Dập nóng

Công nghệ, biến thể và sử dụng trong công nghiệp

Định hình kim loại tấm ở dạng dập nóng

Việc dập nóng của kim loại tấm đặc biệt quan trọng đối với các nhà sản xuất và nhà cung cấp ô tô. Điều này phù hợp với tất cả các cấp độ chất lượng của thép. Các thành phần được sản xuất bằng phương pháp này nhẹ hơn và đạt được các giá trị kiểm tra va chạm tốt hơn.

Dập nóng là một quá trình tạo hình kim loại tấm còn được gọi là dập nóng hoặc ép cứng. Tất cả các quá trình tạo hình đều chạy trên nhiệt độ tái kết tinh của kim loại được sử dụng. Trong quá trình hình thành nóng của tấm kim loại, vật liệu phục hồi và mềm đi. Nhờ đó, có thể đạt mức biến dạng tương đương cao ngay cả khi lực gia công nhỏ. Dập nóng bao gồm một số quy trình như rèn, cán nóng và ép đùn. Công nghệ tạo hình được quy định trong DIN 8582 và cho phép xử lý ngay cả các vật liệu có độ bền cao theo yêu cầu. Quá trình này đặc biệt thích hợp cho các thành phần phải chịu được tải trọng cao (xi lanh, trục khuỷu, thanh nối, bánh răng).

Sự khác biệt giữa hình thành nóng và hình thành ấm và lạnh

Tạo hình ấm sử dụng nhiệt độ nằm giữa phạm vi nhiệt độ của gia công nguội và gia công nóng đối với vật liệu tấm kim loại. Người dùng công nghiệp kết hợp các ưu điểm của cả hai phương pháp và cố gắng tránh những nhược điểm của cả hai công nghệ bằng cách chọn một nhiệt độ tạo hình cụ thể. Quá trình dập nóng đòi hỏi lực tạo hình thấp hơn so với quá trình tạo hình nguội. Các thành phần được làm mát có dung sai kích thước thấp hơn so với các thành phần được dập nóng. Trong quá trình tạo hình nguội, quá trình tạo hình diễn ra dưới nhiệt độ tái kết tinh. Để đạt được biến dạng tương đương tương đương, cần có lực tạo hình cao hơn. Kết quả là các bộ phận chính xác với dung sai kích thước thấp hơn và cấu trúc bề mặt tốt. Để mẫu được tạo hình hóa rắn, nó được xử lý bằng phương pháp ủ tái kết tinh.

Tạo hình kim loại tấm hoạt động như thế nào bằng cách dập nóng?

Việc tạo thành kim loại tấm ở dạng tạo thành nóng được thực hiện trên nhiệt độ tái kết tinh. Đây là nhiệt độ mà tại đó kim loại tái kết tinh 100% trong quá trình hình thành. Nhiệt độ tái kết tinh là 40% hoặc 50% nhiệt độ nóng chảy tuyệt đối. Ở các nhiệt độ này, sự sai lệch trong cấu trúc vi mô được loại bỏ: Các hạt mới được tạo ra, độ cứng của vật liệu giảm. Sự giãn nở vật liệu trong quá trình tạo hình nóng có thể được mô tả qua đường cong chảy. Điều này thể hiện mối quan hệ giữa ứng suất năng suất trong quá trình hình thành nóng và biến dạng tương đương tương ứng. Ứng suất chảy bị ảnh hưởng trực tiếp bởi nhiệt độ làm việc và tốc độ biến dạng.

Tạo hình nóng trong quá trình dập sâu được thực hiện dưới dạng tạo hình nóng trực tiếp hoặc gián tiếp đối với kim loại tấm. Trong quá trình dập nóng trực tiếp, vật liệu được gia nhiệt trong lò đến trên nhiệt độ tái kết tinh trước khi quá trình tạo hình thứ nhất được thực hiện. Vật liệu sau đó được đặt vào máy ép và trong bộ khuôn dập sâu. Sau khi vật liệu đã được tạo hình biến dạng dẻo, nó được làm nguội trong khuôn kín có làm lạnh. Đặc trưng của tạo hình nóng gián tiếp là quá trình gia nhiệt được thực hiện sau bước tạo hình đầu tiên, tiếp ngay sau đó là công đoạn dập tạo hình cuối cùng và làm nguội nhanh trong khi vẫn duy trì lực ép. Thép hợp kim boron 22MnB5 thường được sử dụng để tạo hình kim loại tấm dưới dạng tạo hình nóng. Tính chất vật liệu tối ưu đạt được thông qua quá trình chuyển hóa austenit thành mactensit.

Các nhà sản xuất ô tô gần đây rất thích kỹ thuật tạo hình này. Lý do là các bộ phận được sản xuất bằng kỹ thuật này đạt được mức độ an toàn va chạm cao hơn. Ngoài ra, các loại thép đặc biệt được dập nóng và làm mát xuống làm cho chiếc xe nhẹ hơn. Với kỹ thuật này, các nhà sản xuất ô tô sản xuất các bộ phận phụ, gia cố cửa, ngưỡng cửa, khung mái, đường ray mái, giá đỡ cản cũng như cột A và B. Để ngăn chặn các loại thép dập nóng tróc vảy trong lò, chúng được phủ một lớp phủ nhôm-silicon đặc biệt. Để duy trì chất lượng sản xuất cao một cách nhất quán, các bộ phận phải tuân theo quy trình đảm bảo chất lượng. Điều này được thực hiện tự động bằng cách sử dụng công nghệ đo quang học.

Những ưu điểm và nhược điểm của dập nóng là gì?

Ưu điểm của quá trình dập nóng bao gồm:

không hóa rắn và khả năng tạo hình cao của vật liệu
tỷ lệ trở lại tình trạng trước đó thấp
có thể tạo ra các hình dạng phức tạp hơn
ổn định kích thước tốt do ứng suất dư thấp
các bộ phận nhẹ hơn do độ dày thành thấp hơn
chỉ cần lực tạo hình thấp
phù hợp với mọi chất lượng thép

Những nhược điểm chính là:

bề mặt hơi co giãn do nhiệt độ làm việc cao (sau khi xử lý!)
bộ phận có thể cong vênh trong trường hợp xấu nhất
dung sai kích thước lớn hơn
lò nung gây ra chi phí năng lượng cao
hình thành gờ sắc

Dễ dàng đo lường các bộ phận dập nóng

Cho đến nay, việc đo các bộ phận kim loại tấm có độ bền cao, ví dụ như trong sản xuất thân xe, đòi hỏi phải có chi tiết cố định vật lý. Những điều này gây ra chi phí cao do phải sản xuất chúng riêng. Công nghệ kẹp ảo và hệ thống thiết lập phổ thông trên máy quét 3D ScanBox thay thế cho các đồ gá vật lý truyền thống. Điều này giúp tiết kiệm chi phí và tăng tốc đáng kể các quy trình sản xuất.

Tìm hiểu thêm

Chia sẻ trang này