Wprowadzenie do technologii precyzyjnego tłoczenia (tłoczenie na gorąco)

Płyta stalowa stosowana w tłoczeniu na gorąco to specjalna płyta ze stali stopowej boru, która różni się od tradycyjnej stali o ultrawysokiej wytrzymałości formowanej na zimno. Formowane na zimno blachy stalowe o wysokiej wytrzymałości, takie jak stale dwufazowe i stale o złożonej fazie, które są obecnie szeroko stosowane, są zwykle formowane przez tłoczenie na zimno w temperaturze pokojowej, a mikrostruktura i wytrzymałość mechaniczna części przed i po formowaniu zasadniczo nie zmieniaj się. Płyta stalowa stosowana do tłoczenia na gorąco nie jest zbyt mocna w temperaturze pokojowej, a wytrzymałość na rozciąganie wynosi tylko 400 ~ 600 MPa, co ma dobrą plastyczność i odkształcalność; jest formowany i hartowany w procesie tłoczenia na gorąco. Mikrostruktura przekształca się z pierwotnego ferrytu i perlitu w jednolity martenzyt, wytrzymałość na rozciąganie może osiągnąć ponad 1500 MPa, twardość może osiągnąć 50 HRC i zasadniczo nie ma odbicia, z dużą dokładnością wymiarową. Do blachy stalowej dodaje się bor, którego celem jest poprawa wydajności hartowania blachy stalowej i zapewnienie płynnego przebiegu przemiany struktury materiału płyty. Ponadto, w celu poprawy wytrzymałości materiału i innych właściwości mechanicznych, dodaje się również różne pierwiastki śladowe stopów, takie jak Ti, Cr, Mo, Cu i Ni.　　Formowanie na gorąco składa się z następujących procesów: 　　1. Wykrawanie: Jest to pierwszy proces w procesie tłoczenia na gorąco, podczas którego wycina się arkusz z wymaganego półwyrobu o zewnętrznym konturze.　　 2. Austenityzacja: Obejmuje ogrzewanie i utrzymywanie dwóch etapów. Celem tego procesu jest podgrzanie blachy stalowej do odpowiedniej temperatury, tak aby blacha stalowa została całkowicie austenityzowana i posiadała dobrą plastyczność. Sprzętem używanym do ogrzewania jest dedykowany piec do ciągłego ogrzewania. Po nagrzaniu blachy stalowej do temperatury wyższej od temperatury rekrystalizacji powierzchnia łatwo ulega utlenieniu, tworząc zgorzelinę tlenkową, co niekorzystnie wpłynie na późniejszą obróbkę. Aby uniknąć lub ograniczyć utlenianie płyty stalowej w piecu grzewczym, w piecu grzewczym zazwyczaj instaluje się mechanizm zabezpieczający przed gazem obojętnym lub powierzchnię płyty poddaje się obróbce przeciwutleniającej.　　3. Transfer: odnosi się do wyjmowania nagrzanej blachy stalowej z pieca grzewczego i włożenia jej do formy do formowania na gorąco. W tym procesie konieczne jest zapewnienie możliwie najszybszego przeniesienia blachy stalowej do formy. Ma to z jednej strony zapobiec utlenianiu się blachy stalowej w wysokiej temperaturze, z drugiej strony zapewnić, że blacha stalowa podczas formowania będzie miała wciąż wyższą temperaturę. Ma dobrą plastyczność.　　 4. Tłoczenie i hartowanie. Po umieszczeniu blachy stalowej w formie należy ją natychmiast wytłoczyć i uformować, aby uniknąć nadmiernego spadku temperatury, który wpływa na odkształcalność blachy stalowej. Po uformowaniu formę należy zamknąć i przytrzymać przez pewien czas. Z jednej strony ma to na celu kontrolę kształtu wypraski, z drugiej zaś hartowanie blachy stalowej za pomocą urządzenia chłodzącego umieszczonego w formie, tak aby wypraska uformowała jednolitą strukturę martenzytyczną i uzyskała odpowiedni rozmiar. Precyzja i właściwości mechaniczne. Badania wykazały, że dla obecnie powszechnie stosowanych stali do tłoczenia na gorąco minimalna szybkość chłodzenia do przemiany austenitu w martenzyt wynosi 27-30°C/s. Dlatego konieczne jest zapewnienie, aby szybkość chłodzenia matrycy do blachy była większa niż ta wartość krytyczna.　　 5. Dalsze przetwarzanie. Po wyjęciu wypraski z formy wymagane są dalsze zabiegi, takie jak usunięcie zgorzeliny tlenkowej z powierzchni wypraski poprzez trawienie lub śrutowanie, a także przycinanie i wiercenie części. Ze względu na dużą wytrzymałość części tłoczonych na gorąco, nie można ich przycinać i wiercić tradycyjnymi metodami, lecz należy je uzupełnić technologią laserową