Как производить высококачественные штампы для производства ковки с закрытым штамком

Производство высококачественных штампов для ковки с закрытым штамком имеет решающее значение для обеспечения последовательного производства высококачественных кованых деталей, таких как стальные колеса, используемые в грузовых вагонах на сахарном заводе. Штампы должны выдерживать высокое давление, температуру и износ, испытываемые во время процесса ковки, обеспечивая при этом точную геометрию детали. Вот подробное руководство о том, как производить высококачественные штампы для ковки с закрытым штамп:

1. Выбор материала штампа

Выбор подходящего материала матрицы имеет основополагающее значение для обеспечения долговечности и производительности матрицы. Материал должен выдерживать экстремальное давление и температуру во время ковки без растрескивания или деформирования.

Общие умирают материалы:

· Инструментальные стали (например, H13, H11): они широко используются для ковочных штампов из-за их отличной теплопроводности, износостойкости и способности поддерживать твердость при высоких температурах.

Сталь H13: известна своей высокой прочностью, износостойкостью и устойчивостью к термической усталости, что делает ее идеальной для операций ковки больших объемов.

Сталь H11: хороший выбор для штампов, подверженных воздействию тепла и стресса, предлагая баланс твердости и прочности.

· Горячие работы инструментальных сталей: эти стали поддерживать прочность при повышенных температурах, гарантируя, что матрица не деформируется под высоким давлением и тепла.

· Высокоскоростные стали (HSS) и твердосплавные вставки: в конкретных высокоточных или объемных приложениях HSS или карбид могут использоваться для особенно сложных или прочных вставок.

Факторы, которые следует учитывать при выборе материала:

· Теплопроводность: для предотвращения локального перегрева матрицы.

· Сопротивление носки: Для того чтобы расширить умирает жизнь путем уменьшать материальную размывание.

· Прочность: во избежание трещин и переломов под высоким давлением.

· Твердость: должна быть достаточно высокой, чтобы выдерживать нагрузки процесса ковки.

2. Дизайн и проектирование штампов

Эффективная конструкция матрицы имеет решающее значение для успеха процесса ковки с закрытым штамком. Матрица должна точно повторять окончательную форму кованой детали, обеспечивая при этом эффективный поток материала и сводя к минимуму дефекты, такие как холодные заглушки или трещины.

Ключевые соображения дизайна:

· Геометрия: Убедитесь, что геометрия матрицы точно соответствует форме конечного кованого продукта, с учетом расхода материала. Матрица должна учитывать такие функции, как обод колеса, отверстие и ступица.

Угол проекта: Небольшой угол на поверхности матрицы (часто 3-5 градусов) помогает кованой детали легко освободиться от матрицы.

Филе и радиусы: закругленные углы используются для предотвращения концентрации напряжений, которые могут привести к трещинам.

Каналы вспышки: эти каналы позволяют избыточному материалу (вспышке) выходить во время ковки, помогая матрицы правильно заполняться и предотвращая попадание материала в области, где он не нужен.

· Поток материала: матрица должна быть спроектирована таким образом, чтобы обеспечить плавный поток материала во время ковки. Конструкция должна предотвращать области, где материал может складываться над собой (холодные затыки) или образовывать пустоты.

· Die вставки: Для частей матрицы, которые подвергаются наибольший износ, таких как участки, подверженные непосредственному контакту с ковкой материала, вставки материалы, такие как карбид или HSS могут быть использованы для продления срока службы матрицы.

· Конструкция линии расставания: линия, где встречаются две половины штампа, должна быть расположена таким образом, чтобы свести к минимуму дефекты и обеспечить легкое удаление кованой детали. Правильная конструкция линии разреза помогает избежать чрезмерной вспышки и обеспечивает плавную работу.

3D моделирование и анализ

· Анализ конечных элементов (FEA): используйте программное обеспечение FEA для моделирования процесса ковки и анализа потока материала, распределения напряжений и потенциальных точек отказа в матрицы. Это может помочь оптимизировать конструкцию матрицы перед фактическим производством.

· Тепловое моделирование: имитация теплопередачи и тепловых напряжений внутри матрицы во время ковки, чтобы избежать тепловой усталости и оптимизировать стратегии охлаждения.

3. Умирает процесс производства

После того, как материал выбран и дизайн завершен, может начаться изготовление матрицы. Этот процесс требует прецизионной обработки, термообработки и отделки, чтобы штамп хорошо выполнял свою работу на протяжении всего срока службы.

Шаги в производстве штампов:

1. Грубый подвергать механической обработке:

Начните с обработки основной формы матрицы с помощью станков с ЧПУ. Это включает в себя создание больших функций матрицы, таких как полость для кузнечной детали и каналы вспышки.

Прецизионные фрезерные и токарные станки с ЧПУ: эти машины используются для создания необходимых функций и грубой формы штампа.

2. Термическая обработка:

Отжиг: смягчает материал матрицы, упрощая обработку.

Закаливание:Матрица нагревается до высокой температуры, а затем гасится, чтобы увеличить ее твердость и износостойкость.

Закалка: после закалки матрица закаляется, чтобы уменьшить хрупкость и обеспечить правильный баланс твердости и вязкости материала для процесса ковки.

Обработка Пост-термической обработки: После закалять, все остаточные стрессы сбрасываются через более дальнеишую термическую обработку для обеспечения что плашки не передергивают во время пользы.

3. Отделка и обработка поверхности:

Полировка: для обеспечения гладких поверхностей и улучшения текучести материала, особенно в областях, подверженных воздействию ковочного материала.

Шлифование: Прецизионное шлифование может использоваться для достижения окончательной отделки поверхности на критических участках, таких как полости или каналы вспышки.

Покрытия: Нанесите износостойкие покрытия, такие как PVD (Physical Vapor Deposition) или нитридные покрытия, чтобы повысить долговечность матрицы и устойчивость к термическому износу.

4. Ввод вставок карбида (если применимо):

Для штампов с областями, подверженными чрезвычайно высокому износу, карбидные вставки могут быть установлены в определенных частях штампа, чтобы продлить срок его службы и повысить производительность процесса ковки.

4. Die тестирование и контроль качества

После того, как матрица изготовлена, она должна пройти тщательное тестирование, чтобы убедиться, что она соответствует всем стандартам производительности и качества. Это включает в себя проверку точности размеров, целостности материала и производительности в условиях моделирования.

Ключевые шаги испытания:

· Размерный осмотр: Убедитесь, что матрица соответствует указанным размерам с помощью координатно-измерительных машин (CMM).

· Испытание твердости: Проверьте твердость матрицы в различных точках, чтобы убедиться, что она имеет желаемые характеристики. Методы испытаний включают испытания на твердость по Роквеллу или Виккерсу.

· Испытание термическим напряжением: Имитация высокотемпературных условий процесса ковки, чтобы убедиться, что матрица не деформируется под напряжением или не работает из-за термической усталости.

· Пробная ковка: Проведение пробных поковок с использованием матрицы, чтобы гарантировать, что произведенная деталь соответствует требуемым спецификациям и что матрица выполняет ожидаемые условия труда.

· Осмотр целостности тоолинг: Регулярно проверяйте плашку для отказов, чрезмерного износа, и другого повреждения для того чтобы определить когда обслуживание или замена необходимы.

5. Умирает обслуживание и управление долговечности

Учитывая износ, который штампы претерпевают во время ковки с закрытым штампами, поддержание их производительности с течением времени имеет решающее значение для поддержания качества продукции и минимизации времени простоя.

Основные шаги обслуживания:

· Регулярные осмотры: Периодически проверяйте износ, трещины и другие повреждения, особенно в областях с высоким контактным напряжением.

· Полировка и ремонт штампов: устраните мелкие проблемы износа и отполируйте поверхность штампа для поддержания плавной работы и потока материала.

· Повторная закалка: если матрица испытывает износ, который влияет на ее твердость или ударную вязкость, ее можно повторно затвердеть, чтобы восстановить ее характеристики.

· Смазка: Нанесите соответствующие смазки во время процесса ковки, чтобы уменьшить трение и износ на поверхностях матрицы.

Заключение

Производство высококачественных ковочных штампов с закрытым штампами требует сочетания тщательного выбора материала, точного машиностроения и передовых технологий производства. От выбора правильных материалов для штампов до внедрения передовых инструментов моделирования для проектирования производители могут оптимизировать производительность и долговечность штампов. Регулярный контроль качества и техническое обслуживание также необходимы для обеспечения того, чтобы штампы продолжали производить высококачественные кованые детали, такие как стальные колеса для грузовых вагонов на сахарных заводах, в течение длительного времени. Следуя систематическому и тщательному подходу, вы можете гарантировать, что кованые изделия соответствуют необходимым стандартам прочности, долговечности и производительности.