EN
Iš šaltai valcuoto plieno pasiekiamas išskirtinis matmenų tikslumas ir siauros nuokrypių ribos.
Pasiekiamas nuokrypių nuoseklumas ±0,005 colio ribose
Šaltuoju plieno valcavimu temperatūra palaikoma kambario temperatūroje, tuo tarpu plienas suspaudžiamas naudojant ritinėlius. Tai padeda pašalinti šiluminį išsiplėtimą ir užtikrinti detalėms matmenų tikslumą iki 0,005 colio. Pasiekiamas nuolatinis plieno srautas ir suspaudimas vienodose ribose, skirtingai nei karštuoju valcavimu, kai plieno srautas ir suspaudimas yra nekontroliuojami ir jie yra jautrūs šiluminėms struktūrinėms pokyčių įtakoms. Šaltuoju valcuoti produktai yra pageidautini aviacijos ir medicinos prietaisų pramonėje, kur reikalaujamas mikronų lygio tikslumas, kad būtų išvengta grūdelių struktūros problemų, susijusių su aukštos temperatūros transformacijomis. Be to, deformacinis kietėjimas padidina produkto gebėjimą išlaikyti suformuotą formą vėlesniuose gamybos etapuose. Kodėl karštojo valcavimo plienas neatitinka ISO 2768–fino tikslumo štampavimo reikalavimų?
Karštojo valcavimo plienas pasiekia savo lydinių ir suvirinimo tikslus, praeidamas per ritulius, kurių temperatūra viršija 1700 °F. Dėl ekstremališkai aukštos temperatūros plieno paviršiuje susidaro defektai (plieno skalė) ir jis vėsta netolygiai, todėl susitraukia netolygiai. Dėl to valcuoto plieno matmenys nesutampa su ISO 2768-fine standarto reikalavimais – leistina nuokrypa ±0,03 colio. Be paviršiaus defektų, plienas taip pat turi vidines įtempis, kurios sukelia jo išsivyniojimą (išlinkimą) ir keičia vidinę grūdelių struktūrą. Tai lemia greitesnį štampavimo šablonų nusidėvėjimą ir tiksliai išštampytų detalių matmenų svyravimus. Dėl šių problemų gamintojams reikia atlikti papildomą apdirbimą maždaug 75 % tiksliai gaminamų detalių. 2023 m. pramonės duomenys rodo, kad šis papildomas apdirbimas padidina gamybos kaštus maždaug 40 % daugiau nei naudojant šaltojo valcavimo plieną.
Aukščiausios kokybės paviršius užtikrina švarų formavimą ir ilgesnį įrankių tarnavimo laiką.
Dėka šaltojo valcavimo galime pasiekti itin lygius paviršius, net iki Ra < 0,8 mikrono, kas lemia esminį skirtumą tiksliajame štampavime. Priežastis – paviršiaus plokštumas. Tokio lygaus paviršiaus atveju trintis žymiai sumažėja (ar net visiškai išnyksta), kai metalas liečiasi su štampo šablonu formavimo procese. Dėl to įrankio medžiaga dėvėjasi daug mažiau. Pavyzdžiui, kai kurios gamyklos teigia, kad jų šablonai tarnauja iki 40 % ilgiau naudojant šaltai valcuotą plieną, palyginti su karštai valcuotu plienu. Mikro iškilumų ir įdubimų nebuvimas reiškia, kad medžiaga neprilips ir nepradės šlifuotis šablono paviršiuje. Dėl paviršiaus lygumo gamyklos patiria iki 30 % didesnį našumą, nes lygi medžiaga leidžia žymiai sumažinti šalutinės produkcijos kiekį. Dideliems gamybos partijoms paviršiaus kokybė tampa dar svarbesnė norint išlaikyti pageidaujamus nuokrypius, ypač kai kalbama apie aukštą kokybės reikalavimų lygį, kurį taiko tikslieji gamintojai.
Ra < 0,8 µm paviršiaus apdaila ir jos tiesioginis poveikis štampų nusidėvėjimui bei atliekų kiekio sumažinimui
Šaltasis valcavimas pašalina storą ir trapų pradėjimo skalę, kuri prisitvirtina prie karštai valcuoto plieno, todėl gaunamos beveik veidrodinio blizgesio, be skalės paviršiaus. Šio tipo paviršiai tam tikroms aplikacijoms turi pasiekti Ra reikšmę mažesnę nei 0,8 mikrono. Lapuose su tokiu paviršiaus apdailos lygiu tepalai gali sukurti tikrą barjerą tarp metalo ir štampo paviršiaus, nepažeistą likusios skalės ar gilių paviršiaus įbrėžimų, kurie laiko tepalą ir sutrikdo jo pasiskirstymą. Kas tai reiškia? Trintis žymiai sumažėja, medžiaga lengviau tekėja, o įrankiai patiria mažesnį apkrovimą. Taip pat pastebimai sumažėja dalių, išmestų dėl brūkšnių, plyšių ir paviršiaus defektų, skaičius. Šiuolaikinės pramonės tendencijos rodo, kad gamintojai, dirbantys su lygesniais pradiniais paviršiais, pasiekia ilgesnį štampų tarnavimo laiką ir mažesnes įrankių sąnaudas vienam pagamintam gaminio vienetui.
Be skalės paviršius gerina tepalo sukibimą ir giliosios deformacijos rezultatus
Yra puikių privalumų ne tik dėl lygumo. Šaltai valcuoto plieno paviršius taip pat yra laisvas nuo skalės ir geriau veikia su tepalais nei daugelis kitų variantų. Karštai valcuoto plieno atveju tepalas dažnai įstrigsta skalės slėniuose arba nuslysta, kai pašalinamas oksidų sluoksnis. Šaltai valcuoto plieno atveju tepalo sukibimas su paviršiumi yra vienodas visame paviršiuje. Tai sukuria stabilų tepalo plėvelę, kuri ypač naudinga giliosios deformacijos procesuose. Sumažėja metalo į metalą sąlyčio plotas, sumažėja metalo komponentų įbrėžimai ir plyšimai, o taip pat padidėja galimybė atlikti gilųjį deformavimą, sudėtingesnių elementų formavimą ir operacijos greitis. Išlaikoma paviršiaus baigiamoji apdorojimo kokybė ir matmeninės tolerancijos. Be to, vienodas tepalo sukibimas sumažina grįžtamojo išlinkimo kontrolės problemą, pagerindamas pagamintų štampuojamų detalių matmeninę tikslumą ir vientisumą.
Galia, deformuojamumas ir temperatūros klasės valdymas – pritaikytos mechaninės savybės
Sudėtingos geometrijos detalės ir atšokimo kontrolė: šaltai valcuotas plienas nuo ketvirčio kietumo iki pilno kietumo
Siekiant pasiekti kaladėliavimo operacinę tikslumą, būtina kontroliuoti medžiagos savybes, o tai ypač tinkama su šaltai valcuotu plienu, kuris yra prieinamas įvairiais kietumo laipsniais – nuo ketvirčio kietumo iki pilno kietumo. Ketvirčio kietumo medžiagos, kurių takumo stipris yra apytiksliai 150 MPa, yra pageidautinos detales, kurios formuojant stipriai ištemptos, ypač turinčios siaurus lenkimus ir aštrius kampus. Priešingai, pilno kietumo medžiagos, kurių takumo stipris viršija 300 MPa, padeda sumažinti atšokimo problemas 50–75 % plokščiose detalėse, kur matmenys yra kritiniai. Be to, kadangi pilno kietumo medžiagos turi daug bruožų ir dažnai įtrūksta, labai svarbu rasti „auksinį vidurį“. Masinėje gamyboje, kai gaminama tūkstančiai detalių, šaltai valcuotas plienas yra ypatingai patikimas dėl nuolatinės mikrostruktūros, leidžiančios išlaikyti nuokrypį ±0,2 mm.
Iš anksto pasirinkus tinkamą kietumo klasę galima išvengti laiko reikalaujančių papildomų apdorojimo darbų ir nuolatinių atšokimo problemų viso gamybos ciklo metu. Tai ypač aktualu sudėtingoms geometrijoms, pvz., sujungiamiesiems komponentams ar daugiakampiuose lenkimuose.
Pramonės naudojimas: šaltojo valcavimo plieno naudojimas aukštos tikslumo štampavime – pavyzdys
Automobilių ADAS tvirtinimo detalės pavyzdys: 92 % – 99,3 % naudingumo koeficientas, naudojant šaltojo valcavimo plieną
Vienas automobilių komponentų gamintojas gerokai pagerėjo, kai ADAS jutiklių laikmenų gamybai perėjo į šaltai valcuotą plieną. Šie saugos komponentai turi atitikti ±0,1 mm atotrūkį. Prieš pradedant naudoti karštojo valcavimo plieno gamyklą gamintojas susidūrė su sunkumais. Dėl matmenų klaidų ir spausdinimo paviršiaus defektų (sugulų) atsiradimo jie praranda 8% produkto kaip laužą. Po šio pakeitimo derlius padidėjo iki 92%. Naudojant šaltą valcuotą plieną ASTM A366 su pusiau kieta temperatūra, jie patyrė visišką posūkį. Ši medžiaga turi labai gerą storio nuoseklumą ± 0,005 colių ir paviršiaus apdailą Ra 0,6 mikrometrai (t. y. be skalės ir be paviršiaus apdailos defektų (mikro mastelių)). Visi tie atgaivinantys klaidos ir materialų trapi klaida išnyko.
Po galutinio bandymo išėjimo naudingumo koeficientas buvo užfiksuotas įspūdingais 99,3 %, t. y. šukių kiekis sumažėjo beveik 90 %. Tai aiškiai rodo, kad šaltai valcuotas plienas gali užtikrinti tiek matmeninę vientisumą, tiek pagerintą paviršiaus kokybę, leidžiant gaminti beveik tobulous komponentus netgi labiausiai kritinėms saugos susijusioms pritaikymo srityms visoje pramonėje.
Dažniausiai užduodami klausimai
K: Koks yra pagrindinis šaltai valcuoto plieno privalumas prieš karštai valcuotą plieną? A: Dėl gamybos proceso, kuris apima valcavimą žemesnėje temperatūroje, šaltai valcuotas plienas neturi grūdelių susijusių problemų, būdingų karštai valcuotam plienui. Tai lemia daug didesnį matmeninį tikslumą ir geresnę paviršiaus kokybę šaltai valcuojant plieną.
K: Kodėl sakoma, kad šaltasis valcavimas gerina štampavimą? A: Štampavimas gerinamas dėl mažesnio paviršiaus šiurkštumo, kuris galiausiai sukelia mažesnį trinties jėgos poveikį, mažesnį štampavimo šablonų nusidėvėjimą ir šukių kiekio sumažėjimą.
K: Kodėl gamintojai pageidauja šaltai valcuoto plieno tiksliai reikalingoms detalėms? A: Tai susiję su geresniu nuokrypių išlaikymu ir vienodesne mikrostruktūra, todėl šaltai valcuotas plienas leidžia gaminti aukštos kokybės komponentus, atitinkančius įvairių taikymų reikalavimus.