak baskı nedir?
Sıcak presleme, Avrupa'da presle sertleştirme ve Asya'da sıcak presle şekillendirme olarak da bilinen, bir malzemenin belirli bir sıcaklığa ısıtılıp daha sonra ilgili kalıpta basınç altında preslenip soğutularak istenen şeklin elde edildiği ve metal malzemede faz dönüşümünün sağlandığı bir malzeme şekillendirme yöntemidir. Sıcak presleme teknolojisi, bor çeliği levhaların (başlangıç mukavemeti 500-700 MPa) östenitleştirme durumuna ısıtılmasını, yüksek hızlı presleme için kalıba hızla aktarılmasını ve parçanın kalıp içinde 27°C/s'den daha yüksek bir soğutma hızıyla soğutulmasını, ardından basınç altında bir süre bekletilmesini içerir; böylece homojen martensitik yapıya sahip ultra yüksek mukavemetli çelik bileşenler elde edilir.
Sıcak baskının avantajları
Geliştirilmiş nihai çekme dayanımı ve karmaşık geometriler oluşturma yeteneği.
Yapısal bütünlüğü ve çarpışma performansını korurken, daha ince sac levha kullanarak bileşen ağırlığını azalttık.
Kaynak veya sabitleme gibi birleştirme işlemlerine olan ihtiyacın azalması.
Parçanın geri yaylanması ve deformasyonu en aza indirildi.
Çatlak ve yarık gibi parça kusurları daha az görülür.
Soğuk şekillendirmeye kıyasla daha düşük pres tonajı gereksinimi.
Malzeme özelliklerini, parçanın belirli bölgelerine göre uyarlama yeteneği.
Daha iyi performans için geliştirilmiş mikro yapılar.
Daha az operasyonel adımla nihai ürüne ulaşmayı sağlayan, sadeleştirilmiş üretim süreci.
Bu avantajlar, sıcak presleme yöntemiyle üretilen yapısal bileşenlerin genel verimliliğine, kalitesine ve performansına katkıda bulunur.
Sıcak baskı hakkında daha fazla detay
1. Sıcak Damgalama ve Soğuk Damgalama Karşılaştırması
Sıcak presleme, çelik levhanın önceden ısıtılmasından sonra gerçekleştirilen bir şekillendirme işlemidir; soğuk presleme ise çelik levhanın önceden ısıtılmadan doğrudan preslenmesini ifade eder.
Soğuk presleme, sıcak preslemeye göre belirgin avantajlara sahiptir. Bununla birlikte, bazı dezavantajları da vardır. Sıcak preslemeye kıyasla soğuk presleme işlemiyle oluşan daha yüksek gerilimler nedeniyle, soğuk preslenmiş ürünler çatlama ve kırılmaya daha yatkındır. Bu nedenle, soğuk presleme için hassas presleme ekipmanına ihtiyaç duyulmaktadır.
Sıcak presleme, çelik levhanın preslemeden önce yüksek sıcaklıklara ısıtılması ve aynı anda kalıpta soğutulmasını içerir. Bu, çeliğin mikroyapısının tamamen martensit yapısına dönüşmesine yol açarak 1500 ila 2000 MPa arasında yüksek mukavemet sağlar. Sonuç olarak, sıcak preslenmiş ürünler, soğuk preslenmiş ürünlere kıyasla daha yüksek mukavemete sahiptir.
2. Sıcak Damgalama İşlem Akışı
Sıcak presleme, diğer adıyla "presle sertleştirme", 500-600 MPa başlangıç mukavemetine sahip yüksek mukavemetli bir sacın 880 ile 950°C arasındaki sıcaklıklara ısıtılmasını içerir. Isıtılan sac daha sonra kalıpta hızla preslenir ve soğutulur, bu da 20-300°C/s soğutma hızlarına ulaşılmasını sağlar. Soğutma sırasında östenitin martensit'e dönüşümü, parçanın mukavemetini önemli ölçüde artırarak 1500 MPa'ya kadar mukavemete sahip preslenmiş parçaların üretilmesine olanak tanır. Sıcak presleme teknikleri iki kategoriye ayrılabilir: doğrudan sıcak presleme ve dolaylı sıcak presleme.
Doğrudan sıcak preslemede, önceden ısıtılmış iş parçası, presleme ve soğutma için doğrudan kapalı bir kalıba beslenir. Sonraki işlemler arasında soğutma, kenar kesme ve delik açma (veya lazer kesim) ve yüzey temizleme yer alır.
Özellik 1: Sıcak damgalama işlem modu - doğrudan sıcak damgalama
Dolaylı sıcak presleme işleminde, ısıtma, sıcak presleme, kenar kesme, delik açma ve yüzey temizleme aşamalarına geçmeden önce soğuk şekillendirme ön şekillendirme adımı gerçekleştirilir.
Dolaylı sıcak presleme ve doğrudan sıcak presleme işlemleri arasındaki temel fark, dolaylı yöntemde ısıtmadan önce soğuk şekillendirme ön işleme adımının dahil edilmesidir. Doğrudan sıcak preslemede sac metal doğrudan ısıtma fırınına beslenirken, dolaylı sıcak preslemede soğuk şekillendirilmiş ön biçimli parça ısıtma fırınına gönderilir.
Dolaylı sıcak presleme işleminin akış süreci tipik olarak aşağıdaki adımları içerir:
Soğuk şekillendirme ön hazırlığı--Isıtma-Sıcak damgalama--Kenar kesme ve delik açma-Yüzey temizleme
Özellik 2: Sıcak damgalama işlem modu - dolaylı sıcak damgalama
3. Sıcak presleme için kullanılan başlıca ekipmanlar arasında ısıtma fırını, sıcak şekillendirme presi ve sıcak pres kalıpları bulunur.
Isıtma Fırını:
Isıtma fırını, ısıtma ve sıcaklık kontrol özelliklerine sahiptir. Yüksek mukavemetli levhaları belirli bir süre içinde yeniden kristalleşme sıcaklığına kadar ısıtarak östenitik bir duruma getirebilmektedir. Büyük ölçekli otomatik sürekli üretim gereksinimlerine uyum sağlayabilmelidir. Isıtılan kütük yalnızca robotlar veya mekanik kollar tarafından taşınabildiğinden, fırının yüksek konumlandırma hassasiyetine sahip otomatik yükleme ve boşaltma özelliğine sahip olması gerekmektedir. Ayrıca, kaplamasız çelik levhaları ısıtırken, kütüğün yüzey oksidasyonunu ve dekarbonizasyonunu önlemek için gaz koruması sağlamalıdır.
Sıcak Şekillendirme Presi:
Sıcak presleme teknolojisinin çekirdeğini pres oluşturur. Hızlı presleme ve tutma yeteneğine sahip olmasının yanı sıra hızlı bir soğutma sistemiyle donatılmış olması gerekir. Sıcak şekillendirme preslerinin teknik karmaşıklığı, geleneksel soğuk presleme preslerinin çok ötesindedir. Şu anda, bu tür preslerin tasarım ve üretim teknolojisine yalnızca birkaç yabancı şirket hakimdir ve bunların hepsi ithalata bağımlı oldukları için pahalıdırlar.
Sıcak Damgalama Kalıpları:
Sıcak presleme kalıpları hem şekillendirme hem de soğutma aşamalarını gerçekleştirir. Şekillendirme aşamasında, kütük kalıp boşluğuna beslendikten sonra, kalıp, malzemenin martensitik faz dönüşümüne uğramadan önce parça oluşumunun tamamlanmasını sağlamak için presleme işlemini hızla tamamlar. Daha sonra, soğutma aşamasına geçilir; burada kalıp içindeki iş parçasından gelen ısı sürekli olarak kalıba aktarılır. Kalıp içinde düzenlenmiş soğutma boruları, akan soğutucu madde aracılığıyla ısıyı anında uzaklaştırır. İş parçası sıcaklığı 425°C'ye düştüğünde martensitik-östenitik dönüşüm başlar. Martensit ve östenit arasındaki dönüşüm, sıcaklık 280°C'ye ulaştığında sona erer ve iş parçası 200°C'de çıkarılır. Kalıbın tutucu görevi, soğutma işlemi sırasında düzensiz termal genleşme ve büzülmeyi önlemektir; bu durum, parçanın şekil ve boyutlarında önemli değişikliklere ve hurdaya yol açabilir. Ek olarak, iş parçası ile kalıp arasındaki termal transfer verimliliğini artırarak hızlı soğutmayı teşvik eder.
Özetle, sıcak presleme için temel ekipmanlar arasında istenen sıcaklığa ulaşmak için bir ısıtma fırını, hızlı presleme ve tutma için hızlı soğutma sistemine sahip bir sıcak şekillendirme presi ve parçanın doğru şekilde şekillendirilmesini ve verimli soğutulmasını sağlamak için hem şekillendirme hem de soğutma aşamalarını gerçekleştiren sıcak presleme kalıpları yer almaktadır.
Sertleştirme soğutma hızı sadece üretim süresini değil, aynı zamanda östenit ve martensit arasındaki dönüşüm verimliliğini de etkiler. Soğutma hızı, oluşacak kristal yapının türünü belirler ve iş parçasının nihai sertleştirme etkisiyle ilişkilidir. Bor çeliğinin kritik soğutma sıcaklığı yaklaşık 30℃/s'dir ve ancak soğutma hızı kritik soğutma sıcaklığını aştığında martensitik yapının oluşumu en büyük ölçüde teşvik edilebilir. Soğutma hızı kritik soğutma hızından düşük olduğunda, iş parçasının kristalleşme yapısında bainit gibi martensitik olmayan yapılar ortaya çıkar. Bununla birlikte, soğutma hızı ne kadar yüksek olursa o kadar iyi olur; ancak soğutma hızı ne kadar yüksek olursa, şekillendirilmiş parçaların çatlamasına da yol açar ve makul soğutma hızı aralığı, parçaların malzeme bileşimine ve işlem koşullarına göre belirlenmelidir.
Soğutma borusunun tasarımı, soğutma hızının büyüklüğüyle doğrudan ilişkili olduğundan, soğutma borusu genellikle maksimum ısı transfer verimliliği perspektifinden tasarlanır; bu nedenle tasarlanan soğutma borusunun yönü daha karmaşıktır ve kalıp dökümü tamamlandıktan sonra mekanik delme ile elde edilmesi zordur. Mekanik işleme kısıtlamalarından kaçınmak için, kalıp dökümünden önce su kanallarının ayrılması yöntemi genellikle tercih edilir.
200℃ ile 880~950℃ arasında değişen şiddetli soğuk ve sıcak koşullar altında uzun süre çalıştığı için, sıcak presleme kalıbı malzemesinin iyi bir yapısal rijitliğe ve ısı iletkenliğine sahip olması, yüksek sıcaklıktaki kütük tarafından oluşturulan güçlü termal sürtünmeye ve düşen oksit tabakası parçacıklarının aşındırıcı yıpranma etkisine dayanabilmesi gerekir. Ayrıca, kalıp malzemesinin soğutma borusunun sorunsuz akışını sağlamak için soğutma sıvısına karşı iyi bir korozyon direncine sahip olması da önemlidir.
Kesme ve delme
Sıcak presleme sonrası parçaların mukavemeti yaklaşık 1500 MPa'ya ulaştığı için, pres kesme ve delme yöntemleri kullanıldığında ekipman tonaj gereksinimleri daha büyük olur ve kalıp kesme kenarı aşınması ciddi boyutlara ulaşır. Bu nedenle, kenarları ve delikleri kesmek için genellikle lazer kesim üniteleri kullanılır.
4. Yaygın sıcak presleme çeliği kaliteleri
Damgalama öncesi performans
Damgalama sonrası performans
Şu anda sıcak presleme çeliğinin yaygın kullanılan kalitesi B1500HS'dir. Preslemeden önce çekme dayanımı genellikle 480-800 MPa arasındadır ve preslemeden sonra çekme dayanımı 1300-1700 MPa'ya ulaşabilir. Yani, 480-800 MPa çekme dayanımına sahip çelik levha, sıcak presleme yöntemiyle yaklaşık 1300-1700 MPa çekme dayanımına sahip parçalar elde edilebilir.
5. Sıcak presleme çeliğinin kullanımı
Sıcak presleme yöntemiyle üretilen parçalar, otomobilin çarpışma güvenliğini önemli ölçüde artırabilir ve otomobil gövdesinin ağırlığının azaltılmasını sağlayabilir. Şu anda sıcak presleme teknolojisi, otomobilin ön ve arka aksları, tamponları, kapı kirişleri ve tavan rayları gibi beyaz gövde parçalarına uygulanmaktadır. Hafifletmeye uygun örnek parçalar için aşağıdaki Şekil 3'e bakınız.
Şekil 3: Sıcak baskıya uygun beyaz gövde bileşenleri
Şekil 4: Jiangdong Makine 1200 Ton Sıcak Damgalama Pres Hattı
Şu anda, JIANGDONG MACHINERY'nin sıcak pres hidrolik üretim hattı çözümleri oldukça olgun ve istikrarlı bir seviyededir ve Çin'in sıcak presleme alanında lider konumdadır. Ayrıca, Çin Makine Aletleri Birliği dövme makineleri şubesi başkan yardımcısı ve Çin Dövme Makineleri Standardizasyon Komitesi üyesi olarak, çelik ve alüminyumun ulusal süper yüksek hızlı sıcak presleme araştırma ve uygulama çalışmalarını da üstlenmiş olup, bu çalışmalar Çin'de ve hatta dünyada sıcak presleme endüstrisinin gelişimine büyük katkı sağlamıştır.
