Ці падыходзіць алюмініевая стужка з каляровым пакрыццём H18 высокай цвёрдасці для апрацоўкі штампоўкай?

Анатацыя

Алюмініевыя палоскі высокай цвёрдасці з каляровым пакрыццём H18 шырока прымяняюцца ў вонкавым аздабленні, аксесуарах для акумулятараў, электронным экранаванні і ўпаковачнай прамысловасці дзякуючы сваёй выдатнай устойлівасці паверхні да надвор'я, устойлівасці да драпін і трываласці канструкцыі. Тым не менш, прамысловыя вытворцы пастаянна сутыкаюцца з блытанінай з нагоды яго магчымасці штампоўкі. У гэтым артыкуле аналізуюцца ўнутраныя механічныя ўласцівасці H18 загартаваных алюмініевых падкладак, структурныя дэфекты арганічных каляровых пакрыццяў і фактычныя выпадкі няўдач штампоўкі. У ім робіцца выснова, што алюмініевыя стужкі з каляровым пакрыццём H18 падыходзяць толькі для штампоўкі з нізкай дэфармацыяй і штампоўкі з неглыбокім выгібам і зусім несумяшчальныя з штампоўкай з глыбокай выцяжкай, адборкай і складаным прафіляваннем. Адпаведныя мэтанакіраваныя меры па ўдасканаленні працэсу штампоўкі таксама прапануюцца для зніжэння рызыкі адслаення пакрыцця і расколіны падкладкі.

1. Асноўнае вызначэнне тэмпературы H18 і механічных уласцівасцей падкладкі

У адпаведнасці са стандартам загартоўкі алюмініевага сплаву, распрацаваным Алюмініевай асацыяцыяй, H18 уяўляе сабой поўны дэфармацыйны адпуск без прамежкавага адпалу. У адрозненне ад H12, H14 і H16 з частковым цвёрдым адпускам, алюмініевыя стужкі H18 атрымліваюць звышвысокую цвёрдасць за кошт аднаразовай халоднай пракаткі з хуткасцю дэфармацыі апрацоўкі, якая перавышае 75%, без наступнай тэрмічнай апрацоўкі для аднаўлення пластычнасці. Для асноўных падкладак з чыстага алюмінія серыі 1000 і алюмініева-марганцавага сплаву 3003, якія выкарыстоўваюцца для каляровага пакрыцця, механічныя параметры дэманструюць відавочныя абмежаванні для фармавання пластыка: алюміній 1060 H18 мае падаўжэнне пры разрыве ўсяго ад 1% да 3%, а алюміній 3003 H18 дасягае толькі 4% да 5%. Наадварот, звычайны алюміній H14, які аддаюць перавагу штампоўцы, мае адноснае падаўжэнне больш за 12%.

Высокае рэшткавае напружанне пры расцяжэнні ўнутры падкладак H18 з'яўляецца яшчэ адным крытычным абмежаваннем. Моцнае назапашванне дыслакацый рашоткі падчас халоднай пракаткі робіць матэрыял схільным да канцэнтрацыі напружання пад дзеяннем вонкавага зруху і сілы расцяжэння. Як толькі лакальная дэфармацыя перавышае 5%, мікратрэшчыны спачатку з'явяцца на краі паласы, а потым на працягу мілісекунд пашырацца па падкладцы. Гэтая ўласцівая далікатнасць з'яўляецца асноўным бар'ерам, які абмяжоўвае штампоўку з вялікай дэфармацыяй, незалежна ад пласта каляровага пакрыцця паверхні.

2. Дадатковыя рызыкі штампоўкі, звязаныя са структурамі каляровага пакрыцця

У параўнанні з голымі алюмініевымі стужкамі H18 вырабы з каляровым пакрыццём дадаюць трохслаёвую кампазітную структуру, уключаючы хімічную канверсійную плёнку, асноўнае пакрыццё і верхняе пакрыццё, устойлівае да надвор'я, з абодвух бакоў. Агульная таўшчыня пакрыцця вагаецца ад 18 мкм да 35 мкм, што стварае дзве унікальныя рызыкі няўдачы штампоўкі, якіх няма ў голым алюмініі.

Па-першае, пакрыццё згуртаванай пілінг. Арганічныя поліэфірныя і фторуглеродные пакрыцця, якія выкарыстоўваюцца для прамысловых алюмініевых палос, маюць значна меншае падаўжэнне (менш за 2%), чым алюмініевыя падкладкі. Падчас штампоўкі паверхневае пакрыццё не можа прытрымлівацца малюсенькай пластычнай дэфармацыі алюмініевай матрыцы, што прыводзіць да папярочнага парэпання і адслойвання ў кутках згінання. Нават пры неглыбокай штампоўцы з дэфармацыяй ніжэй за 3% на паверхні пакрыцця з'явяцца бачныя мікратрэшчыны, што знізіць устойлівасць да атмасферных уздзеянняў і карозіі гатовай прадукцыі і прывядзе да ранняй іржаўлення пры эксплуатацыі на адкрытым паветры.

Па-другое, адгезія цвілі і драпіны на паверхні. Гладкае отвержденное каляровае пакрыццё мае нізкі каэфіцыент павярхоўнага трэння. Пры штампоўцы пад высокім ціскам паміж паверхняй пакрыцця і сталёвымі формамі ўзнікне мясцовае вакуумнае счапленне. Бесперапынная падача прывядзе да з'яўлення незваротных драпін на пакрыцці, якія немагчыма аднавіць пасля апрацоўкі. У масавай вытворчасці гэты дэфект можа павялічыць узровень дэфектаў больш чым на 18% без апрацоўкі паверхні формы.

3. Класіфікацыйнае меркаванне аб прыстасаванасці штампоўкі

3.1 Прыдатныя сцэнарыі штампоўкі з нізкай дэфармацыяй

Алюмініевыя стужкі H18 з каляровым пакрыццём цалкам падыходзяць для штампоўкі, праколвання, прамога неглыбокага выгібу з радыусам выгібу ≥ 3-кратнай таўшчыні паласы і плоскай абрэзкі штампоўкі з дэфармацыяй менш за 3%. Тыповыя выпадкі прымянення ўключаюць электронную заглушку пракладкі, плоскую рэкламную абрэзку і прастакутную вечка батарэйнага згінання пад адным вуглом. У гэтых працэсах матэрыял адчувае толькі напружанне зруху без відавочнай дэфармацыі расцяжэння. Дадзеныя аб масавай вытворчасці паказваюць, што пры супастаўленні з паліраванымі формамі і змазкамі для штампоўкі на воднай аснове ўзровень дэфектаў гатовай прадукцыі можна кантраляваць ніжэй за 1,2%, у адпаведнасці з прамысловымі стандартамі якасці. У той жа час высокая цвёрдасць загарту H18 гарантуе, што штампаваныя дэталі не будуць адскокваць і не дэфармавацца пасля фармавання, вырашаючы праблему нестабільнасці памераў нарыхтовак з мяккага алюмінія.

3.2 Недапушчальныя сцэнарыі штампоўкі з вялікай дэфармацыяй

Не рэкамендуюцца ўсе працэсы штампоўкі, якія патрабуюць пластычнай дэфармацыі пры расцяжэнні, у тым ліку глыбокая выцяжка, адборка пад рознымі вугламі, сферычнае прафіляванне і выгіб з вузкім радыусам (радыус выгібу меншы за таўшчыню стужкі ў 2 разы). Падчас выпрабаванняў на глыбокую выцяжку алюмініевых стужак з каляровым пакрыццём 3003 H18 з глыбінёй выцягвання 8 мм 92% нарыхтовак пацярпелі ад адначасовага разлому падкладкі і адслойвання пакрыцця вялікай плошчы на ​​галоўцы штампа. Асноўнай прычынай з'яўляецца падвойнае разбурэнне: дэфармацыя падкладкі пры расцяжэнні перавышае мяжу падаўжэння, і пластычнасць пакрыцця не можа скаардынаваць дэфармацыю матрыцы. Акрамя таго, паўторнае другаснае штампаванне катэгарычна забаронена. Назапашванне рэшткавага напружання пасля першай штампоўкі яшчэ больш знізіць пластычнасць падкладкі, што прывядзе да самаадвольнага парэпання на працягу 72 гадзін пасля апрацоўкі.

4. Аптымізацыя працэсу для кваліфікаванай вытворчасці штампоўкі

Для прадпрыемстваў, якія павінны выкарыстоўваць алюміній з каляровым пакрыццём H18 для штампоўкі з нізкай дэфармацыяй, чатыры мэтанакіраваныя рэгуляванні могуць знізіць рызыкі якасці. Спачатку адшліфуйце паражніны формы да Ra≤0,2 мкм і правядзіце апрацоўку алмазападобнага вугляроднага пакрыцця DLC для ліквідацыі драпін і адгезіі пакрыцця. Па-другое, выкарыстоўвайце змазкі з нізкай глейкасцю на воднай аснове замест масляністых змазак. Масляністыя змазачныя матэрыялы прыводзяць да змены колеру пакрыцця і парушэння адгезіі пры высокіх тэмпературах штампоўкі. Па-трэцяе, кантралюйце хуткасць штампоўкі ніжэй за 15 удараў у хвіліну. Высакахуткасная штампоўка прывядзе да імгненнага ўдарнага напружання і расколіны па краях. Па-чацвёртае, перад штампоўкай выражыце зарэзерваваныя выемкі для зняцця напружання на краях паласы, каб зняць рэшткавае напружанне халоднай пракаткі і прадухіліць разрыў краёў.

5. Заключэнне і прапановы па выбары матэрыялу

Такім чынам, алюмініевыя палоскі высокай цвёрдасці H18 з каляровым пакрыццём не ўсюды падыходзяць для штампоўкі. Яны з'яўляюцца пераважным матэрыялам для штампаваных дэталяў з нізкай дэфармацыяй і высокай цвёрдасцю без патрабаванняў да складанай формы дзякуючы выдатным характарыстыкам супраць адскоку і непашкоджанаму пакрыццю паверхні. Аднак ён непрыдатны для працэсаў штампоўкі сярэдняй і вялікай пластычнай дэфармацыі. Для вырабаў са складанай штампоўкай вытворцы павінны замяніць матэрыялы алюмініевымі стужкамі з загартаваным каляровым пакрыццём H14 або H16, якія збалансуюць цвёрдасць і пластычнасць. Для вонкавых дэталяў з працяглым эксплуатацыяй, якія патрабуюць як трываласці паверхні, так і эфектыўнасці фармавання, мадэлі са сплаваў, такія як алюміній з каляровым пакрыццём 3005 H16, з'яўляюцца больш эканамічна эфектыўнымі альтэрнатывамі.