1. Gdzie najczęściej pękają-wytłoczki z kręgów walcowane na zimno? Dlaczego?
Najczęstsze miejsca pęknięć skupiają się w obszarze kołnierza, ścian bocznych (szczególnie w pobliżu zaokrąglenia stempla) i obszarze przejściowym zaokrąglenia dna. Dzieje się tak dlatego, że:
Powierzchnia kołnierza: Podczas głębokiego tłoczenia występuje znaczne styczne naprężenie ściskające i promieniowe naprężenie rozciągające. Jeżeli plastyczność materiału jest niewystarczająca lub odchylenie grubości blachy jest duże, istnieje ryzyko powstania pęknięć krawędziowych.
Obszar zaokrąglenia ściany bocznej i stempla: Jest to obszar największego odkształcenia. Materiał musi wytrzymać zarówno zginanie, jak i rozciąganie. Jeśli wydłużenie materiału lub właściwości formowania lokalnego są słabe, istnieje duże prawdopodobieństwo wystąpienia w tym miejscu pęknięć.
Zaokrąglenie dolne: W tym miejscu materiał styka się ze stemplem, co powoduje duże tarcie i największe przerzedzenie. Jeśli wytrzymałość materiału jest niewystarczająca lub smarowanie jest słabe, prawdopodobne jest wystąpienie pęknięć na dnie.
2.Dlaczego na ściankach bocznych części tłoczonych często powstają pęknięcia i dlaczego kierunki pęknięć są czasami podłużne?
Niewystarczające zginanie: Jeśli promień zaokrąglenia matrycy jest zbyt mały, materiał ulegnie silnemu zginaniu i rozciąganiu podczas przepływu przez zaokrąglenie, co prowadzi do nadmiernych naprężeń stycznych na powierzchni zewnętrznej, przekraczających granice materiału i powodujących pękanie.
Anizotropia materiału: podczas procesu walcowania-zwoje walcowane na zimno uzyskują teksturę, co skutkuje różnymi właściwościami mechanicznymi w różnych kierunkach w płaszczyźnie blachy. Gdy kierunek tłoczenia nie pokrywa się z kierunkiem walcowania, kierunek o niższym współczynniku odkształcenia plastycznego (wartość r-) ma słabą zdolność odkształcania i jest podatny na pęknięcia wzdłużne na ściankach bocznych.
Różnice w wydajności pomiędzy początkiem i końcem zwojów-walcowanych na zimno: jeśli wytłoczona część pochodzi z początku i końca zwoju-walcowanego na zimno, gdzie wydajność ulega wahaniom, jej plastyczność jest słaba, co zwiększa podatność na uszkodzenia w obszarach ścian bocznych, gdzie koncentruje się deformacja.
3. Czy lokalizacja pęknięcia jest bezpośrednio powiązana z wahaniami wydajności samej cewki-walcowanej na zimno (np. różnice między początkiem i końcem)?
Niejednorodne właściwości prowadzą do koncentracji odkształceń: podczas tłoczenia sekcje o wysokiej-wytrzymałości i niskiej-plastyczności (zwykle początek i koniec) oraz sekcje środkowe o niskiej-wytrzymałości i-wysokiej plastyczności odkształcają się w nieskoordynowany sposób. Sekcje słabo plastyczne nie mogą odkształcać się jednocześnie i jako pierwsze osiągną swój limit, stając się punktem wyjścia do pękania.
Wpływ wyboru punktu pozycjonowania: Jeśli pęknięcie występuje w ustalonym miejscu, można prześledzić pierwotne położenie wytłoczonej części na zwoju-walcowanym na zimno. Jeśli to położenie dokładnie odpowiada nieprawidłowej części temperatury zwijania-surowca walcowanego na gorąco lub części wahającego się-naprężenia walcowania na zimno, można stwierdzić, że niejednorodne właściwości surowca doprowadziły do miejscowego pogorszenia odkształcalności.
4.Jak na podstawie lokalizacji i kształtu pęknięć możemy wywnioskować, czy problem leży po stronie surowców, czy procesu tłoczenia?
Morfologia pęknięć:
Problemy z surowcem: Pęknięcia są zazwyczaj nieregularne lub ząbkowane, mają stosunkowo płaską powierzchnię pęknięcia i często towarzyszą im nieznaczne przewężenia (charakterystyka kruchego pęknięcia). W przypadku wielu tłoczonych części z tej samej cewki miejsce pęknięcia może nie zostać naprawione, ale zawsze pojawia się w odpowiednich sekcjach czołowych i końcowych z gorszą wydajnością.
Problemy z procesem: Pęknięcia są zwykle regularne, otwierają się w ustalonym kierunku (np. pod kątem 45°), z wyraźnym przewężeniem na powierzchni pęknięcia (pęknięcie plastyczne). Lokalizacja pęknięcia jest bardzo stała, np. zawsze znajduje się w tym samym zaokrąglonym narożniku lub w tym samym miejscu ściany bocznej.
Dystrybucja lokalizacji:
Jeśli na tej samej cewce stalowej stopień pękania części tłoczonych z łbem jest znacznie wyższy niż w środku lub jeśli miejsca pęknięć skupiają się na początku i na końcu kierunku podawania, można ogólnie stwierdzić, że jest to spowodowane różnicą w wydajności pomiędzy czołem i ogonem-zwoju walcowanego na zimno.
Jeśli miejsce pęknięcia w dużym stopniu pokrywa się z pewnym punktem zużycia lub nierównym obszarem siły mocowania półfabrykatu w matrycy, jest to głównie problem procesu lub matrycy.
5. Jakie są kroki rozwiązywania problemów w przypadku analizy lokalizacji pęknięć w-wytłoczkach z kręgów walcowanych na zimno?
**Próbkowanie lokalizacji:** Najpierw zapisz konkretną lokalizację pękniętej części w kierunku tłoczenia (np. odległość od krawędzi kęsa, przy którym promień zaokrąglenia). Następnie prześledź pierwotne położenie kęsa na-walcowanej na zimno cewce (głowa, środek lub końcówka).
**Ponowne-testowanie wydajności:** należy pobrać próbki z okolic pękniętej części i z normalnych obszarów z dala od pęknięcia w celu sprawdzenia właściwości mechanicznych (granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie) i analizy metalograficznej. Jeśli wydłużenie spękanego obszaru jest znacznie mniejsze lub mikrostruktura jest nieprawidłowa (np. gruboziarniste i nierówne ziarna), oznacza to problem z surowcem.
**Porównanie grubości:** Zmierz stopień redukcji grubości pękniętego obszaru. Jeśli stopień rozcieńczenia znacznie przekracza dopuszczalną granicę materiału i jest nierównomiernie rozłożony, może to wskazywać na nadmierne rozcieńczenie spowodowane złymi lokalnymi właściwościami materiału.
**Analiza pęknięć:** Obserwuj powierzchnię pęknięcia za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego, aby określić, czy jest to pęknięcie wgłębieniowe (pęknięcie plastyczne, często spowodowane procesami produkcyjnymi), czy pęknięcie rozszczepialne lub pęknięcie międzykrystaliczne (kruche pęknięcie, często spowodowane wadami materiałowymi).
Rozwiązywanie problemów związanych z procesem: Jednocześnie sprawdź, czy luz formy, siła uchwytu półfabrykatu i warunki smarowania są spójne. Po wyeliminowaniu czynników wahań procesu należy określić odpowiedzialność za różnice pomiędzy początkiem i końcem surowców.