1. Jakie są czynniki materialne?
Nadmierna wytrzymałość materiału: wraz z rozwojem lekkich samochodów coraz powszechniejsze staje się stosowanie stali o ultra-wysokiej-wytrzymałości (takiej jak stal o wysokiej-generacji-trzeciej generacji). Materiały te charakteryzują się niezwykle dużą wytrzymałością, generując ogromne naprężenia tarcia i nacisk kontaktowy na powierzchni matrycy podczas tłoczenia na zimno, co prowadzi do dramatycznego przyspieszenia zużycia matrycy.
Czystość powierzchni i kleje: jeśli twarde zanieczyszczenia, takie jak proszek żelaza, zgorzelina tlenkowa lub cząstki piasku, przylgną do powierzchni walcowanej na zimno cewki, te twarde cząstki będą działać jak materiał ścierny podczas tłoczenia, powodując poważne zużycie ścierne pomiędzy matrycą a blachą, bezpośrednio rysując powierzchnię matrycy.
Odchylenia grubości materiału: Jeżeli grubość blachy ulega znacznym wahaniom (szczególnie odchylenia ujemne), rzeczywisty luz zaślepiający może przekroczyć rozsądny zakres, co skutkuje nadmiernie dużymi zadziorami. Te zadziory z kolei zwiększają zużycie matrycy.
2. Jakie są czynniki związane z projektowaniem form?
Niewystarczająca twardość formy i odporność na zużycie: Jeśli twardość części roboczych formy jest zbyt niska, jej odporność na zużycie będzie naturalnie słaba. Na przykład w jednym przypadku wskazano, że gdy twardość powierzchniowa warstwy jest niższa niż HRC 50, odporność na zużycie spada o 40%. Wybór wyższej-jakości materiału formy (takiego jak stal wykonana metodą metalurgii proszków ASP-23) lub zwiększenie twardości kluczowych części do 58–62 HRC może skutecznie to poprawić.
3. Jakie są konsekwencje niewłaściwej konstrukcji formy i prześwitu?
Zbyt mały lub zbyt duży luz: Jeśli luz zaślepiający przekracza rozsądny zakres grubości materiału (zwykle 8% -12%), doprowadzi to nie tylko do nieprawidłowej siły wygaszania, ale także spowoduje nieprawidłowe zużycie krawędzi skrawającej. Zbyt mały luz intensyfikuje wyciskanie; zbyt duży luz spowoduje powstawanie nadmiernych zadziorów, co z kolei spowoduje uszkodzenie matrycy.
Koncentracja naprężeń w projekcie: Ostre narożniki lub zbyt małe promienie zaokrągleń przejściowych w kształcie matrycy spowodują lokalną koncentrację naprężeń, co nie tylko łatwo doprowadzi do pęknięć, ale także przyspieszy zużycie w tym obszarze.
4. Jakie są konsekwencje niewłaściwej obróbki powierzchni formy?
Niezależnie od tego, jak dobry jest materiał podłoża matrycy, bez odpowiedniej obróbki powierzchni (takiej jak azotowanie, powlekanie PVD, powlekanie TD itp.) trudno jest oprzeć się intensywnemu tarciu podczas-tłoczenia stali o wysokiej wytrzymałości. Na przykład technologia HKS-G firmy Kobe Steel to technologia obróbki modyfikacji powierzchni opracowana specjalnie w celu rozwiązania problemu zużycia matrycy w-tłoczeniu stali o wysokiej wytrzymałości. Materiały Toolox wymagają również odpowiedniego azotowania powierzchniowego, aby uzyskać doskonałą odporność na zużycie.
5. Jakie są czynniki procesu?
Słabe smarowanie: jest to jedna z najczęstszych przyczyn zużycia formy. Smar skutecznie izoluje formę i blachę od bezpośredniego kontaktu, odprowadzając ciepło tarcia. Jeżeli środek smarny zostanie niewłaściwie dobrany, nałożony nierównomiernie lub niewystarczająco, współczynnik tarcia gwałtownie wzrośnie, generując wysokie temperatury, powodując zmiękczenie materiału powierzchni formy i przyspieszając jego zużycie. Dobre smarowanie może wydłużyć żywotność formy kilkukrotnie lub nawet ponad dziesięciokrotnie.
Lokalny wzrost temperatury i przyczepność: Pod wysokim ciśnieniem i tarciem ślizgowym temperatura w zlokalizowanych obszarach gwałtownie wzrasta, co może powodować przenoszenie materiału pomiędzy formą a blachą, tworząc „guzki kleju”. Guzki te są bardzo twarde i mogą poważnie zarysować przechodzącą później blachę (tzn. szorstkować). Oznaczają one także utratę materiału formy, tj. „zużycie wgryzające”.
Niewłaściwe parametry procesu: Przykładowo nadmierna siła docisku półwyrobu zwiększa opór płynięcia blachy, powodując znaczny wzrost tarcia, a tym samym przyspieszając zużycie formy. Nadmierna prędkość tłoczenia prowadzi również do akumulacji ciepła, pogłębiając zużycie.