Er hár hörku H18 lithúðuð álræma hentugur fyrir stimplunarvinnslu?

Ágrip

H18 lithúðaðar álræmur með mikilli hörku eru víða notaðar í ytri skreytingum, fylgihlutum fyrir rafhlöður, rafeindavörn og pökkunariðnað vegna framúrskarandi veðurþols yfirborðs, rispuþols og burðarstífni. Hins vegar standa iðnaðarframleiðendur stöðugt frammi fyrir ruglingi vegna stimplunaraðlögunarhæfni þess. Þessi grein greinir innri vélræna eiginleika H18 herts áls undirlags, byggingargalla lífrænna litahúðunarfilma og raunveruleg stimplunarbilunartilvik. Niðurstaða hennar er sú að H18 lithúðaðar álræmur séu aðeins hæfar til að teygja aflögun og grunna beygjustimplun og eru algjörlega ósamrýmanlegar djúpteikningum, flansingum og flóknum prófílstimplun. Samsvarandi markvissar ráðstafanir til að bæta stimplunarferli eru einnig lagðar til til að draga úr hættu á að húð flögnist og undirlag sprungur.

1. Kjarnaskilgreining á H18 skapi og vélrænum eiginleikum undirlags

Samkvæmt temprunarstaðlinum úr álblöndu sem Aluminum Association hefur mótað, táknar H18 fulla álagshertu skapi án milliglæðingar. Ólíkt H12, H14 og H16 hörðu skapi að hluta, fá H18 álræmur ofurháa hörku með einu sinni kaldvalsingu með aflögunarhraða vinnslu sem fer yfir 75%, án síðari hitameðferðar til að endurheimta sveigjanleika. Fyrir almenna 1000-röð hreint ál og 3003 ál-manganblendi undirlag sem notað er til lithúðunar, sýna vélrænu breyturnar augljósar takmarkanir fyrir plastmyndun: 1060 H18 ál hefur lenging við brot sem er aðeins 1% til 3%, og 3003 H18% til að ná aðeins 5% áli. Aftur á móti hefur hefðbundið stimplun-ákjósanlegt H14 ál lenging yfir 12%.

Mikil togstreita leifar inni í H18 undirlagi er önnur mikilvæg þvingun. Alvarleg uppsöfnun grindarfærslu við kaldvalsingu gerir efnið viðkvæmt fyrir álagsstyrk undir ytri klippi og togkrafti. Þegar staðbundið álag fer yfir 5% munu örsprungur fyrst birtast við brún ræmunnar, síðan þenjast út yfir undirlagið innan millisekúndna. Þessi eðlislægi brothætti er aðal hindrunin sem takmarkar stimplun með stórum aflögun, óháð yfirborðslitlaginu.

2. Viðbótarstimplunaráhætta sem stafar af litahúðunarbyggingum

Í samanburði við beina H18 álræmur, bæta lithúðaðar vörur við þriggja laga samsettri uppbyggingu, þar á meðal efnabreytingarfilmu, grunnhúð og topp veðurþolið lag á báðum hliðum. Heildarþykkt húðunar er á bilinu 18μm til 35μm, sem kynnir tvær einstakar hættur á stimplunarbilun sem eru ekki til í beru áli.

Fyrst, húðun samloðandi flögnun. Lífræn pólýester og flúorkolefnishúð sem notuð er fyrir iðnaðar álræmur hafa mun minni lengingu (minna en 2%) en ál undirlag. Við stimplunarbeygju getur yfirborðshúðin ekki fylgst með örlítilli plastaflögun álgrunnsins, sem leiðir til þversprungna og flögnunar við beygjuflök. Jafnvel fyrir grunna stimplun með aflögun undir 3%, munu sjáanlegar örsprungur birtast á yfirborði húðunar, sem mun draga úr veðurþol og tæringarþol fullunnar vöru og valda snemma ryð í þjónustu utanhúss.

Í öðru lagi, moldviðloðun og yfirborðs rispur. Slétt hert litahúðin hefur lágan yfirborðsnúnistuðul. Við háþrýstingsstimplun mun staðbundin lofttæmdarviðloðun eiga sér stað milli húðunaryfirborðsins og stálmótanna. Stöðug fóðrun mun valda óafturkræfum rispum á húðinni, sem ekki er hægt að gera við með eftirvinnslu. Í fjöldaframleiðslu getur þessi galli aukið gallaða hlutfallið um meira en 18% án yfirborðsmeðferðar á myglu.

3. Flokkunardómur um aðlögunarhæfni stimplunar

3.1 Gildandi stimplunaratburðarás með litla aflögun

H18 lithúðaðar álræmur eru fullkomlega hentugar til að teygja, gata, beina grunna beygju með beygjuradíus ≥ 3 sinnum ræmaþykkt og flata klippingu stimplun með minni álagi en 3%. Dæmigert notkunartilvik eru meðal annars rafræn þéttingareyðing, klipping á flatri auglýsingaspjaldi og rétthyrnd rafhlöðuhlíf eins horns beygja. Í þessum ferlum ber efnið aðeins skurðspennu án augljósrar togaflögunar. Fjöldaframleiðslugögn sýna að þegar þau eru samsett með fáguðum mótum og vatnsbundnum stimplunsmurefnum er hægt að stjórna gallahlutfalli fullunnar vöru undir 1,2%, sem uppfyllir iðnaðargæðastaðla. Á sama tíma tryggir mikil hörku H18 temprunar að stimplaðir hlutar muni ekki endurkastast og afmyndast eftir mótun, sem leysir óstöðugleikavandamálið af mjúkum álverkum.

3.2 Óviðeigandi stór-aflögun stimplun atburðarás

Ekki er mælt með öllum stimplunarferlum sem krefjast togþols plastaflögunar, þar með talið djúpteikningu, marghorna flans, kúlulaga snið og beygju með þröngum radíus (beygjuradíus <2 sinnum ræmaþykkt). Í djúpteikningarprófunum á 3003 H18 lithúðuðum álstrimlum með 8 mm teiknidýpt, urðu 92% vinnuhluta fyrir samtímis broti á undirlagi og flögnun á stóru yfirborði á hylki. Orsökin er tvöföld bilun: togspenna undirlagsins fer yfir lengingarmörkin og sveigjanleiki húðunar getur ekki samræmt aflögun fylkisins. Að auki er endurtekin aukastimplun stranglega bönnuð. Uppsöfnun afgangsspennu eftir fyrstu stimplun mun draga enn frekar úr sveigjanleika undirlagsins, sem leiðir til sjálfkrafa sprungna innan 72 klukkustunda eftir vinnslu.

4. Fínstilling á ferli fyrir viðurkennda stimplunarframleiðslu

Fyrir fyrirtæki sem verða að samþykkja H18 lithúðað ál fyrir stimplun með lítilli aflögun geta fjórar markvissar breytingar dregið úr gæðaáhættu. Fyrst skaltu pússa moldhol að Ra≤0,2μm og framkvæma DLC demantslíka kolefnishúð meðhöndlun til að koma í veg fyrir klóra og viðloðun húðarinnar. Í öðru lagi, notaðu lágseigju vatnsbundin smurefni í stað olíukennds smurefni. Feit smurefni munu valda mislitun á húðun og viðloðun bilun við hátt stimplunarhitastig. Í þriðja lagi, stjórnaðu stimplunarhraða undir 15 höggum á mínútu. Háhraða stimplun mun mynda tafarlausa höggálag og valda brún sprungum. Í fjórða lagi, skera fráteknar álagslosandi hak á ræmurbrúnunum áður en þú stimplar til til að losa um afgangsálag á köldu velti og koma í veg fyrir að brúnin rifni.

5. Niðurstaða og tillögur um efnisval

Til að draga saman þá eru hörku H18 lithúðaðar álræmur ekki almennilega hentugar til stimplunar. Þau eru ákjósanlegt efni fyrir stimplunarhluta með litla aflögun og mikla stífni án flókinna lögunarkröfur, þökk sé frábærri frammistöðu gegn frákasti og ósnortinni yfirborðshúð. Hins vegar er það óhentugt fyrir miðlungs og stór plastaflögunarstimplunarferli. Fyrir flókin stimplunarvinnuhluti ættu framleiðendur að skipta um efni með H14 eða H16 milduðum lithúðuðum álstrimlum, sem halda jafnvægi á hörku og sveigjanleika. Fyrir langtíma þjónustuhluti utandyra sem krefjast bæði endingar á yfirborði og mótunarafköstum, eru málmblöndur eins og 3005 H16 lithúðað ál hagkvæmari valkostur.