1.Jaki jest podstawowy związek pomiędzy twardością i szybkością sprężynowania-kręgów walcowanych na zimno?
Istota twardości: Twardość to odporność materiału na miejscowe odkształcenia plastyczne (takie jak wgniecenia). W przypadku tego samego rodzaju stali twardość i granica plastyczności mają w przybliżeniu liniową zależność proporcjonalną. Wyższa twardość oznacza wyższą granicę plastyczności.
Istota sprężynowania: Sprężynowanie to zjawisko polegające na tym, że podczas procesu formowania, po usunięciu obciążenia zewnętrznego (siły uderzenia), sprężyście odkształcona część materiału powraca do stanu pierwotnego. Jego wielkość zależy od stosunku odkształcenia sprężystego do odkształcenia plastycznego.
Łańcuch logiczny:
Wysoka twardość → Wysoka granica plastyczności → Materiał jest trudniejszy do odkształcenia plastycznego.
Przy tej samej wielkości odkształcenia formującego materiały o wysokiej granicy plastyczności wymagają większej siły, aby ustąpić.
Kiedy siła zewnętrzna nie jest obciążona, materiał magazynuje więcej energii odkształcenia sprężystego, co powoduje, że silniejsza „siła” powraca do pierwotnego kształtu, co prowadzi do większego sprężystości (szybkości sprężynowania).
2.Jakie są różnice pomiędzy zwojami-walcowanymi na zimno przed i po wyżarzaniu?
Stan-walcowany na zimno: materiał jest w stanie-utwardzonym przez zgniot, o wysokiej twardości i wysokiej granicy plastyczności. Podczas tłoczenia materiał jest „uparty”, a większość odkształceń ma charakter elastyczny; odskakuje z najmniejszym rozluźnieniem, co prowadzi do silnego odskoku i utrudnia kontrolowanie rozmiaru i kształtu części.
Stan wyżarzany: Utwardzanie przez zgniot jest eliminowane poprzez rekrystalizację, materiał mięknie, a granica plastyczności maleje. Podczas tłoczenia materiał jest „podatny” i łatwo ulega nieodwracalnemu odkształceniu plastycznemu. Elastyczna część powracająca jest mała, co powoduje mniejsze sprężynowanie i lepsze zachowanie kształtu części.
3.Jak należy dostosować dobór materiału i kontrolę stanu?
Wybieraj miękkie materiały: w przypadku skomplikowanych części należy preferować w pełni wyżarzane, miękkie-zwoje walcowane na zimno (takie jak DC04, SPCC-SD) ze względu na ich niską twardość i niską sprężynę powrotną.
Precyzyjna kontrola procesu wyżarzania: Jak już wcześniej pytałeś, kontrolując temperaturę i czas wyżarzania, można uzyskać docelową twardość i właściwości mechaniczne, prognozując w ten sposób i kontrolując sprężynowanie.
4.Jak można zrekompensować proces?
Korekcja formy: na podstawie doświadczenia lub symulacji CAE wielkość sprężyny jest wstępnie-obliczana, a na powierzchni formy przeprowadzana jest odwrotna kompensacja (tzn. forma jest celowo formowana w kształt „nadmiernie-wygięty” lub „nadmiernie-skręcony”, tak aby sprężyna powróciła do prawidłowego kształtu).
Dodawanie procesów formowania: na przykład przy użyciu dwu-etapowej metody „formowanie + kształtowanie” sprężynowanie jest korygowane na etapie kształtowania.
Dostosowywanie parametrów procesu: Zwiększanie siły docisku półfabrykatu, stosowanie koralików itp. zmienia stan naprężenia materiału podczas formowania, co czasami może zmniejszyć sprężynowanie.
5. Jakie są strategie stosowania?
Aby zmniejszyć sprężynowanie i poprawić dokładność formowania, należy preferować materiały walcowane na zimno o niskiej-twardości (niskowęglowe, całkowicie wyżarzane). Gdy twardość materiału jest stała, sprężynowanie musi być kompensowane poprzez konstrukcję formy i dostosowanie procesu.